Aviation : le G lors de l'impact d'un atterrissage

[invite23fc3706]

Bonjour,

je souhaiterais calculer l'accélération G que subit un avion lors de l'impact d'un atterrissage. Pas l'atterrissage parfait, où le contact avec le sol est tout doux, mais celui qui est "dur", c'est à dire quand l'avion arrive sur sa pente sans redresser et subit l'impact et le rebond. Dans le cas le plus défavorable donc (le stade juste après serait le crash).

L'avion a une vitesse verticale de 2.5 m/sec et arrive avec un angle de 30 degrés environ. Sa masse est de 450 Kg et sa vitesse de 110km/h (considérée comme étant aussi sa vitesse sol).

Si quelqu'un peut me donner les équations et m'expliquer comment s'en servir svp , ce n'est pas du tout mon domaine...

Merci
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[jecario]

Hello,

ca depend du train, non ?

[hterrolle]

tu as tout ce qu'il te faut. tout va dependre de ta position par rapport a x:

y = hauteeur x=distance point d'inpacte = 0 angle 30°.

si tu connais pyhagore tu devrait y arriver sans trop de mal en utilisant un vecteur representant le distance avant impact. L = racine (h²+x²) ensuite tu cherhe ton vecteur et tu trouve ta fonction y = f(x).

[philou21]

D'accord avec jacario : ça dépend complètement de la durée de "l'impact" donc des caractéristiques du train.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invité576543]

Bonjour,

110 km/h, ça fait 30 m/s de vitesse sol. Si l'angle d'arrivée est de 30°, la vitesse verticale est de 30 m/s fois tan(30°) = 17 m/s, non?

Sinon, il y a peut-être moyen de mettre une borne à l'accélération à partir d'une borne sur le débattement du train, non?

Si on considère que le train diminue de h=0,5 m (ça me paraît grand pour 450 kg, c'est juste un chiffre lancé comme ça), l'ordre de grandeur de l'accélération moyenne doit être qq chose comme v²/2h, non?

soit (avec 2.5 m/s!) de l'ordre de 6.4 m/s². (Avec 17 m/s ça va faire mal... on obtient 290 m/s², plus de 30 g...)

Cordialement,

[jecario]

Si tu as acces aux donnees techniques du train d'atterrissage, ou si tu sais au moins lequel c'est et que tu peux le publier, on pourra peut etre t'aider.

Il faudrait des valeurs de debattement, comme l'evoque si bien mmy, d'amortissement, de deformation...

Je ne sais pas trop comment proceder exactement, mais c'est en charcutant qu'on devient charcutier

[hle]

110 km/h, ça fait 30 m/s de vitesse sol. Si l'angle d'arrivée est de 30°, la vitesse verticale est de 30 m/s fois tan(30°) = 17 m/s, non?

Bonjour,

17 m/s !? Ce n'est pas un atterrissage mais un accident De mémoire, les avions sont certifiés pour résister sans dommages structurels à des atterrissages faits avec une vitesse verticale de 3 m/s. Et à cette vitesse, çà tape dur (pas autant que l'instructeur si c'est l'élève qui le réalise ).

Pour connaître l'accélération verticale, encore faudrait-il savoir en combien de temps le train et la cellule amortissent le choc. Si on fait une hypothèse d'1/2 seconde pour passer de 17m/s à 0 m/s de Vz, çà fait du 34 m/s^2 soit 3.5 g ou 7 g si c'est en 1/4 de sec !! Argh !

A+

[invité576543]

17 m/s !? Ce n'est pas un atterrissage mais un accident

Je vois bien, mais soit mon calcul est faux (et où est l'erreur?), soit les données du premier message sont incorrectes (et quelles sont les bonnes données?)...

Cordialement,

[philou21]

Moi, j'avais compris que 110 km/h était la composante horizontale.
La composante verticale étant de 2.5 m/s

[jecario]

C'est ecrit tel quel, en plus. Un peu de concentration, que diable !
J'avais pas fait gaffe non plus

[invité576543]

Moi, j'avais compris que 110 km/h était la composante horizontale.
La composante verticale étant de 2.5 m/s

Moi de même. Et 30° d'angle... or arctg(2.5/30) = 5°

Cordialement,

[invite23fc3706]

Merci bcp à tous pour vos réponses !
Pour la vitesse, 110km/h correspondent à la vitesse de déplacement de l'avion sur sa pente. Les 30° étaient donnés à l'approximation, je n'ai pas calculé l'angle équivalent, ou ne connais pas l'angle réel.
Je recherche des infos sur le train d'atterrissage...

[jecario]

Moi de même. Et 30° d'angle... or arctg(2.5/30) = 5°

Cordialement,

5 km/h, plutot.

En fait non, personne n'etait a la masse, c'est plutot ton enonce, JLC333, qui est faux.
Comme le dit mmy, une pente de 30° avec une vitesse verticale de 2,5 m/s ne donne pas une vitesse (relative comme horizontale) de 400 m/s, mais seulement de 5 m/s. Fais le calcul avec la trigo, tu verras.

Si en revanche tu as bien ces 2 vitesses, ta pente d'approche est de 0,36°.
C'est pas enorme, c'est meme inferieur aux pentes d'approche normales dans les aeroports.

