A N N E X E 1

FIXANT LES CONNAISSANCES NECESSAIRES POUR L'OBTENTION

DU BREVET DE PILOTE D'ESSAIS EXPERIMENTAL D'AVIONS

TITRE Ier

COURS THEORIQUES

1. Aérodynamique

Ce cours expose les principales notions de thermodynamique et d'aérodynamique, ainsi que les équations caractérisant le comportement des fluides et de l'atmosphère, dans le but de fournir les éléments nécessaires à la compréhension des cours fondamentaux « mécanique du vol » et « moteurs ».

1.1. Aérodynamique théorique

1.1.1. But :

Ce cours rappelle et précise les notions de thermodynamique et de mécanique nécessaires à l'étude d'un fluide au repos ou en mouvement. Il étudie les écoulements, les ondes de choc, établit les formules fondamentales définissant les altitudes, les vitesses, le nombre de Mach.

1.1.2. Programme :

- le fluide au repos : définition des principales grandeurs ;

- les éléments de thermodynamique ;

- la définition de l'atmosphère standard, lois de variation ;

- le fluide en mouvement : nombre de Mach, nombre de Reynolds, lois de Bernoulli, de Saint Venant ;

- la définition des vitesses, air, conventionnelle, équivalente et utilisation des abaques et tables de calculs ;

- l'écoulement dans une tuyère : vitesse limite, Mach critique ;

- l'onde de choc plane, l'onde de choc oblique.

1.2. Aérodynamique expérimentale

1.2.1. But :

Ce cours décrit qualitativement et quantitativement les principaux phénomènes liés à l'écoulement d'un fluide autour d'un corps. Il définit les grandeurs caractérisant ces phénomènes, et établit les équations reliant ces grandeurs, en insistant sur leur application aux essais en vol.

1.2.2. Programme.

1.2.2.1. Etude physique de l'écoulement de l'air :

- écoulement dans un tube de courant ;

- compressibilité.

1.2.2.2. L'aile :

- caractéristiques géométriques ;

- écoulement autour d'une aile ;

- forces aérodynamiques : portance, traînée, influence de la forme, de la viscosité, du Mach... ;

- le moment de tangage : coefficients de moment, influence de la forme, foyer, centre de poussée ;

- la polaire.

1.2.2.3. L'avion complet :

- polaire ;

- comportement longitudinal : équilibre des forces et des moments (gouvernes libres et bloquées), rôle de l'empennage, influence du Mach ;

- comportement transversal : équilibre des forces et des moments, rôle des gouvernes.

2. Mécanique du vol

2.1. But

Ce cours présente les grandeurs et les équations permettant de décrire le mouvement d'un avion par rapport à l'air et à différents repères terrestres. Il fournit les éléments permettant de caractériser les performances et les qualités de vol d'un aéronef.

2.2. Programme

2.2.1. Introduction :

Paramètres généraux, trièdres, équations générales du vol, conventions, notations.

2.2.2. Performances :

- équation de sustentation ;

- équation de propulsion ;

- le palier ;

- performances générales en palier ;

- la montée, la descente ;

- le virage dans le plan horizontal ;

- performances en évolution ;

- marges, limites de manoeuvre ;

- le décollage, l'atterrissage.

2.2.3. Qualités de vol :

- le mouvement longitudinal : stabilité statique et dynamique, maniabilité, phugoïde, oscillation d'incidence ;

- le mouvement transversal : stabilité statique et dynamique, maniabilité ;

- le couplage par inertie, la vrille.

2.2.4. Domaine de vol.

3. Moteurs

3.1. But

Ce cours est plus particulièrement orienté sur le fonctionnement des différents types de turbomachines : réacteur, turbomoteur ou turbopropulseur à turbine libre et à turbine liée, ainsi que sur les spécificités d'avionnage et de régulation des avions à réaction ou à hélices.

Il présente les différents composants d'une turbomachine, le fonctionnement et les limitations associées, les paramètres influents, les principes de régulation et les problèmes d'avionnage. En outre, sont explicités les problèmes rencontrés dans les essais en vol

Des rappels pratiques sur les moteurs à explosion, des informations sur les moyens de propulsion de l'avenir complètent ce cours.

