Avant-projet - la création d'un avion d'affaires

Résumé du document

L'avant-projet sur lequel nous avons travaillé pendant ces dernières semaines avait pour objectif de nous familiariser avec les différentes étapes de la conception d'un avion d'affaire. En effet, bien qu'élèves dans une école d'ingénieurs spécialisée dans l'industrie aéronautique, nous avons assez peu l'occasion d'observer concrètement ce qui constitue le travail de conception et de bureau d'étude, d'où l'intérêt d'un tel projet.

Ce rapport reproduit le cheminement qui nous a été proposé lors des séances de travail, il comprend nos résultats bien sûr, mais aussi nos remarques, ainsi que les différents problèmes et questionnements rencontrés. D'un cahier des charges imposé (Range, Mach de croisière, Longueur de piste et Nombre de Pax), nous avons dimensionné notre appareil en opérant des choix de conception d'ordre général pour ensuite déterminer les caractéristiques les plus fines de l'avion.

Au cours de ce travail, de nombreux mécanismes d'itérations et de convergence nous ont permis d'optimiser au mieux nos choix de conceptions. Notre équipe a travaillé sur l'avion 5 dont les spécifications sont les suivantes :
Mach : 0.80
Range 4 000 nm
Ldécollage 5 900 ft
Nombre de passagers 8 en nominal (19 au maximum).

Au vu du range=4000 nm, l'aménagement de la cabine devra être suffisamment spacieux et confortable. En effet, à une altitude de 40 000 ft, c.-à-d. 12 192 km, la température extérieure est de -56.5 °. Ce qui nous donne à Mach 0.8, une vitesse de 235,9 m/s. Par conséquent, notre avion réalisera des vols d'une durée approximative de 8 h 45, soit plus de 9 h en durée réelle, d'où la nécessité de confort.

De plus, nous avons fait le choix de prendre des salons de 2.2 m. Et nous prévoyons ainsi 3 salons pour un confort optimal de repos et de travail des passagers et également 2 espaces de 0.6 m entre les salons.

Extraits

[...] On trouve la longueur de décollage suivante : = 5321 15 AVANT-PROJET AVION D'AFFAIRES SUPAERO 2A Vitesse de l'avion au moment de la rotation Au moment de la rotation, l'avion quitte le sol. Donc, la portance est égale au poids de l'appareil. On a donc : = ² On majore Vs de 20% pour avoir une marge suffisante par rapport au décrochage. On trouve = 70,25 / alors que la feuille Excel nous donnait = 70,3 /. [...]

[...] Pax Bagages - -8,095 -6,500 -6,500 - Il reste à positionner m 3 de carburant ailleurs que dans la voilure et dans la partie centrale. Nous allons donc utiliser l'espace sous le plancher dans le fuselage. On évalue ainsi la surface disponible sous le plancher sur une section droite du fuselage pour y placer le carburant: 0,24 Or, nous avons besoin de 5,35m pour stocker le carburant dans le fuselage. Ce qui nécessiterait de remplir le sous-plancher du fuselage sur une longueur supérieure à Lfuselage. [...]

[...] Nous nous attacherons à déterminer la surface de dérive interactionnée et gouvernée et les coefficients aérodynamiques transversaux de l'avion. Enfin, nous étudierons la vitesse minimum de contrôle de l'avion(VMC). Calcul de surface On commence par déterminer tous les coefficients aérodynamiques en valeur absolue puis on leur ajoute le signe correspondant. Coefficient de force latérale Coefficient de force latérale dû à du dérapage : = Avec l'allongement de la dérive interactionnée égal à 2,48, on obtient é = 2,829. [...]

[...] La VMC est donc de 40,29 m/s 21 AVANT-PROJET AVION D'AFFAIRES SUPAERO 2A VI- Performances grandes vitesses Nous allons maintenant déterminer la distance que l'avion est effectivement capable de parcourir avec la quantité de pétrole embarquée. Ensuite nous calculerons la durée de la mission. Taxiage/Décollage La durée de cette phase est de 10 minutes et le pétrole utilisé est de 80 kg. Le Range est ici nul. Montée Connaissant la masse au décollage (MTOW= kg) et la performance des moteurs PW1, la phase de montée durera 27 minutes avec une consommation de pétrole de lb, soit 734,8 kg et un Range de 153 Nm. [...]

[...] Cependant, le Range total de la mission n'est que de Nm avec une consommation de kg pour une durée de vol de 532 min . Nous ne respectons donc pas le cahier des charges qui exigeait un Range de Nm. Il existerait plusieurs solutions : On pourrait considérer que la masse de pétrole à emporter n'est pas maximale dans les réservoirs et qu'il existe encore de la place pour ajouter ce pétrole. Il faudra alors demander aux spécialistes des structures de réaliser une voilure capable de supporter une charge alaire plus importante tant que celles-ci respectent les contraintes On pourrait considérer un nombre passager nominal de 6 ou 7 au lieu de 8. [...]