Correction Porte avion Charles de Gaulle1

Correction Porte avion Charles de Gaulle1
ETUDE DES DISPOSITIFS DE FREINAGE
Questions préliminaires
R1/
L'application du théorème de la résultante dynamique en projection sur
l’axe x de déplacement de l’avion fournit l'équation suivante :
3
− M.a = − ∑ Ti
i =1
R2/
L'application du théorème de la résultante dynamique en projection sur
l’axe z perpendiculaire à la surface du sol fournit l'équation suivante :
0 = −M.g +
R3/
3
∑ Ni
i =1
Pour chaque roue, la relation entre les actions tangentielles et normales
est donnée par la loi de Coulomb considérée à la limite du glissement :
∀i
Ti = f.Ni
En sommant pour les trois roues, on en déduit que :
3
3
∑ T = f .∑ N
i =1
i
i =1
i
= f .M .g = M .a
On détermine alors la valeur de l’accélération :
a = f. g
Cette relation traduit que pour un freinage par adhérence entre roues/sol,
la valeur de l’accélération optimale (chacune des roues à la limite du
glissement) ne dépend que du coefficient de frottement. Elle est en
particulier indépendante de la masse du véhicule.
R4/
Le mouvement est un mouvement de translation uniformément retardé, on
obtient la loi des vitesses et la loi des positions par intégration. Les
conditions initiales permettant de déterminer les constantes sont la vitesse
d’appontage Va et l’origine des positions x = 0 pour t = 0 instant initial
du freinage.
La valeur de l’accélération est : &x& = − a = − f .g = −0,6 * 9,81 = −5,886m.s 2
La loi des vitesses est : x& (t) = −a.t + Cste
Pour t = 0 , la vitesse est Va , donc : x& (t) = −a.t + Va
a
La loi des positions est : x(t ) = − .t 2 + Vat + Cste
2
a
Pour t = 0 , la position est x(0) = 0 , donc : x(t ) = − .t 2 + Vat
2
1
Adapté d’un sujet de CAPET et d’un sujet Mines-Ponts
TD frein appontage
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R5/
En fin de phase de freinage x& = 0 , donc la durée de cette phase est
t = df
d =
f
V
220/3,6
61,11
a =
= 10,38 s
=
a
5,886
5,886
La loi des positions est obtenue par intégration de la loi des vitesses :
2
x(t) = −a. t + V .t + Cste
a
2
Pour t = 0 , la position de l’avion est la position prise pour origine x = 0 ,
donc :
2
x(t) = −a. t + V .t
a
2
La distance parcourue en fin de phase de freinage est :
x(d f ) = −a.
R6/
df
2
+ Va .d f = 317m
2
Même dans des conditions optimales, la distance parcourue au cours d’un
freinage basé sur l’adhérence « roue/sol » est bien supérieure à la
longueur de la piste d’appontage. Il est donc nécessaire de faire appel à
un système complémentaire : les freins d’appontage.
Analyse fonctionnelle
R7/
Fonctions de service
FS1
Arrêter l’avion.
Critères
Niveaux
≤ 100 m
Distance d’arrêt
Contrôle des accélérations
FS2
S’adapter aux différents
types d’avion
a max i
≤ 1,3
a moyen
Masse des avions à l’appontage
Vitesse à l’appontage
Entre 8 et 20 tonnes
200 km.h-1 ≤ Vap ≤ 250 km.h-1
FS3
Protéger le pilote
Accélération maximale
a max i ≤ 5g
FS4
Protéger l’avion
Accélération maximale
a max i ≤ 5g
FS5
Intégrer le système de freinage Encombrement
sur le porte-avions
Efforts sur la structure
FS6
Remettre le système en
configuration initiale
R8/
Temps de reconfiguration
≤ 2 min
Solutions techniques associées aux fonctions techniques :
TD frein appontage
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F S 1 : A r r ê te r
l'a v io n
FT11
FT111
C a p te r l'é n e rg ie c in é tiq u e d e l'a v io n
FT12
b le
Câble +C âCrosse
E tre lié à l'a v io n
FT121
A d a p te r l'é n e rg ie m é c a n iq u e
M o u fle
Double Moufle
T ra n s fo rm e r l'é n e rg ie m é c a n iq u e
A m o r tis s e u r s
Amortisseurs
de
poulie et d’ancrage
FT122
P ro té g e r l'a v io n
FT13
FT14
C o n v e rtir l'é n e rg ie m é c a n iq u e e n é n e rg ie
h y d ra u liq u e
FT131
D is s ip e r l'é n e rg ie h y d ra u liq u e e n
c o n trô la n t l'e ffo rt d e fre in a g e
FT141
P ress e
Presse
(vérin)
hydraulique
A u g m e n te r l'é n e rg ie d u flu id e
C a n a lis a tio n s
R e c e v o ir l'é n e rg ie h y d ra u liq u e
FT142
FT143
V a n n e d e la m in a g e
Vanne
de laminage
+ Accumulateurs
M o d ifie r p ro g re s s iv e m e n t l'é n e rg ie
h y d ra u liq u e
C a n a lis a tio n s
R e s titu e r l'é n e rg ie re s ta n te
V é r in
FT144
Vérin électrique
R é g le r le ta u x d 'é n e rg ie d is s ip é e
CameC a m e
FT145
P ilo te r la v a n n e
F C 4 : R e m e ttr e le
s y s tè m e e n
c o n fig u r a tio n in itia le
FT 41
FT411
S to c k e r l'é n e rg ie ré s id u e lle
C a n a lis a tio n s
C a p te r l'é n e rg ie h y d ra u liq u e
FT4121
FT412
T ra n s fo rm e r l'é n e rg ie
FT4122
FT 42
A u g m e n te r
l'é n e rg ie d u g a z
V é r in o lé o p n e u m a tiq u e
V a n n e d e r e m is e e n b a tte r ie
R e s titu e r l'é n e rg ie s to c k é e
TD frein appontage
A c c u m u la te u r
R e c e v o ir le g a z
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R9/
Diagramme SADT A-0
Diagramme SADT A0
TD frein appontage
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