AIRBUS A380 des innovations
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AIRBUS A380 des innovations
Juillet 2004 AIRBUS A380 des innovations !! Conçu pour répondre aux nouvelles exigences du transport aérien commercial et désengorger les grands aéroports internationaux, l’Airbus A380 est non seulement le plus grand avion de ligne jamais construit, mais il préfigure la technologie du futur dans l’élaboration d’un liner. Pour respecter la philosophie et le cahier des charges de ce paquebot du ciel, les ingénieurs d’Airbus ont introduit des innovations dans la conception d’un avion civil. Le maître-mot de ce projet, c’est le gain de poids. Et ceci, grâce à l’utilisation de matériaux inusités pour ce type d’aéronef. Résultat : sa masse à vide sera de 240 tonnes, 10 à 15 tonnes de moins qu’une machine de même taille utilisant la technologie du Boeing 747. Cet allégement réduit les charges sur les réacteurs et, du même coup, la consommation, les émissions dans l’atmosphère et les coûts d’exploitation. Le carbone entre aussi dans la composition du fuselage arrière non pressurisé. Encore une audace des concepteurs de l’A380 : aucun avion de ligne de plus de 100 places n’a encore été fabriqué ainsi. Ils ont adopté une conception monolithique (d’un seul bloc) en CFRP pour le caisson de dérive et la gouverne de direction, l’empennage horizontal et les gouvernes de profondeurs. La cloison pressurisée arrière, les traverses de plancher du pont supérieur utilisent la technologie CFRP. Environ 40 % de la structure et des éléments du dernier-né d’Airbus seront ainsi réalisés avec la dernière génération de composites à fibres de carbone et de matériaux métalliques. Caisson central de voilure en carbonne Pour obtenir ces performances et un confort accru pour les passagers et les riverains des aéroports, les techniciens ont eu l’idée d’étendre l’utilisation des composites à matrice organique renforcée de fibres de carbone (CFRP) au caisson central de voilure. Le carbone est plus résistant à la corrosion et à l’usure et, surtout, il représente un gain de poids d’une tonne et demi par rapport aux alliages d’aluminium actuels. S’il avait été réalisé comme les autres appareils de la famille Airbus, il aurait pesé 17 % de plus ! Il accuse 11 tonnes (4,5 t en carbone-époxy, 6,5 t en structure métalliques). Ce caisson central de voilure se situe à un endroit stratégique de l’avion : à la jonction du fuselage et des ailes et sert également de réservoir carburant. Outre le gain de poids par rapport à des matériaux traditionnels, ils facilitent la maintenance et les réparations. 740 chemin de Couloume x 31600 Seysses x Tél. /Fax. 05 62 23 30 62 x Mobile 06 81 64 97 82 x www.air-formation.com Agrément n°73.31.04676.31 délivré par le Préfet de la Haute-Garonne 1 Juillet 2004 Le GLARE encore plus léger électriques. La redondance obtenue atteint un niveau inégalé aussi bien en aviation commerciale que militaire. Le constructeur européen a également opté, après essais, pour le GLARE (Glass Fiber Reinforced Epoxy) : un alliage d’aluminium et fibres de verre pré-imprégnées pour la partie supérieure de fuselage. Ce nouveau matériau est 10 % moins dense que l’aluminium et permet de gagner 800 kg ! Il a l’avantage d’être très résistant au feu et à l’usure. Les tests ont montré qu’une crique (une déchirure) artificielle soumise à des milliers de cycles de vol s’agrandissait à peine. Comme le carbone, il résiste à la corrosion car la première couche de fibre de verre empêche toute pénétration au-delà du revêtement de surface. Et il se répare comme l’aluminium. Pour toutes ces raisons, le bord d’attaque de la dérive est aussi en GLARE. Le système de renouvellement de l’air est lui aussi très ingénieux et nouveau. Il est à deux étages, ce qui le rend plus efficace en termes de cycles thermodynamiques, moins volumineux et plus souple selon les besoins de régénération de l’air au sol ou en croisière. Les avions de ligne sont généralement équipés de deux groupes de conditionnement d’air, chacun convertissant l’air des moteurs à hautes pression et température élevée en air de cabine pressurisé à température ambiante. A la place des quatre groupes traditionnels indispensables pour générer l’air, l’A380 est doté, lui, de deux groupes doubles dans lesquels chaque unité prend en charge des fonctions séparées du cycle global, ce qui le rend plus fiable. Circuits hydrauliques a plus haute pression Les ingénieurs d’Airbus ont