Concorde - Définition

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Liste des appareils et leur histoire

Seuls vingt Concorde ont été construits, six pour le développement et quatorze pour les vols commerciaux.

Il y a ainsi eu :

  • deux prototypes ;
  • deux appareils de pré-production ;
  • seize appareils de production dont :
    • les deux premiers, qui n’ont jamais fait de service commercial (la mise au point n’étant pas terminée),
    • les quatorze autres firent les vols commerciaux et neuf étaient encore en service en avril 2003.

Tous sauf deux sont préservés, ce qui représente 90 % des appareils produits qui ne sont, pour l’instant, pas détruits. Cela est très rare en aéronautique.

Descriptif technologique

Cellule et fuselage

Le cockpit

Cockpit du Concorde

L’entrée du poste de pilotage se fait par un couloir bas (1,75 m de haut) d’une longueur de 2 mètres. Dans les armoires électroniques de chaque côté, sont disposés des calculateurs servant au pilotage automatique, navigation, communications VHF, navigation, batterie, conditionnement d’air, conduite moteur. La partie supérieure est réservée aux panneaux disjoncteurs.

Trois sièges à manœuvre électrique sont disposés dans le cockpit, les deux sièges des pilotes (CDB et OPL) avec des planches de bord similaires à droite et à gauche (navigation).

La partie centrale, conduite moteur, commande du pilote automatique et pylône, (radionavigation et communications) est commune. En partie supérieure, au-dessus des pares-brise, un panneau de centrale d’alarme avec en fonction des niveaux d’alarme des voyants de couleurs différentes. Au panneau supérieur, les commandes de vol, les poignées coupe-feu, les éclairages extérieurs (feux de navigation et phares).

Le poste de l’OMN, siège orientable soit vers le panneau ou vers l’avant (position décollage), derrière l’OPL, est équipé de nombreux indicateurs et interrupteurs : conditionnement d’air, électricité, carburant, indicateurs complémentaires moteurs, panneau de démarrage, commandes des entrées d’air et hydrauliques. Le panneau, du plafond au plancher, est équipé d’indications et commandes. Sur la cloison gauche du cockpit, encore des panneaux disjoncteurs.

Deux sièges observateurs peuvent être utilisés en fonction des besoins, l’un derrière le CDB, l’autre dans le couloir central derrière l’OMN

Les aménagements cabine

Aménagement de la cabine chez British Airways

L'appareil est séparé en deux cabines, 40 passagers pour la cabine avant et 60 passagers pour la cabine arrière, les toilettes, les vestiaires et les portes centrales servant de séparation entre les deux cabines. Les sièges sont installés par rangées de quatre, séparés en deux par une travée centrale.

À l’entrée de la cabine avant, un office avec four est installé pour le service. La conservation des aliments est faite avec de la carboglace. Le même type d'équipement est installé en cabine arrière.

Il n’y a ni vidéo ni projection de film pendant les vols, mais un choix de musiques disponible à chaque siège.

Trois toilettes sont installées, une à l’avant pour les passagers cabine avant et l’équipage et deux entre les deux cabines.

Chaque siège dispose d’un porte-bagages en partie supérieure et des vestiaires à porte-manteaux sont installés en extrémité de chaque cabine.

Dans le galley arrière, des calculateurs, entrées d’air, communications longue portée (HF) sont disposés de chaque côté avec accès par le galley. Au fond, un accès mène vers la soute arrière mais ne peut être ouvert qu'au sol.

Les soutes

Deux soutes peuvent accueillir les bagages des passagers, l’une sous la cabine avant, l’autre derrière le galley arrière. Chaque soute dispose d’une entrée indépendante. Les soutes à bagages ont un volume de 19,74 m3 et ne sont pas ventilées. De ce fait, le transport d'animaux vivants est exclu.

Toutes les parties disponibles restantes sont utilisées pour les équipements : centrale à inertie et radar à l’avant, soute hydraulique, soute de conditionnement d’air.

Le nez basculant

L'aile delta n'est que très peu portante à faible vitesse, ce qui oblige l'avion à avoir un angle d'incidence élevé durant les phases de décollage et d'atterrissage. La visibilité vers l'avant s'en trouve fortement réduite lors du décollage et en phase d'approche.

