Trois vidéo présentées lors d’une séance de soutien sur les technologies développées pour l’A380, le plus gros avions de transport de passagers.
1) Le projet d’une manière globale, synthétique et très accessible
2) Les matériaux composites (de 13min30 à 32min) avec une approche historique et expérimentale
3) Des technologies qui permettent la réduction de l’impact sur l’environnement de l’A380
Test et observation
Utilisation de la carène intérieure : protection des hélices en cas de collision avec un obstacle
Condition du test : sans pluie, temps dégagé, vent léger
Lieu du test : un terrain vaste
Branchement batterie : LEDs allumé puis synchronisation des hélices ( = auto test )
Problème pour connecter l’AR Drone à la tablette en Wifi. Il nous à donc fallu de réinitialiser l’AR Drone.
Décollage de l’Ar Drone le nez, face au vent
Décollage automatique ( accélération avant démarrage ) à environs 1m du sol à chaque décollage puis il se stabilise
Décollage ( vertical ) surface plane : aucun problème
Décollage ( vertical ) sur herbe : 1er essai aucun problème
Décollage ( vertical ) sur herbe : 2e essai l’herbe s’est pris dans les engrenages des hélices
Comportement de l’AR Drone avec du Vent : l’AR Drone s’incline face au vent
Comportement de l’AR Drone sans vent : l’AR Drone ne s’incline pas, il reste dans sa position initiale
Atterrissage sur deux boites : possible mais pas si facile que ça
Atterrissage sur l’herbe : arrêt immédiat de l’AR Drone
A la fin du test, la batterie était chaude
QUIZZ
Robert PDG dans le transport se demande s’il est préférable de favoriser le transport aérien ou bien plutôt le transport routier.
Pour un Camion :
Masse : 35 Tonnes
Réservoir: 200 L
Pour un Airbus A380 :
Réservoir : 310 000 L
Masse : 575 Tonnes
Enthalpie de combustion du kérosène : Δ c H°= 4,315*10^7 J/kg
Masse Volumique du Kérosène = 790 kg/m 3 = 0,79 kg
Enthalpie de combustion du gazole : ΔcH°= 4,5*10^7 c J/kg
Masse volumique du gazole = 850 kg/m 3 = 0,85 kg
Énergie massique = E/m
1) Calculer l’énergie totale stock dans le réservoir du camion?
2) Calculer l’énergie totale stock dans le réservoir de l’Airbus A380?
3) Calculer l’énergie massique du camion?
4) Calculer l’énergie massique de l’avion?
5) Que peut-on remarquer?
6) Quel serait l’énergie du camion s’il faisait le même poids que l’avion?
Correction
1) Formule (camion) : E = ΔcH° x Réservoir x Masse volumique du Gazole
Donc E = (4,5*10^7) x 200 x 0,85 = 7,65 GJ
2) Formule (Airbus A380) : E = ΔcH° x Réservoir x Masse volumique du Kérosène
Donc E = (4,315*10^7) x 310000 x 0,79 = 10,5 TJ
3) Formule (Camion) : Énergie Massique = E/m
Donc Énergie Massique = 7,65*10^9/35000 = 220 KJ/Kg
4) Formule (Airbus A380) : Énergie Massique = E/m
Donc Énergie Massique = 10,5*10^12/575000 = 18 MJ/Kg
5) Que l’Énergie Massique de l’Airbus A380 est plus importante que celle du Camion.
6) Rapport de deux poids : 575000/35000 = 16
Ensuite nous multiplions le rapport par l’énergie du camion :
16 x 7,65 GJ = 122 TJ
Introduction :
Nous avons essayer plusieurs cas pour l’AR.Drone. Au tout début nous avons regarder le fonctionnement de l ‘AR.Drone avec l’aide de la doc constructeur et à partir de cela nous avons écrit un protocole expérimental. Avant de mettre en route l’AR.Drone nous avons choisi un lieux ou il n’avait pas d’obstacles et on a mis en place un périmètre de sécurité. Après nous avons mis la batterie et nous avons allumer l’AR.Drone que cela à fait une phase d’auto-test pour voir se tout fonctionner parfaitement.
Les cas étudies :
1 – Nous avons essayer de voir si l’AR.Drone décolle sur l’herbe.
Observation : cela a décoller mais parce qu’on a fait le premier essayer sur de l’herbe que était petit parce que quand on l’a essayer sur de l’herbe un peu plus grand il n’a pas décoller parce que l’herbe ne laisser pas tourner les hélices. Le décollage au début c’est un décollage automatique jusqu’à une certaine hauter.
