ELEMENTS DE
CORRECTION
Sujet du
PILOT TRAINER


BTS CPI

Session 2010




CPE5MC-C Page 1 sur 
1 – ETUDE DE L’INFLUENCE DE LA POSITION DU CENTRE DE GRAVITE G DE
L’ENSEMBLE {BERCEAU+PILOTE} SUR LES EFFORTS QUE DEVRA FOURNIR
LE PILOTE DANS DIFFERENTES PHASES DE VOL


Evaluation effort sur maintien en tangage
Q1) Voir DR1
Q2) Voir DR1
Q3) Le centre de gravité se déplace sur une sphère de centre O et de rayon OG
Q4) Equilibre instable, le pilote pourrait se retourner.
v r r
Q5) Trois actions mécaniques extérieures à E1: Fpilote / E1 , AChâssis / E1 , C 21 / E1
r r
Q6) Deux actions mécaniques extérieures à E2: Bberceau / E 2 , C E1 / E 2
Q7) Voir DR2.
Q8) Voir DR2 la norme de l’effort du pilote pour OG=100mm est de 83Newtons.
Q9) La valeur dépasse largement la valeur du CDCF pour un maintien en position
(Fmax= 20N). il Faut donc diminuer le rayon de la sphère !
Q10) Pour F<20Newtons, on a OG = 25mm.
Evaluation effort sur manœuvre de roulis
Q11) Mouvement de rotation accéléré autour de l’axe x.
Q12)
•
ω = cste
• • • 2θ f π
ω =θ =ωt ω= 2
= = 1.454 rad / s 2 d’où
t 6t 2
ωr = 1.4544 × 0.6 = 0.87264 rad / s
1 •
θ = ω t2
2
1 1
Q13) EC2-EC1 = J oxωr2 = × 12.73 × (0.87264) 2 = 4.8469 joules
2 2
Q14) La seule action extérieure au système isolé E4, qui travaille est le poids de l’ensemble
appliqué en G.
r r
W12int = W12 Fpilote / manche = Fpilote / manche × 0.180
r
W12 P / E4 = − M × g × h = −160 × 9.81× 0.68.10−3 = −1.067 joules
z0
θ f = 15
o

z1

y1

y0




Gt=0.5 h = 20.10 −3 × (1 − cos15o ) = 0.68.10 −3 Mètres


Gt=0
CPE5MC-C Page 2 sur 
 r r
Q15) W12int = W12 Fpilote / manche = Fpilote / manche × 0.180 voir DT5 sur mouvement de roulis

Q16)

EC2 − EC1 = ∑ W12ext → E4 / Rg + ∑ W12 int àE 4 / Rg
r
4.8469 = −1.067 + Fpilote / manche × 0.180
r 4.8469 + 1.067
Fpilote / manche = = 32.85 Newtons
0.180

Q17) Cet effort est supérieur à celui préconisé par le cdcf. Il faut donc diminuer encore la
distance OG. En plaçant G en O on obtient F= 27 Newtons. Si l’on veut encore diminuer cet
effort, il faut diminuer l’inertie.
Remarque : un calcul avec le même graphe de vitesse effectué sur le mouvement de tangage
donne un effort pilote de 49 Newtons, et 43 Newtons si G est en O, donc encore conforme au
cahier des charges.

2. Justifier la solution constructive de la fonction technique
FT7 : Transmettre la position du berceau à l’unité centrale.
Q18)



Liaison 1 :Pivot Liaison 2 : pivot
Berceau d’axe oy Fourche d’axe ox Bâti
{2+9+17 11 [15+4}
+22}



?
Liaison rotule de
centre C
Levier du
joystick
13


Q19)
On veut H=0= m+Ec-Ic avec Ic = Ic1+Ic2+Ic4+Ic3= 1+1+3+Ic3
On a Ec=6 car il n’y a qu’une seule boucle et m=mu+mi=3
Soit 0=3+6-5-Ic3
Donc Ic3= 4

Q20)
Linéaire annulaire et linéaire rectiligne.




CPE5MC-C Page 3 sur 
 Q21)




Liaison 1 :Pivot Liaison 2 : pivot
Berceau d’axe oy Fourche d’axe ox Bâti
{2+9+17 11 [15+4}
+22}



Liaison
rotule
Liaison rotule de
centre N
centre C
Levier du
Tube 12 joystick
13
Liaison
pivot
glissant

Q22) la rotation propre du tube.

H= 0= m+Ec-Ic avec m=4, Ec=6 et Ic = 10

Q23) voir DR3 corrigé.
Q24) Le cdcf est respecté puisque cf1 et cf2 sont positif Quand N occupe la positionN2 et
Cg=49mm> 1.5D quand N occupe la position N1 (1.5D= 18)
Q25) Voir DR3 corrigé.

3. Vérification du dimensionnement de la fourche
Q26) Voir DR3 corrigé.
Q27)
 0 0
K
{τ cohesion }R2 =  0 
1022070 unités du moment : N .mm
−1570 0  R
K  2


π × (45 − 32 )
4 4
Q28) I Kyr = = 149817.1mm 4
64
Q29) Cote de la fibre la plus éloignée de la fibre neutre ymax=22.5 mm
Mf × y 1022070* 22.5
σ Nom max = y max = = 153.5Mpa
I Kyr 149817




CPE5MC-C Page 4 sur 
 r d
Q30) avec r = 1.5mm, D= 50mm, d=45mm, on a t=2.5mm. Donc = 0.6 et = 0.9
t D



r/t

Kt=2,1




Kt=2,1
σ max réel = 2.1× σ nom = 322Mpa

Q31)
RE 410
Coefficient de sécurité s = = = 1.27
σ max réel 322
Coefficient non satisfaisant
Possibilité de choisir un matériau différent ayant un Re plus important. Ou bien modifier
l’épaisseur du tube. (Pour un Dint=28mm, on arrive à un s=1.45 !)

Q32)
Voir DR4 corrigé.
Possibilité de blocage de la rotation par glissement surfacique sur des plans // OX2Z2.

Q33)
Voir DR4
dans la zone de la liaison pivot avec le berceau.

Q34) Ce déplacement à forcément une influence sur la fonction FT2 puisqu’il force le centre
gravité G de l’ensemble {berceau + pilote} à s’éloigner du point O. Les efforts au niveau du
manche vont donc augmenter si un réglage fin n’est pas effectué.

Q35) Possibilité de choisir un matériau différent ayant un module de Young plus important,
ou bien modifier l’épaisseur des tubes ou encore modifier la forme de la fourche pour la
rendre plus rigide.




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 DOCUMENT REPONSE DR4 Plusieurs solutions sont possibles. On en donne deux
ici qui permettent de lancer le calcul avec les mêmes
Question 32 éléments géométriques sélectionnés (glissement
r surfacique ou fixation définie par l’utilisateur).
z2 L’important étant de fixer la rotation en laissant les
• Encastrement faces latérales de la fourche se déformer librement.
r
• Pivot x2
• Rotule 0
• Pivot glissant

• Glissière Glissements
surfaciques sur
• Glissement surfacique deux plans // à
OX2Z2
ou
• Fixation(s) définie(s) par l’utilisateur
TX2 TY2 TZ2 RX2 RY2 RZ2
1 0 1 0 1 0


r
y2 I J

r
z2
r
y2
r
x2


O




Question 33 :
Valeur du déplacement
maxi

Dépmaxi = 10.3mm


CPE5MC-C
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