En réponse à ce problème, le Concorde (comme le Tupolev Tu-144), est équipé d'un nez et d'une visière mobiles inclinables, pour une meilleure visibilité à basse vitesse et meilleure pénétration dans l’air à haute vitesse. L'ensemble nez-visière peut prendre 4 positions :

L'appareil de pré-série britannique est le premier à posséder une véritable verrière sur le nez.
  • inclinaison de 5° lors des phases de manœuvres au sol et de décollage ;
  • inclinaison de 12,5° à l’atterrissage ;
  • nez relevé et visière baissée en vol subsonique (en pratique, la visière est relevée dès la phase de montée initiale achevée) ;
  • nez et visière relevés en vol supersonique et lors du stationnement (parking).

Matériaux utilisés

Le fuselage et la voilure de Concorde sont construits en alliage d'aluminium, connu sous la référence RR58 en Grande Bretagne et AU2GN en France. Cet alliage a été mis au point afin d'offrir le meilleur compromis entre masse, résistance aux déformations et résistance à la température (échauffement cinétique en vol supersonique).

La voilure

Partie essentielle et spécifique de cet avion : l’aile adaptée au vol supersonique. Le concept d’aile delta (triangulaire) est modifié afin d’avoir de meilleures performances aux basses vitesses. Cette modification de l’aile du Concorde porte un nom spécifique : l’aile gothique. En effet, si on regarde le plan de l’aile, on s’aperçoit que la forme en plan est en ogive, d’où le nom gothique.

Les travaux de l'Onera, dans les années 1950 ont démontré de nombreuses hypothèses. L'augmentation de la flèche à l'emplanture (apex) permet une augmentation de la portance, notamment grâce à la portance tourbillonnaire. Une corde à emplanture plus longue offre plus de volume pour les réservoirs (un point-clef du projet). Les ailes du Concorde disposent de bords d'attaque à double courbure, il y a ainsi une augmentation de la surface en bout d'aile. Les commandes de vol sont multifonctions, les élevons sont à la fois les ailerons (roulis) et les gouvernes de profondeur (tangage). Il n'y a pas d'aérofreins (inutiles sur une aile delta à forte traînée), ni de volet déporteurs, ni encore de volets de bord d’attaque et de bord de fuite. Du fait de son faible allongement (ici 1,83), une aile delta est peu portante (Cz ≈ 1), l'avion doit avoir un angle d'incidence élevé au décollage et à l'atterrissage, ce qui gêne fortement la visibilité depuis le cockpit.

Il existe toutefois de nombreux problèmes de portance pour des vitesses faibles.

  • Au décollage, l'hypersustentation se fait sous trois formes :
La portance tourbillonnaire, qui augmente le Cz de 20 %
L'effet de sol qui augmente le Cz de 12 %, pendant le roulage et à faible hauteur,
La composante verticale de la poussée, très forte avec la postcombustion. Pour 70 t de poussée, on obtient 16 à 20 t de portance (sur 185 t) à un angle de cabré de 13 ° à 17 °.

Au total un coefficient de portance d’environ 0,65 pour une masse de 170 t permet de décoller aux environs de 200 kt (soit 360 km/h), une vitesse supérieure de 50 à 60 % à celle d'un avion de ligne subsonique (entre 125 et 135 kt).

  • À l’atterrissage, on perd la composante de la poussée, mais l’avion est plus léger (il a consommé 80 tonnes de kérosène). La vitesse d'atterrissage est d'environ 280 km/h.

Les moteurs

Le Concorde est un quadriréacteur. Les réacteurs sont disposés deux par deux.

La grande difficulté de conception et de mise au point des réacteurs venait du fait que l’avion volait en subsonique et en supersonique, alors que la vitesse de l’air à l’intérieur du moteur devait être inférieure à la vitesse du son même en supersonique. Pour cela, les constructeurs ont partagé le moteur en trois parties :

  • les entrées d’air ;
  • le moteur lui-même ;
  • la tuyère.

Ces trois parties disposaient de leurs commandes et contrôles particuliers.

Entrées d’air

Photographie montrant les entrées d’air du Concorde

Le but des entrées d’air est d’amener la vitesse de l’air à une vitesse compatible avec le fonctionnement du moteur (environ Mach 0,5). Des panneaux articulés, appelés « rampes » assurent cette fonction. Ces rampes sont manœuvrées par des tubes de torsions, eux-mêmes entraînés par un moteur hydraulique. Ces moteurs sont au nombre de deux : un normal et un autre de secours.

