CHAPITRE 4
CENTRAGE ET STABILITÉ DU BWB
Pendant les phases de conception, de fabrication et
d'opération d'un avion, le centrage des masses fait l'objet d'une
attention particulière, afin de garantir la stabilité de
l'appareil. Ce chapitre présente en première section le centrage
des masses du BWB et la détermination de son centre de gravité.
La seconde section quant à elle est réservée à la
détermination du point neutre de l'avion d'une part, et à
l'analyse de sa stabilité statique d'autre part.
4.1. Centrage des masses du BWB
La position du centre de gravité est une
considération déterminante pour assurer la stabilité de
l'avion, pendant toute l'enveloppe de vol. Après avoir obtenu les masses
des composants (c'est-à-dire la masse détaillée)
présentées à la section 3.1, il devient possible de
localiser le centre de gravité de l'avion.
4.1.1. Méthodologie de détermination du
centre de masse de l'avion
Statistiquement, l'estimation de la position du centre de
gravité de l'avion au complet équivaut à déterminer
le barycentre de l'ensemble des centres de gravité des groupes de
composants constituant l'appareil, pondéré de leur masse
respective. Le centre de gravité de chacun de ces groupes de composants
est défini sur la base des données historiques disponibles et du
retour d'expérience de l'équipe de design.
Analytiquement, le centre de gravité dans la direction
longitudinale d'un avion se détermine comme suit :
n n
X m X m
cg = ? ?
i i i
i = 1 i=1
Xcg
X i
mi
(4.1)
Où :
est la position du centre de gravité de l'avion par
rapport au nez.
est la position du centre de gravité du groupe de
composant i considéré. est la masse du groupe de
composant i considéré.
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Cependant, en opération, la masse de carburant et la
charge utile d'un avion sont des quantités variables. Ceci a pour
conséquence de modifier la position de centre de gravité en tout
temps. Ainsi, chaque combinaison de carburant et de charge utile donne une
position du centre de gravité. Pour cette raison, le calcul du centre de
gravité de l'avion se fait suivant trois considérations à
savoir : à masse maximale au décollage (MTOW), à masse
à vide opérationnelle (OEW) et à masse maximale sans
carburant (MZFW). Ainsi, l'équation (4.2) donne la position du centre de
gravité par rapport au nez de l'avion avec MTOW.
r r
mzfw mzfw mzfw
= ? ? m mzfw
X m X
cg i i i
i = 1 i =
1
(4.2)
De même, la position du centre de gravité par
rapport au nez de l'avion avec OEW est donnée par l'équation
(4.3).
(4.3)
Et, la position du centre de gravité par rapport au
nez de l'avion avec MZFW est donnée par l'équation (4.4).
Les résultats obtenus des équations (4.2)
à (4.4) ci-dessus donnent la plage de localisation du centre de
gravité de l'avion. Dans cette plage, la valeur minimale
représentera le centre de gravité maximum avant tandis que la
valeur maximale représentera le centre de gravité maximum
arrière.
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