CHAPITRE 2
MÉTHODOLOGIE DE PRÉDICTION DE LA MASSE ET
DES PERFORMANCES
DU BWB
Ce chapitre présente la démarche ainsi que les
méthodes utilisées pour la détermination de la masse
détaillée du BWB, le dimensionnement du groupe de propulsion, le
dimensionnement des surfaces verticales et du train d'atterrissage,
l'estimation des distances de décollage et d'atterrissage,
l'évaluation des performances en montée et en descente, le calcul
du facteur de charge et le domaine de vol, l'analyse de la stabilité de
l'appareil pour finir.
2.1. Requis de la mission
Cette section présente les exigences
opérationnelles auxquelles devrait satisfaire le BWB tels que : la
charge utile minimale, la vitesse de croisière, le rayon d'action,
l'endurance en attente et la longueur maximale de la piste.
2.1.1. Segment de mission à satisfaire par le
BWB
La figure 2.1 présente la mission type à
laquelle le BWB devrait satisfaire. Il s'agit d'un profil type pour un vol
commercial. Le carburant total doit être capable d'assurer la mission,
avec une réserve minimale de 5% à l'atterrissage.
La mission commence en 0 du desserrage des
freins au décollage, et se termine à l'arrêt des moteurs
après l'atterrissage 11. Le carburant total
emporté pour la mission doit permettre de réaliser toutes les
phases de la mission à savoir : le décollage
0-1, l'accélération et la
montée jusqu'à l'altitude de croisière initiale
1-4, la vitesse de croisière initiales
4-5, la montée jusqu'à
l'altitude de croisière 5-6, le vol de
croisière 6-7, la descente et
l'attente à 10,000 pieds 7-9, la
descente et la décélération pour l'approche
9-10, puis l'atterrissage à
destination 10-11.
20
0 1
10 11
Initial
cruise
Climb
take-off
2 3
4 5
Cruise flight
6 7
Loiter
reserve
Le tableau 2.2 donne les valeurs moyennes typiques des
fractions de masse entre les différentes phases de la mission. Dans ce
tableau, Ma représente le nombre Mach de vol.
Figure 2.1 : Segment de la mission (adapté de Torenbeek,
2013)
2.1.2. Caractéristiques attendues de l'avion
Taxi and
8
9
Taxi from
Le BWB doit être conçu de telle manière que
ses caractéristiques opérationnelles satisfassent
aux exigences de la mission. Ainsi, le tableau 2.1
présente les requis opérationnels auxquelles
doit satisfaire l'avion.
Tableau 2.1 : Exigences de la mission (Velazquez, 2020)
Paramètre de la mission
|
Symbole
|
Unité
|
Valeur
|
Nombre de passagers
|
PAX
|
-
|
100
|
Charge utile
|
Wpayload
|
kg
|
11640
|
Équipage (5 membres)
|
Wcrew
|
kg
|
582
|
Rayon d'action
|
R
|
km
|
2500
|
Mach de croisière
|
Mcr
|
-
|
0,78
|
Longueur de piste (décollage et atterrissage)
|
BFL
|
m
|
2000
|
Endurance en attente
|
E
|
min
|
45
|
|
21
Tableau 2.2 : Valeurs typiques des fractions de masse par
segment (Raymer, 2006)
Segment
|
Phase de la mission
|
|
0-1
|
Démarrage des moteurs, roulage et décollage
|
0,980
|
1-2
|
Montée à 10 000 ft à 250 kts
|
1,0065 - 0,0325Ma
|
2-3-4
|
Accélération jusqu'à la vitesse de
seconde montée 450 kts et montée
|
1,0065 - 0,0325Ma
|
4-5
|
Croisière initiale 34 440 ft (10 500 m)
|
Équation de Breguet
|
5-6
|
Montée à 47 560 ft (14 500 m) pour le vol de
croisière
|
0,990
|
6-7
|
Vol de croisière à 47 560 ft (14 500 m)
|
Équation de Breguet
|
7-8
|
Descente à 10 000 ft
|
0,993
|
8-9
|
Survol en attente
|
Équation d'endurance
|
9-10
|
Descente et approche pour atterrissage
|
0,993
|
10-11
|
Atterrissage
|
0,995
|
|
Dans les sections qui suivent, la masse maximale de l'avion au
décollage (MTOW) pourra être déterminée, de
manière à ce que l'avion soit capable de satisfaire la
mission.
Par ailleurs, la distance parcourue par l'avion pendant la phase
de croisière initiale sera assumée inférieur ou
égale au 1/10ième du rayon d'action maximal, car il s'agit d'une
phase assez courte permettant aux pilotes de préparer les conditions de
vol de la croisière finale.
| 
