30 Sep

Corpus de la recherche personnelle:

Mon travail de recherche se propose d’analyser les aspects suivants : les catégories des instruments de bord, les six instruments principaux et les pressions qui aident au fonctionnement des instruments.

Les instruments de bord font partie de 4 catégories :

instruments de pression utilisant des variations de pression d'air

instruments gyroscopiques utilisant les propriétés d'inertie gyroscopique

instruments magnétiques utilisant le champ magnétique terrestre

instruments de surveillance du groupe motopropulseur

Les principaux instruments qui informent le pilote sont : variomètre, anémomètre, altimètre, horizon artificiel, compas et l’indicateur de virage et de dérapage.

Le variomètre est un instrument utilisé pour connaître leur vitesse ascensionnelle. La majorité de ces appareils fonctionnent d'après le différentiel de pression induit par la vitesse verticale de l'appareil. Une prise de pression statique Ps sur la partie latérale du fuselage est reliée à une capsule manométrique située dans un boîtier étanche, qui est isolé thermiquement. Un tube capillaire branché sur la canalisation de la prise statique, permet à l'air de pénétrer lentement dans le boîtier. La capsule est donc soumise d'une part à la pression statique actuelle, d'autre part à la pression statique d'un instant légèrement antérieur établie dans le boîtier grâce au retard apporté par le tube capillaire qui permet l'écoulement de la pression statique dans le boîtier. Un système de leviers et d'engrenages amplifient et retransmettent les déformations de la capsule à une aiguille qui se déplace devant un cadran gradué en vitesse verticale de part et d'autre d'un zéro.

L'anémomètre fournit la vitesse de déplacement de l'avion par rapport à la masse d'air. Une antenne de pression totale placée dans un écoulement d'air uniforme (ou une antenne fournissant Pt et Ps) est reliée à une capsule anémométrique par un système de canalisations. Une prise de pression statique située sur le fuselage de l'avion est également reliée au boîtier étanche. La capsule anémométrique est sensible à la différence de la pression totale moins la pression statique. Un levier et système d'engrenages amplifient et retransmettent les déformations de la capsule à une aiguille qui se déplace devant un cadran gradué en vitesse.

L'altimètre fournit une altitude-pression. Une prise de pression statique située sur le fuselage de l'avion est reliée à un boîtier étanche par un système de canalisations. Dans ce boîtier soumis à la pression statique Ps, une ou plusieurs capsules anéroïdes dans lesquelles règne une pression quasiment nulle, servent d'éléments sensibles à la pression statique. Par un mécanisme d'amplification et de transmission, les déformations de la ou des capsules font pivoter un râteau autour d'un axe. Par un système d'engrenage le râteau commande une aiguille qui se déplace devant un cadran gradué en altitudes.

 L'horizon artificiel est un gyroscope à 2 degrés de liberté à axe vertical, suspendu par son centre de gravité qui détermine la verticale du lieu d'un avion. L'horizon artificiel se compose d'un gyroscope à axe vertical monté au cardan dans un carter faisant office de cadre intérieur, à axe de rotation dirigé suivant l'axe de tangage de l'aérodyne (ci-dessous le carter est remplacé par le cadre inférieur).  Un deuxième cadre (cadre extérieur) à axe de rotation dirigé suivant l'axe de roulis. L'ensemble est associé à une référence pendulaire qui transmet par l'intermédiaire d'un dispositif cinématique à une barre, à une sphère ou à un cylindre représentant le plan horizontal, la position relative de l'axe du gyroscope par rapport aux axes de l'avion.

L'indicateur de virage, est généralement associé à un indicateur d'inclinaison à bille. En virage correct à vitesse uniforme la vitesse de rotation de l'avion sur sa trajectoire peut être représentée par un vecteur. A cette rotation obligée le gyroscope répondra par une rotation de H vers Ω. Ainsi lorsque l'avion commence son virage le moment cinétique va tendre à s'aligner sur la vitesse sous l'effet d'un couple gyroscopique: indicateur couple gyroscopique sera équilibré par un couple de rappel créé par un ressort de raideur K proportionnel à l'angle dont tournera la vecteur H. Le cadre prendra alors une position en fonction de l'orientation du vecteur moment cinétique.

Le compas est constitué d’un organe mobile aimanté par des barreaux, qui s’oriente suivant le champ magnétique résultant à l’intérieur de l’aérodyne. Cet organe appelé également rose des caps est gradué de 0 à 360 degrés. Cette graduation tourne devant un index (ligne de foi) solidaire de l’aérodyne. Cette rose montée sur un pivot baigne dans un liquide amortisseur incongelable et non corrosif à base d'hydrocarbure (white-spirit, kérosène...), qui amortit les oscillations.

La pression statique, dans un fluide en mouvement, est la pression que mesure un capteur qui se déplace à la même vitesse que le fluide. Dans un avion, la pression statique est mesurée à partir de prises statiques. Elles sont situées sur le côté du fuselage. Le système statique d'un avion lui sert à calculer son altitude, sa vitesse et son taux de montée ou de descente. Ce système est donc nécessaire à la sécurité du vol.

La pression dynamique q est le flux de la quantité de mouvement par unité de volume. Elle ne dépend donc pas de la surface mais uniquement de la vitesse et de la masse volumique du fluide. De manière plus générale, en mécanique des fluides, la pression dynamique s'ajoute à la pression statique et de la densité volumique d'énergie potentielle de gravité pour donner la pression totale.

 

Conclusion de la recherche: 

Les instruments sont chargés de renseigner les pilotes de tous les paramètres nécessaires au bon déroulement du vol : sécurité, paramètres de vol, paramètres de moteurs. Ils sont placés stratégiquement et sont classés en différentes catégories.

 

 

Bibliographie/Sitographie : 

  • Livre(s) :
  • Manuel de l’ Aéroclub de Roumanie – La connaissance de l’aéronef.
  • Sites web:
  • https://www.lavionnaire.fr/Sommaire.php
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