Idée d'expérience pour TPE

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F-BVXT
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# 3 mars 2012 16:28
Bonjour,
Je suis actuellement en classe de 1ère S ce qui veut donc dire que c'est l'année des TPE. Avec mon groupe nous avons choisi comme sujet les avions de ligne et notre problématique est la suivante : "Qu'est-ce qui permet aux avions de ligne de voler et ceci par presque tous les temps ?" (quand je dis tous les temps je parle des conditions météorologique).
Nous cherchons des idées d'expérience que nous pourrons réaliser. Est-ce que vous pouvez nous aider ?

Merci d'avance

(Dernière édition le 4 mars 2012 00:05)


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nago
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# 3 mars 2012 19:44
Ainsi, tu voudrais que l'on fasse le boulot pour toi et ton groupe ?
(Le fait que les avions volent n'est pas une problématique, c'est une réalité plus qu'explicitée dans une nombre important de bouquins, et aujourd'hui sur la toile.)
Qui veut ce donner la peine de chercher et d'être curieux s'instruit. !
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F-BVXT
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# 3 mars 2012 20:06
Oulha inutile de s'énerver.
Je ne veux pas que vous fassiez le travail à notre place l'idée était plutôt de discuter pour trouver une idée d'expérience ensemble. La problématique n'est pas "Comment les avions vols" mais plutôt les moyens mis en oeuvre pour permettre aux avions de ligne de voler presque sans tenir compte des phénomènes météorologique (comme le VOR, l'ILS, le GPS et autre).
Donc modéliser le fonctionnement d'un VOR (par exemple) pourrait être intéressant mais l'idée était d'en discuté pour trouver comment faire et non que vous fassiez tous à ma place.

C'est plus clair maintenant ?

(Dernière édition le 4 mars 2012 00:05)


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AdrienRyver
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# 3 mars 2012 21:26
Salut, c'était déjà très clair dans le premier post, peut-être qu'à l'aide du simulateur de vol flight simulator tu pourrait simuler plusieurs vols utilisants ces outils, j'ai fais il y à quelques temps des approches ILS sur ce simulateur et ce n'était vraiment pas difficile, puis je me servais du GPS en cas de faible visibilité, puis de nombreuses installations sont mises en place pour resister aux fortes condition ( ex : un outil permettant de degivrer l'essence lors des grands froids était dispo dans certains avions dans ce meme simulateur).
Voilà donc mon idée est la capture vidéo d'écran de vols utilisant ces systèmes, tous les tutoriaux sont dispos sur le net, mais les inconvegnants sont les suivants : c'est pas facile à contrôler, c'est assez cher avec le joystick, surtout si tu n'as pas l'habitude, et vu que les productions doivent être rendues ( en tout cas pour moi ) très prochainement, je penses que si aucun de vous ne sait utiliser ce simulateur, c'est peut-être trop tard pour cette production.
Si c'est le cas, bone chance dans vos recherches.
Adrien.

Ah et j'oubliais : votre problématique me paraît un peu maladroite, vous avez dit " les moyens mis en oeuvre pour permettre aux avions de ligne de voler presque sans tenir compte des phénomènes météorologique ", peut-être que vous devriez transformer cette phrase en problématique et ce serait beaucoup mieux.

(Dernière édition le 3 mars 2012 21:28)

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F-BVXT
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# 3 mars 2012 21:38
Merci beaucoup pour votre réponse. Nous avions déjà pensé à faire une capture vidéo d'une simulation mais nous avons abandonné l'idée puisque lorsque nous en avons parlé aux professeurs nous encadrant, ils nous ont dit qu'ils ne voyaient pas l'intérêt s'il suffisait de faire fonctionner un logiciel. Mais si nous n'avons pas d'autres idées nous allons nous pencher là-dessus quand même.

Dans la problématique je dis bien "tous les temps" parce qu'on parle aussi du vol de nuit. De toute manière le dossier est déjà rendu...

