Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

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Avgas
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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par Avgas » 03 sept. 2020 12:50

Ces canadairs me renvoient à chaque fois à ces images glaçantes ou au moment du largage, avec l'inertie de la perte de poids, les 2 ailes s'étaient "arrachées" du fuselage l'envoyant direct dans les flammes avec l'équipage... :( :( :(
En France, beaucoup d'equipages de la Securite Civile sont des ex-marine ou armee de l'air, deja extremement aguerris aux conditions extremes. Quand tu as vole sur Breguet Atlantic aux raz des vagues par forte tempete ou fait partie du Groupe Aerien Embarque sur porte-avions tu en as "deja vu" pas mal.
"Le bonheur est au-dela des 4.000 tours/ minute..."

bence
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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par bence » 03 sept. 2020 13:22

Avgas a écrit :
03 sept. 2020 12:42
Effet Covid: Iberia a retire les derniers A-340 de sa flotte, 3 ans avant l'echeance prevue. Pas de bol, ils avaient l'objet d'un refit cabine et multi-media il y a pas si longtemps que cela.
De toute la flotte de plus d'une trentaine d'unites un seul accident serieux a la suite d'un overshoot a l'atterrissage dans des conditions adverses a Quito en 2007 avec mise a la casse sur place.
Accident grave, avec á minima quatre décisions complètement incompréhensibles de la part de l’équipage.

Poser un gros porteur sur une piste avec “braking action poor” plutôt que d’aller ailleurs.
Continuer une approche déstabilisée.
Ne pas se rendre compte au dernier moment avant de taper á +3g (quand ça fait “bang” c’est généralement 1.4-1.6g, á plus que 2g il y a généralement une personne âgée qui a de la peine á se lever).
Rentrer les volets pendant la décelération.

Ça fait beaucoup, tous les ingrédients étaient lá pour 100% de fatalité, ils ont eu une chance énorme.

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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par Yvan » 03 sept. 2020 15:03

Avgas a écrit :
03 sept. 2020 12:50
[Quand tu as vole sur Breguet Atlantic aux raz des vagues par forte tempete ou fait partie du Groupe Aerien Embarque sur porte-avions tu en as "deja vu" pas mal.
Comme ceux dont le métier est d'aller.... dans les yeux des cyclones pour prendre des mesures météos ! C'est des balls en alliage de météorite et chryptonite qu'ils ont eux...
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Message par ze_shark » 07 sept. 2020 18:40

Ces petites choses qui font une grande différence:

https://worldofaviation.com/2020/09/no- ... 0-cockpit/

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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par bence » 13 sept. 2020 12:20

Vu qu'on parle passablement pilote automatique ces temps avec les inévitables références aviation, que j'ai le temps et l'envie, me suis fendu d'un petit descriptif de comment fonctionne celui de l'Airbus. Bref description de ses composants, limitations et capacités. J'espère que ça intéressera certains. Les termes techniques seront en Anglais pour éviter des traductions tragiques.

Tout d'abord, présentons les principaux acteurs dans ce qu'on appelle pilote automatique. Il y a bien plus en réalité mais c'est suffisant pour se faire les dents dans les grandes lignes. Il y a donc:

2 FMGC (Flight Management Guidance Computer)
1 FCU (Flight Control Unit - 2 canaux)
2 FAC (Flight Augmentation computer)
2 Flight Directors
2 Autopilot - 1 Autothrust ( 2 canaux)

L'ordre est important, on est dans du simplifié mais c'est la chaine alimentaire du système, on voit tout de suite que le pilote automatique est assez bas dans la liste.

La base de tout se passe dans le FMGC, deux ordinateurs connectés en parallèle qui se contrôlent à travers le MCDU (Multifunction Control and Display Unit). Important de faire la différence entre le hardware (MCDU) et le software (FMGC) ici, même des pilotes font l'amalgame alors que c'est faux.

