PERFORMANCES A / B Séance 1

Oct 4th , 2006Frédéric NICAISE

Séance 1

Présentation du cours (032 01 00 – 032 04 00)

Généralités (032 01 00)

- Concept de performances avions - Réglementation – certification / opérations

- fondamentaux d’aérodynamique / vitesses

- phases de vol

- définitions – vitesses / distances

- paramètres influençant les performances avions

Perfo avions Classe A (032 04 00)- Définition vitesses associées au décollage (032 04 01)

CAP 698

Exercices

Sommaire

Introduction

- L’exploitation d’aéronefs en transport public répond à des exigences fortes en matière de sécurité des vols tout au long du processus de conception, fabrication et exploitation de celui-ci. C’est priorité N°1 de l’équipage depuis la préparation du vol, en passant par la prise en compte de la machine, le vol, jusqu’au transfert de responsabilité vers le personnel de maintenance ou un autre équipage ;

- Economie et rentabilité sont également des exigences déclinées dans la politique de gestion des vols et consignes d’utilisation machine décrites dans le manuel d’exploitation de la compagnie ;

Le présent cours est destiné à maîtriser les exigences des règlements en matière de performances, les marges et les choix performances que peut faire l’équipage lors d’un vol, enfin préparer dans les meilleures conditions l’examen Perfo A/B 032

- Performances : données de référence d’un avion qui doivent être connues ou calculées (selon les conditions du jour) et vérifiées par l’équipage pour préparer, gérer et assurer la mission en toute sécurité (masses, vitesses, centrage …)

- Règlements de Certification Niveau minimum de performance devant être respecter par un aéronef avec démonstration pour obtenir la « certification de type »

- Organismes habilités à délivrer les certificationsEASA / JAA / FAA / Transport Canada

Concepts de Performances avions

- Données approuvées :

Les données de certification approuvées par l’autorité ayant délivrée la certification apparaissent dans l’AFM de l’aéronef (Aircraft Flight Manual),

- Données opérationnelles non approuvées :

D’autres données nécessaires à l’exploitation de l’aéronef sont rassemblées dans le FCOM (Flight Crew Operation Manual) ou Manuel TU (Technique Utilisation)

Concepts de Performances avions

Performances et règlementations

Les calculs de performances répondent à 2 types de règlements :

- Certification / Navigabilité (performances minimales : certificat de type + CDN)- OACI- JAA – JAR / FAA - FAR- EASA

- Opérations / Exploitation (niveau de sécurité / Approbation OPS1–liste de flotte)- JAR OPS / OPS 1

Règlementation

Règlementation

Classes de Performance JAR

multi moteur turbo-prop pistonMASSE : superieur à 5700kg

Nb Pax : superieur à 9 A A C

MASSE : inferieur ou égal à 5700kg Nb Pax : inferieur ou égal à 9 A B B

JET MULTI MOTEURHelice

Performances certifiées

Performances certifiées

Trains

Position des

Vitesse sur

Régime moteurs Altitude

Pentes exigées

volets trajectoire (N-1) N = 2 N = 3 N = 4

1er segment sortis des 35 ft fin de rentrée des trains

> 0 0,3 % 0,5 %

2ème segment rentrés fin de rentrée des trains 400 ft mini

2,4 % 2,7 % 3,0 %

Segments* définis par le constructeur (accélération - changement de configuration...)

Final Take Off ou segment final

rentrés rentrés 1,25 VS Maxi

continu 1 500 ft 1,2 % 1,5 % 1,7 %

Décol-lage V2 Décollage

Fondamentaux d’aérodynamique: Décollage

= 1/M (Tu – fP – 1/2SV2 (Cx – fCy)

= 1/M (Tu – Fx – f (P – Fz))

Accélération

Distance de roulement

D = V2 / 2

Pente

= (Tu – Fx)/P

Fondamentaux d’aérodynamique: mesure des

vitesses

TABLEAU RECAPITULATIF

CORRECTION COEFFICIENT VITESSE

VI IAS

Instrumentale + ki VIC = VI + ki CIAS

d’antenne ka VC = VIC ka CAS

de pression k* EV = VC k* EAS

de densité / VV = EV/ TAS

* k varie de 1 à 0,97 pour VC = 350 kt de 0 à 20 000 pieds.