(Dernière édition le 4 mars 2012 00:05)


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AdrienRyver
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# 3 mars 2012 22:09
Ah bon ? nous on a même pas de dossier à rendre, c'est une production a rendre a l'avance et le TPE à présenter à l'oral + une feuille de synthèse individuelle.
D'accord, bah dans ce cas je peux pas vous aider et je vois vraiment pas comment faire une expérience sur ce sujet.
Bonne chance.
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Vector
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# 3 mars 2012 22:37
Bonjour F-BVXT,
Je pense que nous partons sur une mauvaise tangente.
Si nous admettons que le vol à vue ne pose pas de problèmes particuliers (au avions de ligne), il reste la navigation, les facteurs météorologiques, les vol en IMC, et les moyens de s'orienter.
Cela nous amène à quelques idées d'expériences :
- Pourquoi ne peut-on pas s'orienter quand on ne voit pas l'horizon ?
- fabriquer un horizon artificiel ou un conservateur de cap avec un gyroscope jouet
- principe du radar analogie avec les chauve-souris
- radiogoniométrie avec un poste de radio directif
- utilisation des hyperboles pour un système de navigation (Loran)
- Principes de l'ILS (simulation avec un sifflet)
- Circulation aérienne et ATC
Si tu as besoin de conseil pour t'aider, on est là, pas pour faire le travail, comme dit Nago, mais pour te conseiller si Google ne suffit pas.
Pour changer de domaine, pourquoi les pilotes de ligne n'ont-ils pas le droit de faire de la plongée avec bouteille (je parle d'air, bien sûr!)

(Dernière édition le 3 mars 2012 22:39)


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F-BVXT
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# 3 mars 2012 23:20
Merci beaucoup Vector pour cette réponse. J'ai juste une question, quand tu dis simulation de l'ILS avec un sifflet, c'est-à-dire ? C'est pour simuler le bruit que font les markers c'est ça ?

Pour changer de domaine, pourquoi les pilotes de ligne n'ont-ils pas le droit de faire de la plongée avec bouteille (je parle d'air, bien sûr!)
Je ne savais pas mais maintenant que tu le dis pour éviter les barotraumatisme ça parait logique.

(Dernière édition le 4 mars 2012 00:05)


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Vector
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# 4 mars 2012 03:12
Non, je pensais à une expérience simple. Prends quelqu'un qui est assis sur une chaise les yeux bandés (on est en IFR). Tu lui donne une baguette genre queue de billard. Tu place devant lui un carton vertical avec un trou qu'on peut avancer en le glissant sur le sol. Un "ILS" armé d'un sifflet fait une lettre A en Morse (. -) s'il est à gauche et un N (- .) s'il est à droite et un sifflement continu quand il est au centre. Pour la hauteur tu peux simplement dire plus haut ou plus bas (ou employer d'autres signaux sonores).
Tu fais avancer le carton lentement et quand la baguette est alignée avec le trou il se pose normalement.
C'est juste une petite simulation, mais tu peux la raffiner à l'infini.
Ça devrait être assez démonstratif !

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F-BVXT
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# 4 mars 2012 11:07
Super merci ! J'avais pas du tout pensé à ça mais c'est vraiment bien pour illustrer le fonctionnement et montrer son utilité.

(Dernière édition le 4 mars 2012 12:01)


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eolien
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# 4 mars 2012 13:59
Bonjour X-Ray tango, bonjour Vector, bonjour AdrienRyer !
Et bonjour Nago !...

F-BVXT a écrit :sujet les avions de ligne et notre problématique est la suivante : "Qu'est-ce qui permet aux avions de ligne de voler et ceci par presque tous les temps ?"
Deux parties :
A • Le contrôle de l'avion sans références extérieures
B • La navigation, en reoute, en approche, pour l'atterrissage.

• A : tout a commencé grâce au gyroscope par l"horizon instrumental" appelé ainsi dans les années 1930, qui était un Indicateur de virage. Ce système, toujours d'actualité, permet de garder les ailes horizontales en détectant une variation de cap de l'avion. Puis est arrivé la star des instruments de vol, l'Horizon artificiel (Gyroscope) qui permet de contrôler l'assiette et l'inclinaison.