trouvé une autre astuce inédite pour alléger « le monstre » : les circuits hydrauliques ont une plus grande pression. Pour la première fois dans l’histoire de l’aviation civile, le système hydraulique de l’A380 présentera une pression de 5000 psi sur un circuit double, alors qu’elle est de 3000 psi sur un circuit triple sur les autres avions de ligne. Cette augmentation de pression permet de transmettre la puissance nécessaire à moindre débit au moyen de tuyauteries au diamètre étroit, d’un rapport de 5 à 3. La réduction de leur taille et la diminution du nombre de circuits offrent un gain d’une tonne environ sans altérer la tenue du liquide et des composants. L’allégement est aussi rendu possible par l’utilisation d’alliages de titane dans la réalisation d’éléments hydrauliques (bloc d’orientation des roues, de filtration ou de freinage). Au total, la longueur des tuyauteries du très gros-porteur atteindra un kilomètre dont un tiers à haute pression. Ainsi, le système de commandes de vol primaire tirera sa puissance de deux sources hydrauliques et deux circuits de secours Autre changement majeur : l’équipe toulousaine a procédé à quantité d’essais en vol, en laboratoire et sur simulateur pour s’assurer qu’il était possible de déplacer de 6 % vers l’arrière de l’appareil son centre de gravité. Car, combiné au système de commandes de vol électriques perfectionné, cela aboutit à une diminution d’environ 40 m2 de la surface de l’empennage vertical, d’où, là aussi, un gain de poids tout en préservant la stabilité de la machine en vol. Soudage par laser Le souci d’allègement a présidé également dans le processus de fabrication de l’Airbus A380. La technique du soudage par laser remplace le rivetage traditionnel pour fixer les lisses (renforts longitudinaux) de la partie inférieure du fuselage. Plus besoin de fixations, source de corrosion et de criques. Le constructeur y gagne en masse, et en temps : le laser soude huit mètres de lisses par minute. Bien plus rapide. De plus, ce mode dispose d’un dispositif de contrôle automatique. Un choix judicieux puisque les tests ont démontré que ces structures 740 chemin de Couloume x 31600 Seysses x Tél. /Fax. 05 62 23 30 62 x Mobile 06 81 64 97 82 x www.air-formation.com Agrément n°73.31.04676.31 délivré par le Préfet de la Haute-Garonne 2 Juillet 2004 résistent mieux aux dommages et à la fatigue que les constructions métalliques réalisées jusqu’ici. Cette nouvelle façon de construire un avion est si efficace qu’Airbus s’en sert déjà sur d’autres programmes que l’A380. Du plus grand au plus petit, il n’y a qu’un battement d’aile. Le soudage par laser est utilisé depuis 2001 dans la fabrication en série du revêtement inférieur du fuselage arrière de l’A318. Tous les systèmes sont touchés par cette cure d’amaigrissement. Ainsi, un tiers de la masse de l’atterrisseur est en titane. Ce matériau a les propriétés mécaniques demandées sans qu’il soit nécessaire de sur-dimensionner le train. Pour un aéronef de la taille de l’A380, les innovations techniques et technologiques s’étendent bien sûr à l’aérodynamique et au poste de pilotage. Son aérodynamique est plus complexe que celle des avions de ligne existants en raison de son gigantisme. Conçu pour voler à un Mach de croisière plus élevé que ses « petits frères » (0.86), le cadet de la famille rencontrera des phénomènes nouveaux liés au régime transsonique. Pour y remédier, les ingénieurs se basent sur l’expérience acquise avec l’A340-600. Quant au poste de pilotage, situé à mi-hauteur, entre les deux ponts, afin d’offrir la vue la plus dégagée possible aux pilotes, il est à la mesure de la bête. Sa surface est de 4,4 m2 contre 3,9 m2 pour le Boeing 747-400. Comme pour les autres éléments de l’avion, le « tout écran » est accentué : la surface d’affichage passe de cinq à dix écrans. Pour aider l’équipage à manœuvrer au roulage, deux caméras sont placées sous le ventre et au-dessus de la dérive. La trajectoire, la descente, l’atterrissage, le freinage, tout est fait pour faciliter la charge de travail du pilote. Impressionnant par ses dimensions, le nouvel atout d’Airbus, dans sa concurrence acharnée avec Boeing, l’est aussi par sa technologie avant-gardiste dont vont hériter les avions commerciaux de ce troisième millénaire. 740 chemin de Couloume x 31600 Seysses x Tél. /Fax. 05 62 23 30 62 x Mobile 06 81 64 97 82 x www.air-formation.com Agrément n°73.31.04676.31 délivré par le Préfet de la Haute-Garonne 3