Le quiz du dimanche soir

[concorde fan]

Oui, ça c’est une bonne réponse.
Bravo Fab et Jacques.

Le IIIB est effectivement plus lourd que le III classique, mais c’était pour faire diversion car la consigne est également valable pour tous les Mirage "anciens".
En cas de freinage immédiat après l’attéro, les freins du Mirage , qui ne prennent pas trop de place car plutôt petits, ne résisteraient pas car l’avion se pose vraiment très vite.

Dans un premier temps on privilégie le freinage aérodynamique, nez en l’air, avec l’aile delta qui traine énormément + AF sortis.
Si pas suffisant on sort le parachute-frein mais pas trop tôt non plus car lui non plus ne résisterait pas.

A noter que durant cette phase, le pilote ne voit rien strictement devant (c’est encore pire pour celui en place arrière), il regarde sur les côtés pour conserver sa tenue d’axe central.
François

[concorde fan]

Allez cette fois on va brasser un peu d’air pour l’énigme qui suit.

Quelle masse représente l’air pressurisé et véhiculé à l’intérieur d’un Boeing 747 volant à 2500 mètres ?

Je vous demande juste un ordre de grandeur.
Exemples : 100 grammes, 10 kg, 50 kg , 100 kg, 500 kg , 1 tonne, 2 tonnes, 5 tonnes, 10 tonnes…

Et question subsidiaire, pourquoi sur un Concorde hypothétiquement agrandi( qui aurait alors le même volume d’air cabine que le Boeing 747, pour simplifier), la masse d’air serait forcément supérieure pour une altitude croisière autour de 11 000 mètres ?

Amicalement
François

[A320 hérétique]

Allez, à la grosse louche, un cylindre de 60 m de long, diametre 8m, une masse volumique de l'ordre de 1 kg/m3, je dirais dans les 3 t ; bien sur, en montant ça diminue (pression baisse, les molécules se raréfient, la masse volumique baisse).
Michel

Edit : aille, la cabine est pressurisée, donc non, ça ne change pas avec l'altitude ??? Je rajoute au moins 500 kg pour revenir a la masse volumique a altitude 0

[concorde fan]

Pas mal Michel, surtout pour tes explications de calculs.
Indices : Une portion ovale offre moins de surface qu’un cercle, donc au final moins de volume quand on multiplie par la longueur… Derrière la bosse d’un 747 on n’est certainement pas à 8 mètres de diamètre.
Je vous laisse encore chercher, car ce n’est pas encore la bonne réponse.
Ceci dit tu as déjà bien dégrossi pour l'ordre de grandeur, il ne sera pas question de grammes, ni de kilos...
Pour la question subsidiaire, il y a une particularité, propre à Concorde.
François

[JacquesZ]

Euh, autant que je sache aucune pressurisation n'est capable de maintenir une altitude cabine équivalente à la pression atmosphérique au niveau du sol quand l'avion est à son altitude de croisière (38 à 40000ft) cela nécessiterait un renforcement de la cellule trop important.

On accepte donc réglementairement une altitude cabine équivalente au maximum à 8000ft soit 10,92 psi
On parle de pression différentielle maximum admissible, c'est à dire la différence entre la pression cabine et la pression extérieure. Elle est comprise entre 8 et 9 psi en général, ce qui veut dire qu'on arrivera à maintenir une altitude cabine de 8000ft jusqu'à une altitude avion de 10,92-9=1,92psi soit environ 46000ft pour un B777.

On pressurise la cabine en prélevant de l'air au niveau de l'étage intermédiaire du compresseur des réacteurs (Bleed Air), air qui est ensuite refroidi et injecté à l'avant de l'avion. Une valve située à l'arrière et pilotée par le contrôleur de pressurisation (outflow valve) va s'ouvrir plus ou moins pour laisser échapper la quantité nécessaire pour obtenir et maintenir la pression désirée. D'autres valves servent de soupapes de sécurité en cas de surpression ou de sous-pression lors de la redescente.

Le maintien de ce différentiel est d'ailleurs une des causes principales de limitation du plafond opérationnel d'un avion de ligne, les moteurs et les ailes pouvant en général monter beaucoup plus haut.
Donc prévoir une pression maxi de 9 à 10 psi pour les calculs à mon avis
Ca nous fait une densité de 0,870 environ, soit plus près de deux tonnes.