• B : l'art de la navigation vient de la marine. (cartographie et principes). Au début, le compas, qui est une boussole embarquée, puis le conservateur de cap, qui est un gyroscope que l'on recale sur le compas, puis le RMI, le même gyro qui se recale en permanence sur le Nord magnétique en étant asservi à des vannes de flux (électrique).
A la fin des années 30 sont arrivés les premiers radio-goniomètres : un opérateur radio embarqué envoyait des signaux, en Morse, et un opérateur au sol voyait sur un écran d'où provenait l'émission et renvoyait, toujours en Morse, un message donnant le cap à suivre (QDM) pour aller vers la station.
Puis sont arrivés les ADF, ou radio-compas, balises au sol émettant en permanence et permettant aux pilotes d'avoir un gisement : aiguille tournée vers la station.
Autres progrès, toujours d'actualité :
Sur les courtes et moyennes distances, les VOR.
Pour l'atterrissage, l'ILS. (Cat 1, puis voir plus loin Cat II et et Cat III A & B)
Sur les longues distances, le sextant a tenu pendant quelques années, associé à des émetteurs longues distances : Consol et Loran.

Tous ces systèmes de navigation "longue distance" ont été renvoyé au musée par les Centrales à Inertie. Des gyroscopes très performants associés à des accéléromètres tout aussi "pointus".
Encore un progrès avec les gyrolasers qui remplacent les gyroscopes mécaniques (pas plus précis mais maintenance bien plus aisée)

Fin d'une époque avec l'intrusion dans les cockpits des Glass Cockpits, écrans télé couplés à des ordinateurs. Les cadrans ronds à aiguilles font place à des informations groupées sur les écrans.

Entre temps, l'atterrissage automatique s'est généralisé.
Il faut à la fois un avion équipé pour, un équipage qualifié pour, et un ILS certifié pour.
• Cat I : jsuqu'à 200 ft (atterrissage manuel)
• Cat II : jusqu'à 100 ft (besoin d'une rampe d'approche) (atterrissage Automatique)
• Cat III : jusqu'à 20 ft ( pas besoin d'une rampe d'approche puisque lorsque le pilote voit une loupiote à 'arrondi, la rampe est derrière ...) (atterrissage Automatique)

A ce jour un avion hyper performant comme le fabuleux B777 wink se pose avec 20 ft de hauteur de décision et 100 m de visi…

La dernière marche a été l'intrusion des GPS qui sont en train de bouleverser les méthodes d'approche et d'atterrissage.

Ayant déjà amélioré considérablement la précision de la navigation latérale, de nouvelles procédures d'approche couplant GPS et FMS (calculateurs embarqués) permettent d'ores et déjà de faire des approches aux instruments sur des aérodromes pas ou mal équipés (Ex Afrique).
C'est bien évidemment l'avenir et en couplant les références GPS a des balises implantés au sol, on va vers des approches de précision … sans ILS …

je pense que les ADF vont disparaitre (je me demande pourquoi on les conserve), que les VORs … idem, et un jour les ILS rejoindront au musée les Lorans et autres Consols … sad
(on a avec un iPhone ou un iPad un fabuleux outil de navigation GPS, (Air Nav Pro) pas cher (20 €) simple, efficace, et joli à regarder... que du bonheur pour le navigateur de plaisance...wink )

Puis, à leur tour les GPS iront au musée ... et les pilotes avec !... sad sad

Bonne journée, smile
Eolien

Ps : il ne faut pas oublier qu'avant l'invention de l'indicateur de virage, les pilotes de l'Aéropostales étaient obligés par leur patron Didier Daurat de voler sous les nuages, même si c'était sous la pluie et au ras du sol. La raison invoquée étant que les pannes moteurs étant fréquentes, un pilote volant au-dessus de la couche qui pénétrait dans les nuages perdait alors le contrôle de l'avion.
Les risques à voler en radada par mauvais temps étaient bien entendu considérables et plus d'un pilote a perdu la vie par ce qui est aujourd'hui appelé : CFIT !... (Controlled Flight Into Terrain)
L'"horizon instrumental" a permis aux pilotes de voler sans références extérieures, de nuit, et notamment pour traverser une couche nuageuse.
Il est difficile de piloter uniquement avec une aiguille (l'indicateur de virage) car cela demande beaucoup d'attention et consomme beaucoup de ressources...

