View
109
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES ET BAROMETRIQUES
1. LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES
2. LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES
LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUESLES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES
Propriétés théoriques fondamentales des gyroscopes:
Elles résultent de l’inertie du rotor.
Garder une direction constante.
Cependant, ils subissent :
- Les frottements mécaniques,- la rotation terrestres,- Les accélérations de l’avion.
RECALAGE PERIODIQUE NECESSAIRE
Perturbations :Perturbations :►Effet de la rotation terrestre Effet de la rotation terrestre
►Effet du déplacement Effet du déplacement
sur la terre sur la terre
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUESGYROSCOPIQUES
Exemple de l’effet de la rotation terrestre :
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUESGYROSCOPIQUES
►Perturbations :Perturbations :
Précession Précession
Application : le recalage de l’axe Gyro sur une référence
résulte des :- Frottements- Effets des balourds- Des mouvements.
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUESGYROSCOPIQUES
Couple gyroscopique : Si on sollicite un gyroscope par une rotation « obligée » ,exercée suivant une direction différente de celle de H, sa réaction est un couple appelé « couple gyroscopique » provoquant un mouvement de H vers .
Exemple: le couple gyroscopique engendré par l’héliced’un avion fortement motorisé
Sollicitation du pilote
Rotationobligée
Effet obtenuEffet obtenu
Lacet à gauche Dirigée vers le haut Couple cabreur
Lacet à droite Dirigée vers le bas Couple piqueur
Rotation à piquer Dirigée vers la gauche
Embardée à gauche
Rotation à cabrer Dirigée vers la droite
Embardée à droite
► Différents modes d’entraînementDifférents modes d’entraînement
Pneumatique : Vitesse de rotation : 6000 à Pneumatique : Vitesse de rotation : 6000 à 15000 t/min.15000 t/min.
Electrique: Toupie gyroscopique constituant le Electrique: Toupie gyroscopique constituant le rotor d’un moteur Vitesse de rotation : 20000 à rotor d’un moteur Vitesse de rotation : 20000 à 24000 t/min 24000 t/min
► En cas de En cas de panne d’alimentation totale :panne d’alimentation totale :le gyro conserve un moment d’inertie de : le gyro conserve un moment d’inertie de :
4 à 6 minutes, pour un moteur électrique4 à 6 minutes, pour un moteur électrique 2 à 3 minutes, pour une turbine à air.2 à 3 minutes, pour une turbine à air.
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUESGYROSCOPIQUES
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUESGYROSCOPIQUES
Le directionnel :
Gyroscope à 2° de liberté
Le boîtier est placé sur la planche de bord de telle sorte que l’axe vertical zz’ soit // axe de lacet avion.
Erreurs :La dérive = f(couples de frottement
Sur l’axe d’articulation des deux cadres)
Indicateur d’attitude ou horizon artificiel :
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUESGYROSCOPIQUES
1 – But :
Visualiser l’attitude de l’avion, c’est à dire les angles de roulis et de tangage pour permettre le vol en IMC.
Angle : assiette longitudinaleAngle : inclinaison latérale
2 − Constitution :
Gyroscope 2° de liberté à axe verticalPendule matérialisant la verticale + Système
érecteurassurant le recalage du gyro sur le pendule.
3 – Erreurs
Erreur en virage :
Elle vient du fait que la pesanteur g se combineAvec l’accélération centrifuge du virage.
Angle de virage
Indication de la barre d’horizon
0 Assiette correcteInclinaison correcte
90 Assiette trop cabrée Inclinaison trop faible
180 Assiette trop cabrée Inclinaison correcte
270 Assiette trop cabrée Inclinaison trop grande
360 Assiette correcteInclinaison correcte
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUESGYROSCOPIQUES
mΩR
mg Verticale apparente
Erreur max = 2 Ke/Ω
La vitesse de correction ne doit pas être tropforte
Erreur due à une accélération longitudinale :
Elle vient du fait que la pesanteur g se combine avec l’accélération centrifuge du virage. - Faux cabré lors d’un décollage
- Faux piqué lors d’une décélération
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUESGYROSCOPIQUES
φ
Erreur max au D/L de l’ordre de 4°
4 – Précision : De l’ordre de +/-1° en tangage et 0.5° en roulis.
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUESGYROSCOPIQUES
Indicateur de virage et d’inclinaison latérale:
1 − But :Mesurer le taux de virage de l’avion ( en °/min)
Indiquer l’inclinaison latérale de l’avion/horizontale.( Le taux de virage standard appelé taux 1 est de 180°/min ).