Image

C'est donc l'ordinateur de bord où on va insérer entre autres le plan de vol, les données de performances etc... Il va calculer un profil vertical, latéral et des vitesses optimales en tenant compte des contraintes (par ex une Vmax ou une altitude fixée au-dessus d'un point de nav). On lui donne aussi un "Cost Index" (entre 0 et 999) en fonction de quoi il va calculer les vitesses et altitudes optimales, 0 pour voler pas cher, 999 pour voler rapide. La partie NAV est affichée sur le Nav display comme suit:

On est ici juste avant Baghdad :)

Image

Jusqu'ici, c'est plus ou moins pareil sur tous les avions, on arrive maintenant dans la philosophie Airbus avec le FCU et FAC.

FCU, c'est l'unité de contrôle des executions automatisées. C'est une manière de reprendre la main sur le ce que le FMGC veut faire sans pour autant déconnecter le pilote automatique. Comme accélérer ou ralentir avec le levier du cruise contrôle, on ne le fait pas avec les commandes directes mais on force notre volonté sur le système.

Image

Il s'âgit des 4 commandes rotatives au centre sous les petits écrans. Dans l'ordre: Vitesse, Altitude, Heading, Vertical speed. Comme vous pouvez le voir, à part l'altitude, on a des traits-tillés et points partout. C'est là toute la philosophie Airbus, "Push to manage, pull to select". Si on pousse, l'avion volera la vitesse calculée comme optimale par le FMGC ( - - - O ), si on tire, on peut choisir la valeur.

Avec heading pareil, push et il volera la NAV du FMGC, pull et on peut choisir la direction en degrés magnétiques.

L'altitude c'est un peu différent, jamais l'avion ne changera d'altitude automatiquement, à nous d'insérer la target altitude dans la fenêtre, push to manage pull to select est valable à nouveau. Push: L'avion grimpe ou descend à l'altitude choisie selon le profil calculé par le FMGC, pull, il met plein gaz et gère l'assiette pour obtenir la vitesse voulue. En cas de descente, il met les moteurs au ralenti et gère la vitesse à l'assiette.

Vertical speed, quand on veut un réglage fin du taux de descente ou de montée, la vitesse est ici gérée aux moteurs car l'assiette est fixe. Typiquement utilisé à basse altitude ou juste avant d'intercepter l'altitude voulue pour éviter des taux élevés et l'inconfort causé aux passagers lors de la mise à niveau. On aplati donc le profil avec.

Jusqu'ici, l'autopilote et l'autothrust sont toujours enclenchés.

On en arrive maintenant aux FAC, c'est la securité Airbus, ils calculent en permanence des valeurs limites et si le FMGC ou le pilote à travers le FCU veut faire faire une manoeuvre qui serait en dehors de l'enveloppe de vol, ils interviennent et calment le jeu. Note importante, le décrochage est la seule manoeuvre que les FAC vont nous empêcher de faire lorsqu'on vol à la main. La raison est simple, il peut y avoir une situation où un léger overload d'un ou plusieurs paramètres est nécessaire pour éviter un drâme, le décrocher lui n'est jamais nécessaire.

On a donc pour sources de manoeuvres les données FMGC, les volontés des pilotes à travers le FCU, les interventions des FAC, il nous faut un chef d'orchestre dans tout ça, ce sont les flights directors, la plus belle invention de l'aviation, voler sans autopilote, facile, voler un Airbus sans FD, possible mais très fatiguant, demande une concentration folle.

Image

On voit en haut à droite " 1 FD 2 " signifiant que les deux FD sont enclenchés. De manière générale, cette partie supérieure du PFD (Primary flight display) est la partie la plus importante et s'appelle FMA (Flight Mode Annunciator). Il nous communique ce qui fonctionne par feedback. Ce qu'on entre dans le FMGC ou sélectionne sur le FCU, c'est une wishlist, on ne peut faire confiance qu'une fois les modes sont affichés sur les FMA car ils reçoivent l'info directement de l'ordinateur qui a reçu l'ordre par FMGC ou FCU. Le tout en self checking à travers deux canaux.