Distances associées au décollage- TORA : Take off Run Available (DRD)- TODA : Take off Distance available (DF35)- ASDA : Accel Stop Distance available (DAA)

Vitesses associées au décollage- Vmcg : Vitesse mini de control de l’avion au sol - Vef : (Engine failure) vitesse à laquelle le moteur critique tombe en panne- V1 : Vitesse de décisions pour interrompre ou poursuivre le décollage- Vmbe : (Maxi brake Energy) - Vmu : (Minimum unstick) - Vs : (Stall) vitesse de décrochage- Vmca : Vitesse mini de contrôle de l’avion au décollage (non au sol)- Vr : Vitesse de rotation- Vlof : (Lift Off) vitesse de déjaugeage- Vmup : Vitesse maxi utilisation pneus- Vsw : (stall warning)- V2 : Vitesse 2eme segment – vitesse mini sécurité

Définitions : Vitesses / distances

– CDN– Mmax structure roulage - carburant roulage

– Mmax structure décollage

– Mmax pente 2ème segment ou final

– MZFW + carburant au décollage

– Mmax conditions pneus ou freins

– Exploitation– Mmax condition piste

– Mmax survol obstacles trouée d’envol

Certification / Exploitation

- Problématique du décollage : décision au sol

- Trajectoire en vol

- Éventail des limitations au décollage

- Paramètres intervenant dans le calcul des performances au décollage

Perfo avions Classe A : Le Décollage

Perfo Classe A : Le Décollage

Le Décollage : notion de V1

Problématique du décollage : panne du moteur critique

Panne Décision

reconnue et annoncée

V1

Arrêt décollage Poursuite du décollage

Si l’annonce se fait juste à V1, c’est l’appréciation par le CDB en fonction de l’état de la piste et de sa longueur qui conduira à l’arrêt ou à la poursuite du vol : concept de « V1 Go/stop »

Perfo Classe A : Le Décollage

Trajectoire en vol

La trajectoire de décollage (JAR 25.111) doit être déterminée avec un moteur en panne de la façon suivante :

Le constructeur doit déterminer une performance globale sur une trajectoire découpée en segments. A l’exception de la rétraction du train, la configuration ne doit pas être modifiée jusqu’à 400 ft.

De plus, l’exploitant doit vérifier pour chaque décollage qu’il respecte les performances minimum requises par le règlement d’exploitation(Longueur de piste, obstacles de trouée d’envol).

Décollage et segments associés :

FinalFinalFinal

400 ft mini10’ ATR

LF Veff V2 = 35 ft HSD VOM HLO 1500 ft

400 ft mini

LF Veff V2 = 35 ft HSD VOM HLO 1500 ft

10’ ATR400 ft mini

12

34

10’ ATR

LF Veff V2 = 35 ft HSD VOM HLO 1500 ftLF Veff V2 = 35 ft HSD VOM HLO 1500 ft

Notion réglementaire du décollage : Opération d’envol de l’avion qui se décompose en quatre phases distinctes ou segments

Perfo Classe A : Le Décollage

SEQUENCE DES VITESSES

Vmcg < Veff < V1 < Vmbe < Vmu < Vs < Vmca < Vr< Vlof <Vmup < Vsw < V2

t Panne Panne Décision et

reconnue 1ère action du pilote si arrêt décollage

V1VeffVMCG VR

Perfo Classe A : Le Décollage

Limitations au décollage

Un décollage impose de prendre en considération les limitations suivantes :

1. Les distances disponibles2. Les limitations énergie freins3. Les limitations de vitesse des pneumatiques4. Les limitations force-portante de piste5. Les contraintes de pente6. Les obstacles de la trouée d’envol7. La masse maxi structurale

Perfo Classe A : Le Décollage

Paramètres opérationnels

Groupe 1 – Météo : Vent – Température – Humidité

Groupe 2  - Infrastructure (piste) : Longueur– Pente – État – Altitude (Zp)

Groupe 3 - Exploitation : Masse – Braquage des volets – Choix de V1 – Rapport V2/Vs

Réference CAP 698

- CAA publication : Instructions publiées par la CAA Britannique qui est référence JAA / EASA dans certains domaines ;

- 3 documents font références pour l’examen JAR FCL ATPL thérorique :

- CAP 696 : domaine 031 masse et centrage

- CAP 697 : domaine 030 préparation et suivi du vol

- CAP 698 : domaine 032 performances

- Données et définitions de référence (Abaques, tables, termes ) utilisées lors des examens JAR FCL (ATPL / CPL )

- CAP 698 (ed July 06 – 3rd edition) :

- section 1 : Généralités

- section 2 : données avion monomoteur piston (SEP1)

- section 3 : données avion multimoteurs piston (MEP1)

- section 4 : données jet de transport moyen courrier (MRJT1)