2 − Constitution Gyroscope à 1° de liberté (aiguille) à axe // axe de tangage Indicateur de dérapage (bille)
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUESBAROMETRIQUES
les prises totales et statiques :
Prise statique :
De chaque côté du fuselage pour minimiser le dérapage.
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUESBAROMETRIQUES
les prises totales et statiques :
Prise totale (Pitot) :
Prises destinées à capter la pression totale ou pression d’arrêt Pt ;tubes éloignés de la « peau » de l’avion, et réchauffés électriquement.
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUESBAROMETRIQUES
l’altimètre :
1 – But et Principe:
Mesurer l ’altitude pour sécurité vis à vis des obstacles et des aéronefs. Un altimètre est un baromètre gradué en altitude suivant l’atmosphère standard.
1: une ou plusieurs capsules (anéroïde) dans lesquelles règne une pression très faible. 2: boîtier étanche soumis à Ps 3: mécanisme d’amplification 4: aiguille et tambour 5: dispositif de calage
12
34
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUESBAROMETRIQUES
2 – Calages :
1020 hPa
1013,25 hpa
1000 hPa
500 ft à 1020 hpa
290 ft à 1013,25 hpa
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUESBAROMETRIQUES
3 Erreurs : Erreurs de principe : Air froid = DANGER
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUESBAROMETRIQUES
Erreur d’installation = captation de Ps :
Fonction de l’incidence et nombre de MachLongueur de la canalisation
Erreurs instrumentales
4 - Tolérances :
500ft avions légers20ft altimètres asservis
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUESBAROMETRIQUESL’anémomètre :
1 – But Mesurer la vitesse de l’avion par rapport à l’air ou vit. aérodynamique ou
vitesse vraie Vv (TAS).
Manomètre mesurant la pression dynamique = Pt – Ps ( pression différentielle ) ;
Ps Pt
Vv2 – Constitution
Graduation: en 1948 on a décidé de fixer conventionnellementLes paramètres : - densité = 1
- pression = 1013,25 hPa- température = 15 °C
Pour la graduation des altimètres.
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUESBAROMETRIQUES
3 – La chaîne des vitesses
Vi= vitesse lue sur l’instrument Vi IAS
Ki = correction instrumentale - étalonnage inst => Vi corrigée CIAS
Ka = coef d’antenne ou d’installation (statique) => V conventionnelle CAS
Kp = correction de compressibilité => Equivalent Vitesse EAS
correction de densité => Vitesse vraie (3D) TAS
Pente => Vitesse propre TAS
Vent => Vitesse sol GS
Formules
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUESBAROMETRIQUES
Arc blanc : utilisation particulière VS0 VFE
Arc vert = V normale d’utilisation VS1 VNO (vitesse à ne pas dépasser en atmosphère
agitée)
Arc jaune : vitesses exceptionnelles = Interdites en atmosphères turbulentes VNO VNE
Plages des vitesse indiquées par arcs sur l’instrument:
KVe = (Vent max – 10)/2 avec un maximum de 10 kts
Majoration de vitesse en cas de fort vent et de rafales :
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUESBAROMETRIQUES
En cas d’obturation de la prise de pression statique:
• Au décollage ou en montée, Pt - Ps Vi < valeur réelle.
• En descente Pt - Ps Vi > valeur réelle !!!
En cas d’obturation de la prise de pression totale (ex : défaillance du réchauffage pitot ) : • Pt – Ps Vi
4 - Problèmes engendrés par obturation des prise totale ou statique:
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUESBAROMETRIQUES
Vv
Vp
Vz
ΔtΔt)Ps(tPs(t)
ΔtΔPs
Le variomètre
1 – But
2 – Principe de la mesure
Le principe du vario est basé sur la mesure du taux de variation de la pressionstatique / temps au moyen d’un manomètre différentiel soumis à:
Ps(t): pression statique instantanéePs( t – Δt): pression statique d’un instant antérieur
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUESBAROMETRIQUES
5. Tube capillaire permettant à l’air de pénétrer avec un certain retard et constituant l’élément retardateur.
3 – Réalisation
LES INSTRUMENTS LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUESBAROMETRIQUES
4 – Défauts inhérents au principe de la mesure
Influence de la viscosité et de la température de l’air.
Quand Z augmente, au niveau de l’orifice capillaire le débitaugmente car la viscosité diminue. Retard du variomètre
5 – Influence de la pression statique Mise en virage sortie de virageDébut de ressource Vz < 0 Mise en piqué Vz > 0Palier accéléré Palier décéléré
SECURITE
Recommended