PERFORMANCES A / B Séance 5
Dec 14th, 2006Frédéric NICAISE
ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06
Sommaire
Séance 5 → Rappels notions abordées lors de la séance 4→ Corrigé de la série d’exercices 3a
→ II-3 - Limitations atterrissage ( 032 04 06 00)– Rappels de mécanique du vol– Certification– Remise de gaz Moteurs et N-1– Limitations exploitation– Limitations piste– Limitations obstacles en remise de gaz– Utilisation des CAP - Exercices associés→ II-4 - Gestion du vol – Synthèse polaire – Rappels mécanique du vol – Gestion du vol en montée ( 032 04 02 00)– Croisière - descente
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Rappels séance 4 : Limitations en route
Performance certification en route
- Trajectoire nettes N-1 moteurs- Pente nette = pente brute – 1.1% #2
- 1.4 % #3 -1.6 % #4
- Trajectoires N-2 moteurs- Pente nette = pente brute – 0.3% #3
- 0.5 % #4
- Plafond N-1 moteurs - Plafond brut : vario 0 : altitude à laquelle rétablira l’avion suite à panne moteur- Plafond net : plafond atteint avec trajectoire nette / pente nette telle que pente brute pénalisée de 1.1 / 1.4 / 1.6 %
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Rappels seance 4 : Limitations en route
Performance en route : exploitation
- Principe : On envisage la panne d’un réacteur (N-1) en tout point de la route, l’avion doit pouvoir poursuivre sa route en respectant les marges au dessus et la panne de (N-2) moteurs pour les quadri ou tri moteurs
- Obstacles à considérer en croisière : tous les obstacles situés à 5 NM de part et d’autre de la route prévue
- trajectoires nettes
- Marges et méthodes de franchissement des obstacles - Règle classique- Down Hill Rule (DHR) ou drift down
- Dans les 2 cas : 3 paramètres à déterminer - point critique
- masse maxi au point critique
- niveau de vol de rétablissement
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Rappel seance 4 : Limitations en route : Panne N-1 moteurs : règle
classique
- Marge de 1000 ft au dessus de l’obstacle
- Descente à pente mini soit à finesse maxi
> 0 au dessus de l’obstacle
-- point critique- masse maxi au point critique- niveau de vol de rétablissement
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Rappel seance 4 : Limitations en route : Panne N-1 moteurs : règle Drift
down
Franchissement obstacles en descente avec Marge de 2000 ft au dessus de l’obstacle
- point critique- masse maxi au point critique- niveau de vol de rétablissement
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Rappels seance 4 : Limitations en route : Panne N-2 moteurs
Cas des tri ou quadri moteurs- Règle des 90 minutes :
- Un #3 ou #4 moteurs peut voler à + de 90 min d’un aérodrome accessible si (OPS 1.505) :- La traj nette N-2 moteurs permet de respecter la marge de 2000 ft au dessus du sol et des obstacles- Panne envisagée au point le plus critique de la route de l’avion- Traj nette N-2 moteurs permet de garantir un pente > 0 à 1500 ft au dessus du terrain de detination- Vidange si procédure existe- Masse au moment de la panne #2 doit permettre d’inclure le carburant suffisant pour atteindre
l’aérodrome de destination (1500 ft + palier de 15 min)
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Rappels seance 4 : Limitations en route : Panne N-2 moteurs
Cas des bi moteurs- Principe de base : OPS 1.245Un #2 moteurs NE peut voler à + de 60 min vitesse N-1 moteurs d’un aérodrome adéquat
- Règle dérogatoire : OPS 1.246 ETOPS (Extended Twin OperationS)Un exploitant peut être autorisé à exploiter des appareils Bi moteurs sur des routes telles que l’avion se trouve à plus de
60 minutes vitesse N-1 moteurs d’un aérodrome adéquat - autorisation 90 minutes
- autorisation 120 minutes- autorisation 180 minutes
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Décollage : Synthèse des paramètres opérationnels
Max décollage(la plus faible de ces
limitations)
CDN
Exploitation
Mmax structure roulage - carburant roulageMmax structure décollageMmax pente 2ème segment ou finalMZFW + carburant au décollageMmax conditions pneus ou freinsMmax condition pisteMmax survol obstacles trouée d’envol
Cert. Struct.