2 – Nous avons regarder l’autonomie de l’AR.Drone avec l’aide d’un chronomètre (portable d’Artur).
Observation : après avoir utiliser l’AR.Drone entre six et sept minutes il reste que quinze pour-cent de la batterie. À la fin la batterie était juste un peu chaud donc il y a des pertes.
3 – Nous avons essayer de faire atterrir l’AR.Drone sur des boites en plastiques et pour cela nous avons utiliser la carène intérieur pour protéger les hélices.
Observation : à partir de cela nous avons vu que c’est ne pas très pratique de le faire atterrir sur les deux boites avec la tablette mais qu’il est possible et pendant que on l’a utiliser nous avons vu que la carène intérieur est très efficace en cas de collision avec un objet et même en cas de crash (difficile de contrôle l’AR.Drone avec la tablette).
4 – Nous avons voulu voir comment l’AR.Drone se comporter face à une perturbation naturelle comme par exemple le vent. Pour cela nous allons mettre l’AR.Drone face au vent et on le fera décoller pour regarder son comportement.
Problèmes rencontres : il y avait peu de vent.
Observation : il dérive très peu parce qu’il avait peu de vent.
5 – Nous avons voulu essayer aussi jusqu’à quelle distance le wifi de l’AR.Drone aller fonctionner.
Problèmes rencontres : On avait encore très peu d’expérience a contrôler l’AR.Drone et parce qu’on n’avait pas assez de temps.
Conclusion
D’autre hypothèse d’essayer
1 – Essayer de voir comment se comporte l’AR.Drone dos au vent?
2 – Essayer de voir comment se comporte l’AR.Drone face a un vent plus forte?
3 – Essayer de voir comment il fait pour se rééquilibre face a une rafale de vent?
4 – Essayer de voir son comportement s’il a un cote plus lourds que l’autre?
Puissance de l’AR.Drone :
P=U*I P= Puissance en Watt (W)
U= Tension en Volt (V)
I= Courant en Ampère (A)
W=P*t=U*I*t W= Energie en Joules (J)
t= Temps en seconde (s)
donc I= W/U*t= 91.10^3/11,1*600= 13,7 A
P=U*I= 11,1*13,7=152 W
Puissance massique de l’AR.Drone :
Pmassique= P/m= 152/0,44= 345 W/kg P=Puissance en Watt (W)
m=masse en kilogramme (kg)
Couple de l’AR.Drone:
Nous considérons que 100% de la puissance est transmise aux hélices.
P= C*w donc C= P/w P= Puissance en W
C= Couple en Nm
w= Vitesse de rotation en tr/min
En regardant les caractéristiques des hélices nous avons trouvé la vitesse de rotation de celle-ci, 3300tr/min.
C1= P100%/w= 152/(3000*2π/3600)= 29Nm
Nous considérons maintenant les autres composants qui demandent de la puissance et nous mettons comme hypothèse le fais qu’il y a 80% de la puissance qui est transmise aux hélices.
P80%=152*0,8= 122 W
donc C2= P80%/w= 122/(3000*2π/3600)= 23Nm
Autre possibilité de calcule: C2= C1*0,8=23Nm
Les réducteurs:
La vitesse de rotation des moteurs pour un vol stabilisé est de 28000tr/min (environ 30000tr/min).
Entre les moteurs et les hélices, il y a donc des réducteurs qui permettent de diminuer la vitesse de rotation et qui augmentent le Couple pour que la puissance reste la même.
Rapport: wmoteurs/ whélices= 30000/3000= 10.
Grâce aux réducteurs le couple est multiplier par environ 10.
Freins rhéostatiques
Le frein rhéostatique est un système de freinage électrique permettant de changer le mode de fonctionnement des moteurs de tractions en leur faisant jouer le rôle de générateur, dans le but de récupérer l’énergie.
Freins à courants de Foucault
Le frein à courant de Foucault est un électroaimant, il fonctionne grâce à des courants électriques créant un champ magnétique. Il joue un rôle de ralentisseur.
Freins à courants de Foucault
Le frein à sabot
Frein à sabot
Il est constitué d’une pièce mobile, le sabot, qui vient s’appliquer sur la roue ou un dispositif qui en est solidaire. Il est encore employé dans les transports ferroviaires.
Le frein magnétique
Le frein magnétique est utilisé pour accroître l’effort de freinage. Il est utilisé en complément du freinage pneumatique et, dans certains cas, en complément du freinage dit « électrique »
Ce système n’est utilisé que pour les freinages d’urgence car il est nécessaire d’arrêter le train sur une distance la plus courte possible.
