La simulation et l'aéronautique?

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ParaNova
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# 20 novembre 2012 18:27
Bonjour à tous,

Nous sommes actuellement en 1ère S, et c'est le temps de bosser les TPE. Comme vous les savez surement déjà, ce sont des travaux encadrés, qui doivent fusionner physique, maths ou svt (enfin deux de ces matières). Le sujet ne doit pas être trop complexe, et il doit être agréable a entendre (il faut un sujet qui ne soit pas trop banal).


Etant passionné d'aéronautique, mon groupe et moi avons décidé de prendre comme sujet: la simulation au service de l’aéronautique. Notre problématique serait : En quoi la simulation est-elle un atout dans la conception d’un avion ?

Nous pensons parler des limites et des atouts, et en introduction, présenter rapidement l’histoire de l’aviation. Je vous donne quelques petits points que nous allons aborder :
-l’environnement : une limite
-rapide présentation d’une fabrication d’avions
-MDO
-CAO

Comme je l’ai déjà dis, nous parlerons des atouts (simulation numérique , et pourquoi pas une autre, laquelle ?) puis les limittes.
Nous ne savons pas si nous devons nous limiter a la simulation d’une pièce, de la carrosserie ? Autre chose ? Ou bien se concentrer sur l’aérodynamisme ?

Qu’en pensez-vous ?

Je vous remercie beaucoup si vous pouvez nous aider/conseiller 
PS : aurons nous assez de choses a dire pour tenir 20 minutes ?

Florian
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LightWeight
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# 21 novembre 2012 19:17
Bonsoir,

C’ est la simulation qui a permis aux frères Wright de trouver la bonne architecture pour voler:
D’ abord grâce aux dunes ventées de Kitty Hawk avec des cerfs-volants aux formes variées, sorte de soufflerie naturelle et gratuite.
Ensuite avec une soufflerie que l’ on dirait « primitive » aujourd’hui, mais qui avait permis pour la première fois de mesurer portance et traînée en 1902.
Les précurseurs n’ y avaient pas songé.

A partir de là, ce sont les souffleries de plus en plus perfectionnées et précises quant aux résultats qui ont permis de trouver les bonnes formes selon la mission dévolue à tel ou tel projet militaire ou civil.
Selon que l’ on cherche à aller vite et/ou loin, les formes allaient varier, surtout en fonction de l’ augmentation de la performances des moteurs apparus au cours d’ un siècle.
Voilures de grand allongement (envergure divisée par profondeur moyenne) pour espérer voler à faible vitesse avec l’ énergie intermittente de l’ atmosphère dans le cas du planeur et presque plus de voilure pour un jour aller très vite à plusieurs milliers de km/h.

La soufflerie et le calcul permettent de rechercher la meilleure finesse possible pour un volume imposé par la mission demandée (distance/vitesse/volume utile pour transporter quelle masse). Elle permet de trouver la « carrosserie » adéquate.

Au fil de l’ évolution des techniques, on a pu simuler la résistance à la rupture d’ un avion avec une cellule d’ essais statique que l’ on pousse jusqu’ à la rupture, on a su simuler son vieillissement (nombre d’ heure d’ utilisation a en attendre), avec une seconde structure d’ essais dynamique subissant toujours au sol les déformations subies en vol, sur 3/4 ans et 24H/24, en avance sur les premiers avions en exploitation.

Le mot simulation ne convient plus pour tous les équipements nécessaires au fonctionnement de l’ avion. Ils font l’ objet de prototypes essayés au sol avant montage. Exception pour les moteurs qui passent par un simulateur, caisson pressurisé, pour observer leur fonctionnement en altitude.

La simulation concerne d’ abord l’ aérodynamisme en aéronautique, elle permet de connaître à l’ avance le comportement de l’ avion avec une marge d’ erreur de plus en plus faible. Elle a permis aussi de rendre les essais en vol de moins en moins dangereux.

(Dernière édition le 21 novembre 2012 19:19)

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LightWeight
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# 22 novembre 2012 07:42
Bonjour,

Sur le dernier avion militaire en essais, le F35 de Lockheed, la simulation est largement employée pour paufiner les lois de pilotage, même après 2000 H d' essais en vol, et trouver les meilleures méthodes d' emploi opérationnel.
Sur ce programme, d' autres avions ont été utilisés pour expérimenter certains équipements, comme mentionné dans cet article...

http://www.flightglobal.com/news/articl ... nt-379336/
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ParaNova
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# 22 novembre 2012 19:07
Merci a toi pour ces précisions.

Nous ne pensions pas partir sur l'idée du planeur mais plutot de la simulation en générale. Je te donne une petite ébauche du planc, plus ou moins complette, afin que tu me dise ce que tu en pense:
-Intro: on va parler de l'histoire de l'avion, puis de la simulation (avec les infos que tu m'as donné)
-on va ensuite parler de ce qui est nécessaire pour avoir une simulation avec une marge d'erreur la plus faible possible
-pourquoi on utilise la simulation
-parler des avantages
-parler des limites
finir par une petite conclusion

qu'en pense tu ?
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LightWeight
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# 22 novembre 2012 21:21
Oui, il y a de quoi faire 20 mn (avec l' aide de Wikipédia aussi).
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Guillaume
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# 25 novembre 2012 08:38
Pour les limites, il y a un très bon exemple récent, celui de Bombardier qui a fait une maquette en bois du Cséries et permettant d'aller encore plus loin que toutes les simulations informatisées.

http://affaires.lapresse.ca/economie/tr ... dacier.php

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Vector
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# 25 novembre 2012 15:27
J'ajouterai que la simulation ne peut simuler que ce qui est déjà connu et qu'il est extrêmement dangereux de s'y fier pour extrapoler des propriétés, en particulier lorsqu'un avion est en décrochage. Il est illusoire de croire qu'on peut simuler des conditions non définies et en tirer des enseignements.
Et pour finir, les essais des frères Wright et de pas mal d'autres sont plutôt de l'expérimentation que de la simulation. Pour faire de la simulation, ils auraient pu prendre un fauteuil de dentiste avec un système de cordes et de poulies pour former les futurs pilotes de leurs machines !

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Vector
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LightWeight
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# 25 novembre 2012 17:22
J' employais simulation au sens de simulation du vol, pas du pilotage.
Le vol de pente toujours face au vent remontant la dune était une soufflerie ouverte naturelle.
L' avantage était de pouvoir planer un certain temps en gardant les pieds près du sol pour diminuer les risques au moins psychologiquement...
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