Mais revenons à nos FD, si vous regardez sur l'horizon artificiel, il y a deux barres vertes. Ce sont les conseils verticaux et horizontaux des FD pour obtenir la trajectoire qui:

- suit le plan de vol ou le heading choisi
- assure la trajectoire verticale pour voler à la vitesse et au taux de montée/descente voulu
- respecte les limites calculées par les FAC

Dans le cas présent, maintenir 250 noeuds (en select car le curseur est bleu, magenta si c'est "managed") à 8000 pieds sur un cap de 275 degrés avec l'autopilote 1 en action et autothrust ON. Si on sélectionne 300 degrés, la barre verticale se déplacera à droite pour montrer qu'il faut aller vers la droite afin de voler la trajectoire voulue.

L'autopilote dans tout ça? Il suit les ordres des FD... Absolument rien d'autre. On peut d'ailleurs déconnecter l'AP et suivre les instructions FD à la main. L'AP est donc bel et bien une béquille pour éviter d'avoir la main sur le manche en permanence mais ne fait rien de plus. On peut aussi déconnecter les FD et voler comme un Cessna, typiquement sur une approche visuelle.

En résumé, l'autopilote est en bout de chaine sur un procédé qui implique bien des choix de la part des pilotes, comment voler quand etc... Typiquement, sur une descente on fait la majorité en "Selected" car le FMGC et bien trop conservateur et gaspille du carburant pour assurer un profil stable, on arrive à faire plus rapide, plus économique et autant safe que lui. ;) En montée c'est 50-50. Typiquement, on veut monter à 36000 pieds mais on doit faire un plateau à 21000, en fully managed on va bêtement avancer à 250 noeuds à niveau alors qu'il est plus intelligent d'accélérer (maintenir les turbines à pleine charge est crucial, leur durée de vie est avant tout impacté par la quantité de changements de régime, de plus la remise en régime demande une quantité de carburant énorme) emmagasiner de l'énergie cinétique qu'on va ensuite pouvoir échanger pour un taux de montée plus important, arriver à l'altitude de croisière plus vite (on consomme moins en haut) à la vitesse voulue et elle est belle. C'est un exemple parmi probablement 25 cas "standards" où l'intervention pilote est préferable. En croisière le fully managed fonctionne impecc.

L'autothrust lui donne les gaz nécessaires pour obtenir la vitesse target, fonctionne aussi avec AP OFF.

Voilà! J'espère que ça aura pu intéresser des gens et donner 2-3 explications sur le comment du fonctionnement des procédés automatisés en aviation. ;)

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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par ze_shark » 13 sept. 2020 12:39

bence a écrit :
13 sept. 2020 12:20
(maintenir les turbines à pleine charge est crucial, leur durée de vie est avant tout impacté par la quantité de changements de régime, de plus la remise en régime demande une quantité de carburant énorme)
Intéressant et pas intuitif du tout. Pourquoi est que les changements de régime usent plus les turbines que le temps passé à pleine poussée ?
Quand vous découlez, vous êtes à fond ou juste à une poussée élevée avec de la marge ?
Et quel est le ratio entre le régime à pleine poussée et le régime nécessaire à maintenir la vitesse de croisière à 30000 pieds ?