Frein magnétique
Qu’es-qu’un bogie ?
Les roues des TGV fonctionnent comme toutes celles des véhicules à roues.
Une rame T.G.V. est supportée par treize bogies:
– six bogies moteurs, – sept bogies contenant le système de freins à disques.
Deux voitures intermédiaires successives sont supportées à leur extrémité commune par un bogie unique.
Toutes les roues supportent le trains et transmettent l’effort de freinage, d’autres (celles des bogies moteurs) font en plus avancer le train en transmettant l’effort de traction.
Un bogie moteur comporte :
– un bâti mécano-soudé,
– deux essieux en liaison avec le bâti par la suspension primaire,
– deux chaines de transmission de puissance constituées chacune par:
• un moteur électrique,
• un réducteur moteur,
• une ligne d’accouplement,
• un réducteur de pont entraînant l’essieu moteur.
Cette image me permet d’illustrer mes propos, vous pouvez voir toutes les parties principale du bogie. http://barreau.matthieu.free.fr
Qu’es-qu’un essieu ?
Un essieu de TGV est constitué d’un axe en acier sur lequel les roues monoblocs en acier sont emmanchées à force. En conséquence, un essieu complet constitue un ensemble indéformable, les 2 roues tournent donc à la même vitesse.
Pour supporter le train, l’essieu tourillonne* sur des roulements, à rouleaux, placés dans des “boîtes d’essieu”, une boîte à chaque extrémité de l’essieu. Le train repose sur ces boîtes par l’intermédiaire de deux étages de suspension. C’est-à-dire qu’entre l’essieu et le voyageur installé en voiture, il y a une suspension entre la boîte d’essieu et le châssis du bogie, puis une seconde suspension entre le châssis du bogie et la caisse de la voiture TGV. Le ressort de cette seconde suspension était métallique sur les rames TGV de 1° génération, il est maintenant pneumatique.
L’effort fourni par le moteur est transmis à l’essieu par l’intermédiaire de cardans afin que le moteur puisse être suspendu par rapport à l’essieu. Le moteur est fixé, soit à la caisse de la motrice (2 étages de suspension) soit au châssis de bogie (1 étage de suspension).
*Tourillon: Organe mécanique utilisé pour guider un mouvement de rotation.
Comment fonctionnent les réducteurs moteur ?
L’architecture du réducteur moteur est définie sur la figure ci dessous.
– le pignon moteur 1 est monté en porte à faux sur l’axe du moteur électrique et ne fait l’objet d’aucune liaison avec le bâti du réducteur.
– le pignon intermédiaire 2 a pour but d’augmenter la distance entre les axes d’entrée et de sortie. Il fait l’objet d’une liaison pivot avec le bâti du réducteur.
– le pignon de sortie 3 est un pignon arbré tubulaire. Il fait l’objet: d’une liaison pivot L30 avec le bâti du réducteur, d’une liaison encastrement à plan prépondérant avec le premier joint de Cardan de la ligne d’accouplement (4). – le carter du réducteur moteur est en liaison encastrement avec le bâti du moteur électrique, lequel est fixé à la caisse de la voiture.
Je souhaiterai attirer votre attention sur la 2éme partie de l’image, où nous pouvons voir la disposition des pignons.
http://barreau.matthieu.free.fr
Sources :
http://barreau.matthieu.free.fr/cours/liaisons-complete/pages/Etude_cas_1.html
Poids de L’AR Drone
Pour avoir le poids de l’AR.Drone nous avons utilisé une balance. Nous avons ensuite mesuré avec la coque pour l’intérieur et la coque pour l’extérieur. Nous avons trouvé un poids de 440g pour la coque intérieur et pour la coque extérieur nous avons trouvé 400g.
Energie massique de la Mia
Sachant que la Mia pèse 750 Kg et l’énergie de la Mia est de 12 Kwh 12000*3600 = 43200000 J = 432*10^5 J = 432*10^2 KJ L’énergie massique de la Mia est de 432*10^5/57600 J/Kg = 58 KJ/Kg
énergie massique de la Mia
Comparaison entre deux appareils avec le même poids
Nous allons considérer le cas d’une utilisation en intérieur de l’AR Drone et allons négliger le cas d’une utilisation en extérieur.
Rapport des deux poids : 750/0.44 = 1705
Ensuite, nous multiplions le rapport par l’énergie de l’AR Drone intérieur
1705*91*10^3 = 155*10^6 J = 155 MJ
Rapport des poids
Chaine d’énergie