(Dernière édition le 4 mars 2012 14:25)


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# 4 mars 2012 14:41
Merci beaucoup pour cette approche historique eolien ça viendra enrichir ma culture général mais je m'en servira pas dans ce TPE parce que malheureusement (ou heureusement selon les points de vue Image) on a déjà finit notre production.

Puis, à leur tour les GPS iront au musée ... et les pilotes avec !
En espérant quand même que ça soit pas pour tout de suite. Image
J'en profite pour vous demander quel est l'influence de la Terre sur la précession (du conservateur de cap).

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Vector
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# 4 mars 2012 16:06
Bonjour à tous,
Le GPS, c'est un outil très commode (mais ça ne m’empêche pas toujours de me perdre en forêt), mais il faut penser qu'il peut y avoir des perturbations naturelles ou volontaires. Même chose pour les autres moyens de radionavigation. Il ne faut pas perdre de vue les méthodes anciennes et historiques, ni avoir une confiance aveugle dans la technologie. Un petit exemple qui m'est arrivé la semaine dernière avec mon expert comptable qui voulait vérifier nos états financiers. Horreur, il n'avait plus de piles dans sa calculatrice hyper-super-perfectionnée. J'ai dû lui faire les calculs de tête (et oui, je me suis trompé quelques fois).
Avez-vous remarqué que personne ne sait plus lire le plan d'une ville. Vive le GPS.
L'ILS avec ses ti-ta, ta-ti était une invention merveilleuse, l'ADF aussi et la percée par QFU inverse ou variation de QDM, un excellent exercice mental.
Et pour finir, le gyroscope de Mr. Sperry la meilleure invention depuis le fil à couper le beurre (qui lui, n'existe plus).
Pour ce qui est du conservateur de cap, il faut savoir que le gyroscope reste fixe dans l'espace et que la Terre tourne sous l'avion à raison de 15 degrés à l'heure. Le résultat est une précession qui varie avec le cap (maximum sur une route nord-sud, nulle est-ouest).
Voila, alors bon dimanche à tous et bonne chance à F-BVXT pour son TPE

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F-BVXT
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# 4 mars 2012 16:24
Pour ce qui est du conservateur de cap, il faut savoir que le gyroscope reste fixe dans l'espace et que la Terre tourne sous l'avion à raison de 15 degrés à l'heure. Le résultat est une précession qui varie avec le cap (maximum sur une route nord-sud, nulle est-ouest).
Donc si j'ai bien compris, pour une même distance et en supposant que les conditions de vol soit identiques, un trajet vers l'ouest sera plus rapide qu'un trajet vers l'est. C'est ça ?
Merci à tous pour votre aide en tout cas.

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# 4 mars 2012 16:39
Non, pas plus rapide, mais le conservateur de cap dérivera moins dans le sens est-ouest.
Prenons un autre exemple : un canon qui tire à 30 km. La durée du trajet de l'obus est, disons, de 60 secondes et il se comporte comme un gyroscope. Pendant cette période, si le tir est nord-sud à l'équateur. la Terre aura tourné de 15 / 60 = 1/4 de degré en une minute. C'est la même chose pour le gyro directionnel, il aura dérivé de 0,25 degré. Il est évident que cette dérive est le maximum possible et varie avec l'orientation de la route. Maintenant, il y a aussi d'autres causes de dérive : les frottement et les mouvements de l'avion (turbulence, virages, etc.

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