3.2. Programme

3.2.1. Fonctionnement des turbomachines :

- définition des différents types de turbomachines ;

- fonctionnement des différents éléments :

- entrée d'air ;

- compresseur ;

- chambre de combustion ;

- turbine ;

- tuyère ;

- rendements ;

- paramètres réduits ;

- limitations ;

- fonctionnement dans le champ compresseur et adaptation ;

- poussée du réacteur.

3.2.2. Régulation :

- principes généraux ;

- régulation des réacteurs ;

- régulation des turbopropulseurs.

3.2.3. La postcombustion.

3.2.4. Les hélices.

3.2.5. Le moteur à explosion :

- paramètres influents sur la puissance ;

- limitations ;

- utilisation des courbes de performances.

4. Mesures

4.1. But

L'objectif du cours « Mesures » est de fournir les définitions et les bases techniques nécessaires à l'exercice de la profession de pilote d'essais expérimental. Il doit faire apparaître les principales caractéristiques des installations de mesure relatives à certaines grandes catégories d'essais : ouverture de domaine et séparation de charges, performances, qualités de vol ou systèmes.

A l'issue du cours, les stagiaires devront être en mesure de participer à la rédaction d'une expression de besoin d'installation de mesure, de comprendre le rôle de ses différents composants et d'analyser l'impact des choix effectués sur l'exploitation des résultats d'essais.

4.2. Programme

Vocabulaire, termes de métrologie, définitions ; notions de précision et d'incertitude.

Généralités sur les systèmes de mesures : différents constituants, environnement dans le cadre des essais en vol, éléments généraux dimensionnants.

Les techniques de base : codage, échantillonnage, multiplexage ; cette partie comportera un aspect théorique (théorème de Shannon, spectre fréquenciel, etc.).

Description des composants de l'installation de mesure, techniques associées.

L'acquisition, la génération des messages : description des différents formats.

La synchronisation, la génération du temps « bord ».

L'enregistrement, la restitution des informations en temps réel et en temps différé.

La télémesure : constituants de la chaîne, conditions d'emploi, types d'utilisation.

Les systèmes de restitution de trajectoire.

5. Règlements. - Qualification des aéronefs militaires

Certification des aéronefs civils

5.1. But

Ce cours doit permettre de connaître l'existence et le champ d'application des principales dispositions réglementaires relatives aux essais en vol sur les plans techniques et juridiques (réglementations nationales et étrangères).

En ce qui concerne plus particulièrement les programmes militaires, ce cours traite de la nature et des processus d'élaboration des « fiches de caractéristiques militaires ». Il évoque les exigences contractuelles et les « spécifications techniques ». Il présente le processus de qualification.

En ce qui concerne plus particulièrement les aéronefs civils, ce cours évoque les différents règlements de certification et présente l'organisation des travaux correspondants.

5.2. Programme

Organismes responsables.

Portée, évolution des règlements.

Etude des règlements civils en vigueur (certification FAR, JAR, réception).

Conduite d'un programme militaire : fiches caractéristiques, exigences contractuelles, qualification, réception).

Réglementation applicable aux essais en vol.

Nota. - L'étude détaillée de certaines parties des règlements de certification sera explicitée dans le cadre du cours « Pratique des essais ».

6. Systèmes

Ce cours introduit la notion de système et décrit les caractéristiques et limitations générales inhérentes à tout système.

Il présente les principaux concepts, sous-ensembles et ensembles d'équipements sur lesquels repose l'aéronautique moderne : commandes de vol électriques, systèmes de navigation, aides à la conduite du vol, systèmes d'armes, moyens liés à la mission, ergonomie des postes de pilotage, dans le domaine civil et militaire.

Pour chaque système ou sous-système, le principe de fonctionnement sera rappelé et décrit au moyen des équations théoriques appropriées. Les principales caractéristiques (fonctionnalités, performances, limitations) en seront décrites d'un point de vue utilisateur, en identifiant particulièrement celles qui sont mesurables ou évaluables. Les méthodes et moyens d'essais associés seront présentés.