On distingue trois phases de fonctionnement :

  1. Vitesse de 0 à Mach 0,5 :
    Le débit d’air passant par les entrées d’air est insuffisant jusqu’à Mach 0,5. Un volet d’air additionnel, situé en partie inférieure s’ouvre du fait de la différence de pression entre l’extérieur et l’intérieur de l’entrée d’air.
  2. Vitesse de Mach 0,5 à Mach 1,2 :
    Le volet d’air additionnel se referme. Les rampes sont en position haute.
  3. Vitesse supérieure à Mach 1,2 :
    En vol supersonique, une onde de choc se crée à partir des bords de la prise d’air. Lorsque l’air passe à travers l’onde de choc, sa vitesse devient subsonique. En compensation (il s’agit en fait de l’observation des lois de conservation en aérodynamique compressible) la pression augmente. L’air arrive ainsi dans le compresseur à une vitesse convenable (environ Mach 0,5) et à plus haute pression. La position de l’onde de choc est cruciale, et doit être contrôlée en fonction de la vitesse. Les rampes sont positionnées afin d’adapter la géométrie de l’entrée d’air à la vitesse de l’avion. Ces entrées d’air étaient contrôlées par des calculateurs d’entrée d’air (AICU), deux par moteur, situés en partie avionique du galley arrière. Des informations de pression d’air, température, et nombre de Mach alimentent les calculateurs.
    En vol supersonique, de l’air prélevé par quatre petits volets situés dans les coins supérieur et inférieur au niveau de l’entrée du moteur propre, permet de refroidir la nacelle du moteur. Ces volets sont fermés en subsonique et en cas de feu ou surchauffe moteur par action sur la poignée coupe-feu.
    À l’intérieur de l’entrée, une sonde de température et quatre sondes de pression permettent de connaître les paramètres d’entrée d’air.
    Au poste de mécanicien navigant, un indicateur par entrée d’air permet de contrôler en permanence le rapport de pression (IPRE : Indicator pressure ratio error).
    Le système d’entrée d’air est équipé d’un système embarqué de test pour les essais et recherche de panne en maintenance.

Le moteur

Le Concorde est motorisé avec des turboréacteurs Bristol/ Snecma puis Rolls-Royce/ Snecma Olympus 593 à postcombustion, les même moteur équipant l'Avro Vulcan. Des modifications importantes ont permis d’accroître la poussée et de diminuer la consommation en régime subsonique. La version définitive est la Mk IV.

Des entrées d’air moteurs à section variable à régulation électronique servent à réduire la vitesse de l'air entrant dans le réacteur. Une sortie des gaz à section variable augmente la vitesse de l'air sortant. Le dégivrage de la voilure et des entrées d’air moteurs est entièrement électrique soit en continu soit par cycle, limitant les tuyauteries d’air. Cette spécificité n'est pas reprise sur les avions actuels.

La conception (difficile), la réalisation et la mise au point des circuits d’air en amont et aval du cœur du réacteur ont été prises en charge par la Snecma. (Parties mobiles, rampes, etc. à préciser).

Cependant, il n'y a pas d’APU obligeant la présence de groupe électrique et à air indépendant dans chaque escale. Un projet a été étudié mais abandonné (prototype APU au MAE, don de M. Chevalier). Le Boeing 727 est le premier avion civil à disposer d'APU intégré pour la mise en route des réacteurs.

Les Concorde français sont équipés de réacteurs identiques à ceux équipant les Concorde anglais, mais assemblés par la Snecma.

Constitution du moteur 

Simple flux, double corps (compresseurs basse pression (N1) et haute pression (N2)), chambres de combustion annulaire, turbines haute et basse pression. Un système de postcombustion (ou réchauffe) est ajouté. Une tuyère à section variable (AJ : Area Jet) vient se positionner à l’arrière.

Un relais accessoire, entraîné par le corps haute pression N2, permet d’entraîner les vario-alternateurs, les pompes hydrauliques, les pompes d’alimentation en carburant haute et basse pression.

La régulation de la poussée est effectuée par le biais du corps haute pression N2 (Contrairement aux moteurs d’aujourd’hui qui se régulent au N1). Ce dernier (N2) réagit aux variations de débit carburant piloté par la manette des gaz associée au moteur. L’attelage basse pression N1 est régulé par la tuyère primaire (AJ), montée en sortie de canal de réchauffe (postcombustion). Le N1 est ajusté au N2. Le rapport de vitesses des deux compresseurs doit rester dans une plage de fonctionnement compatible. La régulation du N1 n’interfère par sur celle du N2 car un phénomène de saturation (ou bouchon) permet de dissocier les deux. Concrètement, un col sonique est présent dans le distributeur de la turbine BP. Les paramètres variants en amont n’affectent pas ceux situés en aval et inversement. C’est une particularité de ce moteur. Ce système a permis de se passer de clapet de décharge.