Jacques

[JacquesZ]

Pour le Concorde, je pense que vu la vitesse, la pression extérieure autour de l'avion est plus élevée que la pression normale à 11000m, le différentiel de pression est donc plus faible qu'un avion subsonique. Par contre la climatisation cabine a beaucoup plus de boulot.

Jacques

[concorde fan]

Pour vous faciliter les calculs j’ai volontairement précisé une altitude de 2500 mètres, on va dire qu’à cette altitude c’est de l’air « soufflé », sans différentiel de pression avec l’air extérieur, plus haut effectivement ça deviendrait réellement de l’air pressurisé. 0,928 kg/m3, 15°, autour de 750 hpa ( * )
Ce qui n’est pas le cas pour Concorde à 2500 mètres et plus haut, mais je n’en dit pas plus pour le moment…
D’ailleurs en relisant ma question subsidiaire de départ veuillez me pardonner mais la masse de l’air pour celui-ci à volume équivalent sera plus grande et non plus faible, je me suis lamentablement trompé.

Donc si je récapitule pour Michel qui annonce 3 tonnes d’air dans la partie pressurisée d’un B747 : je réponds : « C’est moins. »
Et pour Jacques qui annonce 2 tonnes, je dis juste : « C’est un peu moins. »
D’ailleurs si quelqu'un avait dit 1 tonne, j’aurais répondu : « c’est un peu plus !!!… »
On y est presque.
François

( * ) Les puristes hurleront, et ils auront bien raison, déjà de par la nature du prélèvement de l'air puis de son conditionnement, car forcément on pressurise dès que les portes de l’avion se referment (et même avant) pour qu’ensuite sur la totalité de la montée ou de la descente, le processus se fasse REELEMMENT en douceur, pour le plus grand bonheur des tympans ou la protection cellule de l’avion sur la durée des cycles.

[JacquesZ]

Bon alors:
Fuselage B747
Diamètre Max:6,50
Longueur totale 68m
La section réellement pressurisée est beaucoup moins grande on va dire 58m de long et un diamètre corrigé (l'arrière conique compense la "bosse", et la section est ovoïde) de mettons 5m
3.14*(5^2/4)*58= 1138m3 environ
À 8000ft d'altitude cabine on a une densité théorique de 0,877, donc un peu moins d'une tonne normalement.
Au niveau du sol on a une densité de 1,00 donc au pire 1,2T

C'est quand même au doigt mouillé, en l'absence de dimensions précises

Jacques

[concorde fan]

Réponses et explications.

Pour mes calculs pour le B747, je suis parti d’une valeur de 0.9278 kg/m3, sachant qu’il faut renouveler l’air en permanence et qu’il y a toujours une légère surpression.
Volume cabine = 1000 m3
Soute pressurisée = 200 m3
Conduites d’acheminement = 20 m3
Total = 1220 x 0.928
1,130 tonnes d’air pressurisé.

Au fur et à mesure que les réservoirs se vident, ceux-ci étant généralement pressurisés, on peut facilement rajouter 200 kg de masse d’air. Mais pour aller loin, il vaut mieux autour de 180 T de kéro, plutôt que de l’air !!!
A titre d’information, pour un A380 qui a un fuselage complet sur 2 étages, là on est plus sur 1,7 T d’air pressurisé et sans tenir compte des réservoirs d’ailes.

Pour ma question subsidiaire pour le Concorde.
Comme d’habitude cet avion ne fait rien comme les autres.
Déjà à 2500 mètres d’altitude il est pressurisé comme s’il volait à 1700 mètres (un avion de ligne classique c’est entre 2100 et 2400 mètres qu’on simule son altitude) et il restera à cette valeur jusqu’à son altitude de croisière, beaucoup plus haut ensuite.
Quand on simule une altitude moindre, la pression d’air pour le coup est plus élevée, donc à volume égal de cabine (avec mon Concorde hypothétique très grand) on a une masse d’air plus élevée dans le Concorde, comparativement à un 747 donc.
On met plus de pression dans le fuselage d’un Concorde, obligation pour la certification en cas de dépressurisation, entre autres.
Les groupes de conditionnement d’air peuvent encore fournir avec 2 hublots passagers en moins à son altitude de croisière à mach2, au-delà ce sera très problématique.
Raison aussi pour laquelle les hublots sont très petits.

Merci pour votre participation et bravo Jacques pour tes valeurs dans le mille.
François

[tabar57]

Juste pour vous dire MERCI, je participe en lisant et en appréciant comme je ne peux pas répondre, je suis au fond de la classe et je me tais en apprenant et en prenant des notes

Continuez ....

Cordialement

Bernard