Cert. pentes Segments – Pénalisation brute/nette – 2°segment : 2.4 % bi – 2.7 % tri – 3 % quadri
Cert. freins V1<Vmbe
Cert. pneus Vlof < Vt (tyre)
Exp. Piste ASDR < TORA + SWY
Exp. Piste TODR < TODA + CLW
Exp. Piste TORR < TORA
Exp. Obs. > 35 ft – si virage>15° et > 400ft : 50 ft – Piste mouillée : 15 ft
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Bilan Limitation décollage
Vent (face)
T° Zp Pente piste(+) = montante
Etat de la piste (contaminée)
Choix V1(+ grande)
Volets (braquage croissant)
K Masse
Masse struct roulage
Cert 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Masse struct décollage
Cert 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2° segment Cert 0 - - 0 0 0 - + -
Pneus Cert + - - 0 (-) 0 + - 0
Freins Cert + - - + (-) - + - -
Piste (ASD) Exp. + - - (+) (-) - + - -
Piste (TOD) (*) Exp. + - - (-) (-) + + + -
Piste (TOR) Exp. + - - (-) (-) + + + -
Obs. Proches Exp. + - - (-) (-) + + - -
Obs. éloignés Exp. + - - (-) (-) + - + -
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Atterrissage : loi aérodynamique avant l’impact
Tu + mg sin = Fx
Fz = mg cos
petit , cos = 1, sin =
Tu + mg = Fx = 1/2SV2 Cx
Fz = mg = 1/2SV2 Cz = - T/mg + Cx/Cz
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Atterrissage : loi aérodynamique après l’impact : roulement
Décélération
Distance de roulement
D = V2 / 2
= 1/M (-Tu + fP + 1/2SV2 (Cx – fCz)
= 1/M (-Tu + Fx + f (P – Fz))
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Atterrissage : aspects règlementaires
- Recherche de vitesses d’approche Vref la plus faible possible (longueur de piste, adaptation des réactions du pilote, resistances trains et pneus ….)
Vref = 1.3Vs = 1.3 2 mg / S Cz max
- VMCL
- Masse limitative atterrissage est la plus petite de :- Masse maxi structure atterrissage- Masse maxi piste atterrissage- Masse maxi pente remise de gaz
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Atterrissage : aspects règlementaires : limitation piste atterrissage
- JAR OPS 1.515- Longueur de piste disponible : LDA- Distance requise atterrissage piste sèche : D (déterminée avec les
abaques CAP 698 fig 4.28) : Ds * 1.67 < = LDA- Distance requise atterrissage piste mouillée : Dm = Ds * 1.15
Dm * 1.67 <= LDA
- Turbopropulseurs : Ds * 1.43 < = LDA - CAP 698 fig. 4.28
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Atterrissage : aspects règlementaires : limitation piste atterrissage
- Calculs et abaques distance atterrissage prenant en compte :- configuration atterrissage- Vatt à 50 ft > = 1.3 Vs- Zp - T°- 50% du vent de face et 150% vent arrière- pente piste si supérieure à +/- 2%
- Cas particulier de la piste contaminée : Distance atterrissage requise = min (115% Ds, 115% Dpc (données approuvées AFM))
- Sélection de la piste à destination : prendre la plus pénalisante de :- piste la plus favorable avec air calme- piste attribuée fonction des prévisions de vent à destination→ si piste air calme NC : sélectionner 2 déroutement avec respect règle ci dessus → si piste avec prévisions de vent NC : sélectionner 1 déroutement avec respect des 2 conditions ci dessus
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Atterrissage : Réglementation
• Distance d ’atterrissage - longueur de piste requise
Longueur de piste requise sèche (Dist ATR x 1.67)
Longueur de piste requise mouillée (Long. Req. Sèche x 1.15)
Longueur de piste disponible (LDA)
Distance d ’atterrissage sèche
50 ft
Longueur physique de la piste
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Atterrissage : aspects règlementaires : limitation Pente Remise de gaz
- Pentes remise de gaz :- configuration atterrissage (JAR 25.119) : pente brute de 3.2%
- tout moteur en fonctionnement – N1 T/O 8 sec après dde pilote
- VMCL < vitesse montée = 1.2 Vs < max (1.3 Vs, VMCL)- considérant Zp aérodrome- considérant T°
- configuration approche N-1 moteurs (JAR 25.121) : pentes brute de : 2.1% #2 2.4% #3 2.7% #4- 1 moteur inop- Vapp < 1.5 Vs- trains rentrés- volets config approche
- Zp / T° - CAP 698 : Fig 4.29
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Atterrissage : paramètres influençant les distances d’atterrissage
- Vent : influence sur vitesse sol et distance de freinage
- Température : influence sur poussée, pentes et performance Remise de Gaz
- Zp : poussée N1, pentes et performances RdG Vsol / TAS supérieures donc distances freinage plus longues
- État piste (mouillée, contaminée): influence distances de freinage
- Braquage volets : influence pentes RdG et distance d’atterrissage
- Masse avion
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Atterrissage : utilisation du CAP 698
- Détermination masse limitative atterrissage :- Limitation piste : fig 4.28- Limitation pente RdG : fig 4.29
- Détermination poussée N1 GA (RdG) : fig 4.12
