🔨Porte avions Charles de Gaulle

⏳ 1 heure 👪/👷 Travail de groupe et travail individuel

Le dispositif étudié est implanté sur le porte-avions Charles de Gaulle (PA CdG) dont la capacité d’embarquement est de 40 aéronefs.

Intérêt du système

La piste d’appontage est située sur la moitié arrière, elle est légèrement oblique (8,5°) alors que la deuxième piste (spécifique au décollage) est située à l’avant. Malgré les dimensions du pont (environ 260 m de long et 65 m de large), les longueurs des pistes sont très réduites, environ 70 m pour celles du décollage et 100 m pour celle d’appontage.

Les avions embarqués sont des avions de chasse de type Rafale Marine, Hawkeye. Leur masse au décollage et à l’appontage est 8 à 20 tonnes selon les configurations. La vitesse d’appontage est de 200 km/h à 250 km/h. Pour annuler la vitesse des avions sur des distances aussi courtes, il faut développer des efforts bien plus importants que ceux que peuvent assurer les freins propres à l’avion. En effet, ces derniers sont conçus pour des atterrissages sur pistes d’aéroport, longues de quelques milliers de mètres.

Atterrir sur le PA CdG fait donc appel à des systèmes spécifiques destinés à assurer ces efforts, ce sont « les freins

d’appontage », objets de cette étude.

Rafale Marine crosse sortie accrochant le brin Pont d’envol et d’appontage du PA CdG

Principe de fonctionnement

Le principe général des freins d’appontage est simple. Après discussion entre le pilote et le chef de pont, l’appontage peut avoir lieu. L’avion est muni d’un bras appelé crosse qui accroche un brin (câble tendu) en travers du pont (voir vidéo).

https://youtu.be/WzcndV6AeIc?t=1013youtu.be

Ce brin est lié à un ensemble mécanique qui récupère l’énergie cinétique de l’avion. Une vanne de dissipation dissipe une partie de cette énergie en chaleur. Le complément d’énergie est récupéré par un accumulateur et réutilisé pour remettre le système en configuration initiale. Le système doit être capable de se configurer à la demande du chef de pont.

✏️ Analyse fonctionnelle

Un diagramme de contexte ci-dessus définit les éléments interagissant avec le système étudié « freins d’appontage ».

1. Le système étudié comprend-t-il la crosse de l’avion comme constituant ?

2. Dans la description du principe de fonctionnement, surligner le texte indiquant que le chef de pont fait bien parti du milieu extérieur au système « freins d’appontage » interagissant avec lui.

3. Compléter le texte descriptif suivant à partir des informations du diagramme des exigences ci-dessous.

\\psf\Home\Documents\cours\_PCSI\CI01 - Appréhender l'analyse fonctionnelle et structurelle\TD\TD01\sources\Capture d’écran 2015-08-28 à 10.53.33.png

« L’accélération (une décélération) maximale de l’avion ne doit pas dépasser l’accélération moyenne de plus de ___%. De plus, pour la protection du pilote et de l’avion, les accélérations doivent rester inférieures à ______________ . Le temps de reconfiguration ne doit pas __________________________ afin de maintenir une cadence d’appontage optimale. »

✏️ Analyse structurelle

\\psf\Home\Documents\cours\_PCSI\CI01 - Appréhender l'analyse fonctionnelle et structurelle\TD01\figures\Frein d'appontage.png

« Le système étudié comprend de nombreux constituants afin de dissiper l’énergie mécanique et amortir les vibrations du brin. »

1. Dans la courte description page précédente, quel système présent dans le diagramme de définition de bloc « frein d’appontage » n’est pas évoqué ?

2. Lister les sous-systèmes, de même niveau, composant le frein d’appontage.

3. Quel est le type du diagramme ci-dessous ?

\\psf\Home\Documents\cours\_PCSI\C01 - Definir la structure fonctionnelle et identifier les performances d'un système asservi\TD01\figures\IBD.png

1. Lister, dans l’ordre, les constituants intervenant dans la transformation de la puissance mécanique (en provenance de la crosse) en eau chaude.

2. Sous quelle forme est évacuée la puissance vers le milieu extérieur ?

3. Sur quel(s) constituant(s) le chef de pont intervient pour régler le comportement du pointeau et donc le freinage ?