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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par bence » 13 sept. 2020 13:12

Lors des injections de carburant nécessaires á augmenter le régime, la température de la chambre de combustion augmente fortement, les dilatations abruptes qui en découlent sont á priori l’origine des fissures sur les dites chambres qui envoient la turbine á la casse.
Au décollage c’est puissance réduite. On peut varier le mélange en donnant une pseudo-température ambiante á l’ecu, typiquement 69 degrés sur un 320 afin qu’il injecte moins de carburant. Là aussi, ce n’est pas pour l’économie de carburant mais pour diminuer le “choc thermique”.
Á 30000 pieds je ne sais pas car je n’y jamais passé plus de 2 minutes mais un exemple typique: 36000 pieds t’es á 82% N1 là où max continuous thrust est á environ 88-89%.
Passé 25000 pieds, t’es quasi á fond. Les turbines tiennent très bien les hauts régimes vu qu’il y n’a ni soupapes, ni mouvements de va et vient, c’est du circulaire constant.

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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par rbk » 13 sept. 2020 13:52

Merci pour cette vulgarisation instructive
bence a écrit :
13 sept. 2020 12:20
Typiquement, sur une descente on fait la majorité en "Selected" car le FMGC et bien trop conservateur et gaspille du carburant pour assurer un profil stable, on arrive à faire plus rapide, plus économique et autant safe que lui. ;) En montée c'est 50-50. Typiquement, on veut monter à 36000 pieds mais on doit faire un plateau à 21000, en fully managed on va bêtement avancer à 250 noeuds à niveau alors qu'il est plus intelligent d'accélérer (maintenir les turbines à pleine charge est crucial, leur durée de vie est avant tout impacté par la quantité de changements de régime, de plus la remise en régime demande une quantité de carburant énorme) emmagasiner de l'énergie cinétique qu'on va ensuite pouvoir échanger pour un taux de montée plus important, arriver à l'altitude de croisière plus vite (on consomme moins en haut) à la vitesse voulue et elle est belle.
Tout cela ne pourrait pas être géré géré automatiquemt par le FMGC ?
D'ailleurs on retrouve le même effet avec le régulateur de vitesse de nos voiture qui fait en sorte de garder la vitesse de consigne même dans une grosse monté en explosant le chiffre de la consommation instantanée

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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par ze_shark » 13 sept. 2020 18:12

bence a écrit :
13 sept. 2020 13:12
Lors des injections de carburant nécessaires á augmenter le régime, la température de la chambre de combustion augmente fortement, les dilatations abruptes qui en découlent sont á priori l’origine des fissures sur les dites chambres qui envoient la turbine á la casse.
Au décollage c’est puissance réduite. On peut varier le mélange en donnant une pseudo-température ambiante á l’ecu, typiquement 69 degrés sur un 320 afin qu’il injecte moins de carburant. Là aussi, ce n’est pas pour l’économie de carburant mais pour diminuer le “choc thermique”.
Á 30000 pieds je ne sais pas car je n’y jamais passé plus de 2 minutes mais un exemple typique: 36000 pieds t’es á 82% N1 là où max continuous thrust est á environ 88-89%.
Passé 25000 pieds, t’es quasi á fond. Les turbines tiennent très bien les hauts régimes vu qu’il y n’a ni soupapes, ni mouvements de va et vient, c’est du circulaire constant.
Donc à l'altitude de croisière, les réacteurs sont à 90% de leur régime maxi, mais consomme nettement moins que quand il faut augmenter le régime ?
Pas du tout intuitif à l'ouïe.

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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par bence » 13 sept. 2020 19:28

Yep! Tout est à lier à la densité de l'air. A 36'000 pieds, la densité est plus ou moins le tiers de la densité au niveau de la mer. On peut en déduire qu' on aura moins d'oxygène dans notre chambre de combustion qu'au niveau de la mer, donc besoin de moins de carburant pour réaliser la combustion.

Maintenant, on additionne à celà que cette même basse densité fait qu'en maintenant la même vitesse air, qui n'est ni plus ni moins qu'un débit d'air, on ira aussi beaucoup plus vite par rapport à une petite molécule d'air dans l'espace. Airspeed = débit, True Airspeed = vraie vitesse par rapport à référentiel dans le fluide.