- Détermination Quick Turnaround : Masses atterrissage limitatives pour les temps d’escale et demi tour rapide : fig 4.30
- Temps de refroidissement freins : fig 4.31
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Bilan des limitations
Mmax
décollage à la plus faible de toutes les limitations
Décollage
Route
Atterrissage
CDN
Exploitation
Exploitation
CDN
Exploitation
Mmax structure roulage - carburant roulage
Mmax structure décollage
Mmax pente 2ème segment ou final
MZFW + carburant au décollage
Mmax conditions pneus ou freins
Mmax condition piste
Mmax survol obstacles trouée d’envol
Mmax point critique + délestage entre décollage et ce point
Mmax structure atterrissage + délestage prévu
Mmax pente remise de gaz + délestage prévu
Mmax condition piste + délestage prévu
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Bilan des limitations
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Montée : Aérodynamique / coefficient de portance
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Montée : Aérodynamique / coefficient de trainée
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Montée : Aérodynamique
Tu = Fx + mg sin
Fz = mg cos
petit , cos = 1, sin =
Tu = Fx + mg = 1/2SV2 Cx + mg
Fz = mg = 1/2SV2 Cz = (Tu – Fx)/mg
= Tu/mg - Cx/Cz = Tu/mg - 1/f
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Montée : Aérodynamique
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Montée : vitesse de meilleure pente
Vitesse de pente maxi (réacteurs)
Vitesse de pente maxi (helices)
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Régimes de vol / Plafond de propulsion
- 2 cas de vol possibles à Wu - à faible TAS (2e régime) - à forte TAS (1er régime) - La vitesse de finesse max (Tn
mini) sépare les 2 régimes de vol
- Wu diminue avec l’altitude, il existe une altitude maxi à laquelle
Wu max = Wn mini = mg / f max → Plafond de propulsion
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Régimes de vol / Plafond de propulsion
REACTEURS
HELICES
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Montée : paramètres influençant la pente
= (Tu – Fx)/mg
- Masse - Configuration- Zp- Acceleration- Vent (angle de montée /sol)
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Montée : vitesse de meilleur vario
Vz = V sin = V
Vz = V ( Tu – Fx) / mg Vz = (Wu – Wn) / mg
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Montée : vitesse de meilleur vario
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Montée : paramètres influençant le vario
Vz = (Wu – Wn)/mg
- Masse - Configuration- Zp
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Montée : rappels Aérodynamique / polaire Hélice
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Montée : Rappels Aérodynamique / polaire réacteurs
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Montée : rappels Aérodynamique
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Montée : Rappels aérodynamique
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Montée : choix des régimes de montée
- Montée à meilleure vitesse ascensionnelle Vz
- Montée à pente maximale
- Montée à meilleure consommation – distance Cd
- Montée normale : montée réalisant le meilleur compromis temps – distance - consommation
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Descente : Rappels aérodynamique
petit , cos = 1, sin =
Tu + mg = Fx = 1/2SV2 Cx
Fz = mg = 1/2SV2 Cz = (Fx - Tu)/mg
= Cx/Cz – Tu/mg = 1/f - Tu/mg Vz = (Wu – Wn)/mg
Tu + mg sin = Fx
Fz = mg cos
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Croisière : aérodynamique
Tu = Fx = 1/2SV2 Cx propulsion Fz = mg = 1/2SV2 Cz sustentation Tu/mg = 1/f
Ou
Tu = 0.7PsSM2Cx
Fz = 0.7PsSM2Cz
- Trainée totale = trainée de profil + trainée induite
- Cxi = Cz2 /
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Croisière : Propulsion - altitude d’accrochage
Maxi continu
Maxi CRZ
Mb MhSi Mvisé < Mc en 2eme régime, on n’a plus d’excédent de poussée utile pour contrer la traînée donc nécessité d’augmenter la poussée ou descendre pour avoir un excédent de poussée supplementaire
Mc
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Croisière : Sustentation
Fz = 0.7PsSM2Cz
Au plafond : Ps = mg / 0.7 SM2 Czmax dépend de la masse et du Mach
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Croisière : Consommations
- Consommation spécifique (propre au moteur) : Csp = Kg / N / Heure
- Consommation Horaire : Ch = Kg/Heure
Ch = Csp * T
- Consommation distance : Cd = Ch / Vs
Cd = Csp Smg/2 * Cx / Cz
→ Cd mini si Cx / Cz mini
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Croisière : Rayon d’action spécifique
Rs = 1 / CdRs Maxi à Mach maxi Range
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Croisière : Long Range
Mach Long Range > Mach Maxi Range- Rs diminué de 1%- Gain temps- permet de rester au dessus du Maxi Range
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Croisière : Altitude optimale