A l'issue du cours, le stagiaire doit être capable de définir et réaliser les essais permettant de caractériser le domaine de fonctionnement et d'utilisation ainsi que les performances des systèmes ou sous-systèmes d'aéronefs. Il sera en mesure d'utiliser les résultats d'essais pour porter un avis pertinent sur les conditions d'utilisation et les performances de ces systèmes.

L'instruction portera sur les principes généraux suivants :

- asservissements, critères de stabilité ;

- la sécurité des systèmes et leur intégration ;

- utilisation des moyens de simulation, des bancs d'intégration.

Certains des systèmes énumérés ci-après seront plus particulièrement étudiés :

- pilotes automatiques, aides au pilotage, systèmes de gestion du vol ;

- commandes de vol électriques, lois de pilotage ;

- avionique, viseur tête haute, écrans de visualisation, symbologie ;

- systèmes de navigation ;

- les radars ;

- les systèmes d'armes et les conduites de tir ;

- les contre-mesures ;

- les systèmes optroniques.

7. Facteurs humains

7.1. But

Ce cours vise à donner aux stagiaires les outils essentiels nécessaires à l'évaluation de l'adaptation à l'homme des systèmes et des interfaces associées.

7.2. Programme

Eléments de physiologie aéronautique, d'anthropométrie et d'ergonomie basique.

Bases de l'ergonomie cognitive (charge de travail, erreur, représentation mentale) et étude des facteurs influents (culture, expérience, fatigue).

Pratique de l'évaluation (scénario, acteurs, observateurs, critères de complexité ergonomique).

Application pratique : évaluation d'une interface en simulation.

8. Pratique des essais

8.1. But

Enseigner les méthodes d'essais et les contraintes liées aux moyens utilisés.

Le cours de pratique des essais est la synthèse de tous les autres cours de base. Chaque exercice type y est traité depuis les fondements théoriques jusqu'à la rédaction du rapport d'essai ou du compte rendu de vol en passant par les problèmes d'exécution du vol et ceux concernant l'exploitation des mesures.

Des exercices types, spécialement démonstratifs, sont choisis pour acquérir et développer les méthodes de travail en équipe d'essais. Ces exercices mettent particulièrement en évidence les notions de sécurité, d'efficacité et de qualité de mesures. Ils développent également l'esprit critique, les qualités d'analyse et de synthèse et les capacités à présenter des résultats. Certains de ces exercices comportent la démonstration d'exigences réglementaires. Dans le cas où, pour un thème donné, d'autres méthodes d'essais existent, elles sont évoquées.

A ces exercices de base s'ajoutent des exercices de synthèse de qualités de vol, par exemple à l'aide d'appareils à qualités de vol variables, des essais moteurs, des études d'aérosystèmes ainsi que des exercices d'évaluation et de réception des avions.

8.2. Programme

8.2.1. Le vol d'essais :

Préparation, exécution, exploitation du vol d'essais. L'équipe d'essais : responsabilités de chaque membre de l'équipe.

8.2.2. Identification de l'aéronef : visite de sécurité, pesée, centrage, commandes de vol, systèmes, etc.

8.2.3. Etalonnages (anémobarométriques, d'incidence...).

8.2.4. Performances :

- performances en palier ;

- performances en montée ;

- performances en évolution, manoeuvrabilité ;

- performances au décollage et à l'atterrissage.

8.2.5. Qualités de vol :

- effets initiaux des commandes de vol ;

- changements de configuration ;

- stabilité longitudinale, statique et dynamique ;

- stabilité transversale, statique et dynamique ;

- maniabilité longitudinale ;

- maniabilité latérale ;

- vitesses minimales de contrôle (VMC) ;

- décrochages ;

- performances et vitesses associées au décollage avec panne moteur ;

- vrilles ;

- étude des qualités de vol et lois de pilotage, par exemple à l'aide d'un aéronef à qualités de vol variables.

8.2.6. Essais moteurs :

- domaine de fonctionnement ;

- rallumage ;

- régulation.

8.2.7. Etudes d'aérosystèmes :

- simulation pilotée, interface homme-système ;

- bancs d'essais, sol, vol ;

- étude de systèmes sur avions modernes :

- systèmes intégrés ;

- systèmes d'armes ;

- aides au pilotage, pilote automatique ;

- commandes de vol électriques (avions d'armes et avions de transport).