Image
Image
Image

Regarde les trois images, on a d'abord notre image précédente, 8000 pieds 250 noeuds. Ensuite on a 36000 pieds et grosso modo 257 noeuds. Ensuite sur la dernière image, en haut à gauche tu as la True Airspeed en altitude, 445 noeuds, typique d'un Mach 0.77 à 35-37000 pieds. On a donc 190 noeuds de vitesse vraie gratis avec l'altitude. GS juste à côté la vitesse sol, la True Airspeed compensée avec le vecteur vent.

Le régime important en altitude est une résultante de cette faible densité. On a moins d'air à comprimer, puis moins d'air "derrière" pour produire l'action réaction de la poussée, il faut donc compenser au régime pour obtenir la poussée nécessaire. Ce qui n'est pas vraiment un problème car la turbine ne fonctionne par sur 4 cycles distincts mais admission, compression, combustion et échappement se font en continu. Qu'importe le régime, tu ne dois lui fournir que le carburant nécessaire à entrer en réaction avec la quantité d'oxygène amenée en chambre de combustion et l'efficacité de la combustion ne change pas.

Sur un 320 au décollage, c'est environ 3500-4000kg / heure de carburant par moteur, en croisière à 36000 pieds à un régime moteur que 10-15% plus faible, 900-1100.

L'équation est plus complexe, la trainée, la trainée induite, la trainée en entrée de turbine varient aussi mais le gros est ici.(la forme de l'entrée de turbine ralenti le flux d'air grossièrement en altitude pour éviter des effets soniques qui sont eux bien présents avec une True Airspeed parfois proches du sonique sur certains éléments).

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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par bence » 13 sept. 2020 19:36

rbk a écrit :
13 sept. 2020 13:52
Tout cela ne pourrait pas être géré géré automatiquemt par le FMGC ?
D'ailleurs on retrouve le même effet avec le régulateur de vitesse de nos voiture qui fait en sorte de garder la vitesse de consigne même dans une grosse monté en explosant le chiffre de la consommation instantanée
Ça pourrait probablement l’être mais c’est tellement variable en fonction des conditions que c’est probablement plus simple de payer deux mecs pour s’en charger. :)

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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par ze_shark » 13 sept. 2020 20:38

bence a écrit :
13 sept. 2020 19:28
Sur un 320 au décollage, c'est environ 3500-4000kg / heure de carburant par moteur, en croisière à 36000 pieds à un régime moteur que 10-15% plus faible, 900-1100.
Super intéressant merci.
Comprends toujours pas pourquoi les réacteurs font un bruit de fin de monde au décollage, et sont inaudibles en croisière.

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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par rbk » 13 sept. 2020 20:51

Le "travail" au sens mécanique demandé au décollage est beaucoup plus important que pour maintenir une vitesse à une altitude de 30000 pieds.
Ta voiture gueule (et consomme) plus au démarrage qu'à 120 km/h sur du plat en ligne droite

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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par bence » 13 sept. 2020 21:42

En fait la différence “audio” n’a quasi aucun rapport avec la charge. L’essentiel du bruit est aérodynamique. Si on considère le décollage, Il y a le mix des gaz d’échappement extrêmement rapides en pleine détente avec l’air ambiant au repos autour et l’accélération de l’air ambiant aspiré, lui aussi au repos. Au décollage la vitesse des gaz d’échappements est sonique, des ondes de choc se forment d’oú le vacarme.

Une fois lancé en l’air, le delta vitesse diminue par la vitesse de l’avion des deux côtés, éliminant quasi totalement le rhaaaaa aérodynamique.

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Re: Aviation (fka Tarifs aériens: le délire)

Message par jl32 » 14 sept. 2020 08:59

Top
Merci pour ces explications très détaillées !

En altitude de croisière si on entend principalement lee bruits de frottement de l’air, il me semble que mer oreilles entendent quelque chose en provenance des réacteurs : rotation de la turbine et éjection des gaz ?


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