[invité576543]

400 m/s

110 km/h = 110000 m en 3600 s = 30.556 m/s, non?

(400 m/s c'est au-dessus de la vitesse du son, Mach 1.2 ou qq chose comme ça...)

Cdlt

[polo974]

Comme ça en passant, la vitesse horizontale ne nous intéresse pas (sauf s'il y a un talus sur la piste ).
Mais bon moi je trouve 4.7° (arcsin(2.5*3.6/110)) (arcsin car 110 vitesse de vol sur la trajectoire).

[polo974]

D'accord avec jacario : ça dépend complètement de la durée de "l'impact" donc des caractéristiques du train.

Et du sol

[jecario]

(400 m/s c'est au-dessus de la vitesse du son, Mach 1.2 ou qq chose comme ça...)

vraiment pas reveille, moi... desole...

[invite23fc3706]

Heu... Autour de 5° la pente, pas au dessous de 1°, ça j'en suis sûr...
Je cherche toujours les infos sur le train, mais ce que je recherchais depuis le début c'est de connaître l'accélération lors de l'impact à partir de la vitesse de l'avion et sa pente uniquement...

[jecario]

Comme ça en passant, la vitesse horizontale ne nous intéresse pas (sauf s'il y a un talus sur la piste ).
Mais bon moi je trouve 4.7° (arcsin(2.5*3.6/110)) (arcsin car 110 vitesse de vol sur la trajectoire).

Tu as fatalement raison, je m'suis embrouille dans les grandeurs...

Donc on passe au-dessus des 4° de pente, ca fait beaucoup.

Et du sol

On dit que le sol est dur ? Si on arrive dans la boue, l'avion ne va pas rebondir, il va s'enliser...

[invité576543]

Donc on passe au-dessus des 4° de pente, ca fait beaucoup.

8%, à comparer avec le plan de descente usuel pour les avions de ligne, à 5%.

ou au plan de descente pour un appontage sur porte-avion, entre 3 et 4°...

ou le plan de descente de la navette à 22° (faut pas louper l'arrondi...)

Cordialement,

[jecario]

Heu... Autour de 5° la pente, pas au dessous de 1°, ça j'en suis sûr...
Je cherche toujours les infos sur le train, mais ce que je recherchais depuis le début c'est de connaître l'accélération lors de l'impact à partir de la vitesse de l'avion et sa pente uniquement...

Tu ne peux pas connaitre cette acceleration a partir des seules valeurs de la dynamique de l'avion avant l'impact !

Si tu supposes l'avion infiniment rigide, solide, indeformable, tout comme le sol, ton acceleration sera infinie. Or c'est impossible.
De plus, le train est la pour amortir l'atterrissage, tu t'en doutes. Tu dois donc connaitre les caracteristiques du train pour voir dans quelle mesure il amortit le choc.

Dans le cas le plus simple, tu trouves le debattement du train et tu dis que le train est un ressort de meme longueur.
Puis tu continues dans les hypotheses en disant que la constante de raideur du ressort theorique est telle que, arrive en bout de course, la vitesse verticale est nulle.

Avec ca, tu devrais trouver un resultat qui n'est pas juste mais qui s'approche du cas concret.

[hle]

Heu... Autour de 5° la pente, pas au dessous de 1°, ça j'en suis sûr...
Je cherche toujours les infos sur le train, mais ce que je recherchais depuis le début c'est de connaître l'accélération lors de l'impact à partir de la vitesse de l'avion et sa pente uniquement...

La pente d'approche d'un avion civil est de 5° (~3°). Evidemment sa vitesse varie selon sa catégorie. 110 km/h c'est pour un avion léger.
Juste avant de toucher, le pilotage arrondit et place l'avion sur une trajectoire quasi-parallèle au sol. La vitesse de contact avec le sol doit se chiffrer en cm/s plutôt qu'en m/s. A vue de nez, je tablerai sur 1 m/s max pour un atterrissage "dans les clous".

Une exception, l'appontage sur un porte-avion. Là, pas d'arrondi mais des machines avec des trains d'atterrissages renforcés (et pas qu'un peu).

A+

[jecario]

Au fait, c'est quoi comme avion ? Un petit pour le tourisme ?

[invite23fc3706]

C'est bien un petit avion dans la catégorie ULM ( un trois axes ) :
http://www.fkplanes.com/B&f%20Techni...k4_present.htm

[philou21]

Autrement la physique c'est aussi une science expérimentale...
tu te fais prêter un petit accéléromètre...

[jecario]

tu te fais prêter un petit accéléromètre...

...et une camera, histoire de verfier en direct que ton train s'est completement affaisse !

[invite23fc3706]

je ne peux pas : je ne veux pas faire un atterrissage raté au risque d'abimer la machine pour mesurer l'accélération... suis pas assez bon...

[jecario]

Surtout si, comme tu le dis, tu cherches a connaitre les valeurs a la limite du crash...

[obi76]

La hauteur d'amortissement du train suffirai pour le calcul non ? (en simplifiant bien évidement )

[invité576543]

La hauteur d'amortissement du train suffirai pour le calcul non ? (en simplifiant bien évidement )

C'est ce que je proposais message #5, mais l'idée n'a pas bien germée dans ce fil...

Cordialement,