PERFORMANCES A / B Séance 5 Dec 14th, 2006 Frédéric NICAISE

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


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 %


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


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


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


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)


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


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


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. + - - (-) (-) + - + -


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


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))


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


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


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


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


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


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


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


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


Bilan des limitations


Montée : Aérodynamique / coefficient de portance


Montée : Aérodynamique / coefficient de trainée


Montée : Aérodynamique

Tu = Fx + mg sin

Fz = mg cos


Tu = Fx + mg = 1/2SV2 Cx + mg

Fz = mg = 1/2SV2 Cz = (Tu – Fx)/mg

= Tu/mg - Cx/Cz = Tu/mg - 1/f


Montée : Aérodynamique


Montée : vitesse de meilleure pente

Vitesse de pente maxi (réacteurs)

Vitesse de pente maxi (helices)


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


Régimes de vol / Plafond de propulsion

REACTEURS

HELICES


Montée : paramètres influençant la pente

= (Tu – Fx)/mg

- Masse - Configuration- Zp- Acceleration- Vent (angle de montée /sol)


Montée : vitesse de meilleur vario

Vz = V sin = V

Vz = V ( Tu – Fx) / mg Vz = (Wu – Wn) / mg


Montée : vitesse de meilleur vario


Montée : paramètres influençant le vario

Vz = (Wu – Wn)/mg

- Masse - Configuration- Zp


Montée : rappels Aérodynamique / polaire Hélice


Montée : Rappels Aérodynamique / polaire réacteurs


Montée : rappels Aérodynamique


Montée : Rappels aérodynamique


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


Descente : Rappels aérodynamique


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


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 /


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


Croisière : Sustentation

Fz = 0.7PsSM2Cz

Au plafond : Ps = mg / 0.7 SM2 Czmax dépend de la masse et du Mach


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


Croisière : Rayon d’action spécifique

Rs = 1 / CdRs Maxi à Mach maxi Range


Croisière : Long Range

Mach Long Range > Mach Maxi Range- Rs diminué de 1%- Gain temps- permet de rester au dessus du Maxi Range


Croisière : Altitude optimale

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