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Présentation

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Marie NDIAYE

on 7 September 2012

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Transcript of Présentation

Les avioneurs devant un
grand dilemme... Les effets de la foudre sur les avions Présenté par:
Marie O. C. N'diaye Plan:
-Dimunition de la consommation de carburant, impliquant une utilisation massive des matériaux composites. Question environnementale *Très beau aérodynamisme
*Légèreté
* Résistance à la fatigue
*Coût de fabrication moins élevé Avantages des matériaux composites Les matériaux composites sont très peu conductibles.
Si la charge s'accumule trop longtemps au même endroit l'appareil peut brûler. Problématique: C'est une décharge électrique de plusieurs kilomètres provenant de l'électrisation des nuages d'orage.
Ces derniers s'appellent aussi cumulonimbus. Ils résultent de l'instabilité thermique d'une masse d'air chaude et humide.
Ils crééent les conditions favorables à l'accumulation des charges électriques. Qu'es-ce que la foudre? Deux théories:
1- Spposer que le champ électrique est localement amplifié par les gouttes d’eau (Cooray, 2003).
2-Existance d’un électron « runaway », initiateur des premiers phénomènes d’ionisation sous la forme d’avalanches électroniques (Gurevich in Solomon et al., 2002). Comment la décharge est -elle créée? À titre indicatif: 50 % d'un avion est en matériaux composites, 20% en Aluminium,15% en Titanium, 10% en Acier et enfin 5% d'autres types de matériaux. Les matériaux constituants les avions C'est surtout les alliages d'aluminium qui sont utilisés pour leurs très faibles masses volumiques .
Il existe plusieurs séries avec des propriétés différentes:(série2000, 6000, 7000, etc...)
Des alliages de titane sont aussi utilisés pour leur légèreté, solidité et leur résistance à la corrosion à des températures supérieures à 500°C.
Et enfin les matériaux composites qui constituent la grande partie de l'aéronef. Propriétés des principaux matériaux de construction d'un aéronef. Les matériaux composites: Les matériaux composites sont des mélanges d'au moins deux matériaux différents pour obtenir ainsi une combinaison de propriétés tirant avantages de chacun des deux (fibres et charges). En effet, ils possèdent des qualités remarquables reposant sur les propriétés mécaniques de ces fibres (bore, carbone, verre...) présentant une résistance et une rigidité exceptionnelle supérieure même à celle des meilleurs aciers, de plus ils sont très légers.
-Effets directs (Ordre Mécanique)
-Effets indirects (Ordre électrique) Effets de la foudre La menace de la foudre est caractérisée par deux paramètres: *Amplitude du courant de crête
*Pic du courant dérivé
Très controversé à cause des multiples manières de calcul et du facteur de conversion du courant estimé et du champ mesuré. Caractérisation de la menace
Le temps de demi-valeur actuelle, le nombre de courses de retour en un éclair, la durée et la charge de courant continu. D'autres paramètres de caractérisation de la foudre: Deux principales phases:
*Phase d'amorcage: Durée très courte(quelques millisecondes), un courant plus faible. Elle correspond au développement de deux décharges électriques depuis les points d'amplification maximale à la surface de l’aéronef du champ électrique atmosphérique E0.

*Phase de balayage: Durée plus longue(ordre de plusieurs centaines de secondes), courant plus grand Développement du champ magnétique sur
l'avion: - L’environnement incident de la foudre provoque un courant et une charge sur la surface extérieure de l’avion.
-Les courants de surface et les charges excitent les antennes et pénètre.
-Les courants de surface et les charges qui ont pu pénétrer se couple aux systèmes de câblage.
-Les systèmes de câbles aussi se couplent aux sous-systèmes critiques Couplage de la foudre à un aéronef Le but d’un calcul de l’interaction externe de la foudre avec la structure de l’aéronef est de pouvoir parvenir à une définition du courant de surface à l’extérieur de l’avion et les densités de charges sur le conducteur désiré. Cela requiert les équations de Maxwell. Les problèmes généraux que cause la foudre sont dus à la diffusions de champs électromagnétique à travers la structure de l'aéronef. Celui en composite atténue moins de courant à la surface de l'aéronef par conséquent une plus grande quantité intègre les câbles. (Recouvert de:Expanded Copper Foil).
Tandis que celui en Aluminium atténue plus de courant à la surface de l'aéronef. Couplage du courant de foudre avec les câbles dans un avion composite Vs celui dans un avion métallique. | I (t) | = i0 e(-t /R) avec R la profondeur de la peau R = 1/√μπfc (c=conductivité électrique) Le graphène!!!
Aussi blinder les câbles le plus possible. Comment fournir une protection optimale aux avions? Merci beaucoup de votre attention...

Des questions? BOMBARDIER qui sont-ils?
I-La foudre
II-Les matériaux composants les avions
Avions métalliques-Avions composites
III-Les effets de la foudre sur les avions
Effets directs-Effets indirects
IV-La caractérisation de la menace de la foudre
V-Comment se développe le champ magnétique sur l’avion?
VI-Couplage de la foudre avec les avions.
VII-Couplage du courant de foudre avec les câbles dans un aéronef composite VS le couplage du courant de foudre dans un aéronef métallique.
VIII-Proposition d’une solution pour une protection optimale des avions contre la foudre Fondée en 1941 par Joseph-Armand Bombardier
à Valcourt au Québec.
Sous le nom:"Auto-neige Bombardier Limitée "
*Aéronautique
*Transport (ferroviare)
*Financiers (arrêté en 2006, vendu à GE commercial) UN PEU D'HISTORIQUE... Les avions commerciaux sont frappés une ou deux fois par année.

Immunité des systèmes électroniques et de la structure en danger. (A évaluer pendant la conception de l'avion).

Le fort courant due à la foudre se propage sur la structure des aéronefs, développe un champ magnétique qui peut entraîner une fuite à l'intérieur du fuselage et 'interagir avec les harnais et des systèmes.

L'immunité des systèmes de l'aéronef sera alors garantie par la réduction de l'énergie électromagnétique le plus bas que possible du seuil de susceptibilité des équipements (Seuil de sensibilité de l'équipement).


Le but du travail....? Présentation du contexte- Expression du besoin-Objectifs
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