8.2.8. Essais particuliers :

- premier vol d'un prototype ;

- ouverture de domaine (aéroélasticité, flottement) ;

- conditions givrantes ;

- navalisation d'un aéronef ;

8.2.9. La réception.

8.2.10. L'évaluation d'avions.

Ces exercices ont pour but de développer chez les stagiaires la capacité à réunir dans des conditions limitées de temps et de moyens les informations nécessaires pour porter un jugement sur un matériel donné pour une mission donnée. Ils sont également destinés à élargir leur expérience aéronautique.

Ils sont réalisés sur des avions présentant une large gamme de caractéristiques et de missions.

9. Sécurité

9.2.1. But.

Le but de ce cours est de donner aux stagiaires l'ensemble des éléments permettant de maintenir un niveau optimum de sécurité lors des vols effectués au cours du stage. De façon plus générale, il vise également à développer l'esprit de sécurité propre aux essais en vol.

9.2.2. Programme :

- connaissance de la plate-forme, des moyens de contrôle, des procédures ;

- connaissance des différents aéronefs ;

- le matériel de sécurité-sauvetage ;

- conférences « sécurité des vols ».

10. Circuits. - Equipements

Les spécificités des essais des systèmes ci-dessous pourront être abordées :

10.1. Génération électrique

10.2. Génération hydraulique, freinage

10.3. Conditionnement, pressurisation

10.4. Dégivrage

10.5. Oxygène

TITRE II

EXERCICES PRATIQUES EN VOL

Ces exercices sont le prolongement et la mise en application des cours de pratique des essais. On s'attachera à donner aux stagiaires une expérience diversifiée sur différents types d'aéronefs et leurs systèmes et à favoriser le travail en équipe, de façon à leur faire acquérir la maîtrise de toutes les phases du vol d'essais (préparation, ordre d'essais, vol, exploitation) et des références leur permettant d'affiner et de motiver leur jugement.

Les exercices types peuvent donner lieu à une démonstration, un entraînement, une exécution. Certains d'entre eux peuvent donner lieu à l'utilisation de simulateurs.

Ces exercices en vol portent sur :

1. Les techniques de pilotage en essais

2. Les techniques d'étalonnage

3. Les techniques de mesure des performances

Etude du domaine de vol.

Performances en palier.

Performances en évolution.

Performances en montée.

Performances au décollage.

4. Les techniques de détermination des qualités de vol

Effets initiaux des commandes de vol, changements de configuration.

Stabilité longitudinale, statique et dynamique.

Stabilité transversale, statique et dynamique.

Maniabilité longitudinale, latérale.

Décrochages.

Vitesses minimales de contrôle (VMC).

Vrilles.

Etude analytique et synthétique par exemple à l'aide d'un aéronef à qualités de vol variables.

5. Etude du domaine de vol

6. Les techniques d'essais moteur

Domaine de fonctionnement.

Rallumages.

Régulation.

7. Etude de systèmes

Interface homme-système sur simulateur.

Lois de commandes de vol électriques (CDVE) par exemple sur aéronef à qualités de vol variables.

Systèmes divers sur aéronefs bancs d'essais (selon disponibilité).

Aides au pilotage, pilote automatique, visualisations.

Systèmes intégrés de gestion du vol.

Systèmes d'armes.

8. Evaluation d'avions divers

9. Réceptions d'avion

10. Vols d'information

Sur un ou plusieurs des thèmes suivants : planeurs, hélicoptères et aéronefs divers.

A N N E X E 2

FIXANT LE PROGRAMME ET LE REGIME DES EXAMENS POUR L'OBTENTION DU BREVET DE PILOTE D'ESSAIS EXPERIMENTAL D'AVIONS

Article unique

L'examen de fin de stage exigé pour l'obtention du brevet de pilote d'essais expérimental d'avions comporte des épreuves théoriques et des épreuves pratiques.

Les diverses matières et leurs coefficients sont fixés comme suit :

=============================================

Vous pouvez consulter le tableau dans le JO

n° 177 du 03/08/1999 page 11665 à 11669

=============================================

Articles pointant sur l'article

Textes pointant sur l'article