L’équipage ajuste et contrôle la poussée par la vitesse de rotation du corps haute pression (N2) au moyen de deux calculateurs de poussée (TCU) par moteurs, l’un suppléant l’autre en cas de panne. Au poste de pilotage, des indicateurs à aiguilles et à tambours permettent de contrôler les paramètres de vitesse de rotation moteur, de consommation de carburant, de pressions et de températures.

La postcombustion (appelée aussi réchauffe) est utilisée pour le décollage et pour passer le mur du son, à partir de Mach 0,97 et jusqu’à Mach 1,7. Elle permet d’obtenir une poussée supplémentaire d’environ 18 % pendant ces deux phases, mais au prix d’une consommation très élevée (80 tonnes/heure au décollage au lieu de 20 en croisière). La postcombustion est réalisée par une pompe et un régulateur de carburant haute pression envoyant du carburant dans les gaz d’échappement du moteur. Elle est commandée par le pilote au moyen d’un interrupteur situé derrière les manettes de poussée moteur au travers d’un calculateur électronique.

La postcombustion n’est pas allumée sur les quatre moteurs en même temps mais par paire symétrique, d’abord les moteurs 1 et 4 (moteurs extérieurs, les plus éloignés du fuselage) puis les moteurs 2 et 3.

Une couronne de sondes mesurant les températures des gaz de turbine (TGT) est disposée dans le cône de queue du moteur.

La nacelle

C’est le logement où sont situés les moteurs. Celle-ci est réalisée en acier et matériaux résistants aux hautes températures. Des panneaux de protection thermique sont installés au plafond. Les détecteurs d’incendie y sont installés.

La tuyère

Cette partie du moteur située en arrière du moteur est faite d’un tube d’acier haute température d’environ 1 m de diamètre et 2,50 m de longueur.

La partie tube est, en fait, une cheminée pour les gaz d’échappement en sortie de turbine. Elle est terminée par deux équipements :

  • Les tuyères 14 : une couronne de petits volets appelée « AJ » permettant par leur mouvement de modifier la section de sortie de la tuyère. Ce dispositif est destinée à augmenter la pression pour accélérer la vitesse des gaz, donc augmenter la vitesse de l’avion particulièrement en supersonique. Ces volets sont commandés par des vérins pneumatiques dont l’ordre d’ouverture ou de fermeture est émis par le calculateur de poussée (TCU) au travers d’un moteur électrique (PNT) commandant un servomoteur à gaz (PNC).
  • Les tuyères 28 : deux coquilles mobiles sur chaque moteur sont installées à l’extrémité de la tuyère. Ce sont les inverseurs de poussée utilisés comme système d’appoint au freinage des roues et comme ralentisseur de vitesse dans la phase de retour en subsonique. C’était l’un des rares avions à utiliser les inverseurs en vol. Ces coquilles servaient aussi à moduler le flux du réacteur. Ces inverseurs sont actionnés par un moteur pneumatique commandé par la manette inverseur de poussée situé en avant des manettes de poussée au poste de pilotage.

Le train d’atterrissage et les freins

Le train d'atterrissage principal droit du Concorde au musée du Bourget

Le train d’atterrissage

Cône de queue du Concorde, on peut distinguer la roulette de queue.

Le train d'atterrissage est un train dit « tricycle » : un train principal sous chaque aile plus un train avant sous la cabine avant. La commande est électrique, elle pilote des électrovannes qui envoient un fluide dans des vérins hydrauliques. La sortie, comme la rentrée, est normalement hydraulique, mais en cas d’urgence, après déverrouillage manuel, chaque train est sorti par gravité.

Le train avant se replie vers l’avant ; les deux trains principaux, après raccourcissement se replient latéralement, dans leur logement situé en partie dans le fuselage. Une fois le train rentré, des portes ferment les logements.

Une roulette dite « de queue » rétractable est installée au niveau du cône de queue pour protéger le fuselage en cas d’incidence trop élevée pendant le décollage.

Les freins

Les disques de freins principaux, au nombre de 8, un par roue, sont en carbone pour réduire la masse de l’avion. Ce point clef de la conception n'est adopté seulement qu'à partir de l’avion 102.

Le Concorde dispose de trois possibilités de freinage : un freinage normal avec antipatinage, un freinage « alternat » et un freinage de secours.

Les roues avant sont freinées par un frein à disque pour le freinage à la rentrée du train uniquement.

Un transmetteur de position pédale électrique commande la puissance hydraulique pour les freinages normal et alternate. Le freinage de secours est entièrement hydraulique, des pédales de freins aux freins. Des ventilateurs permettent le refroidissement accéléré des freins.

Une sonde de température de frein est installée sur chaque frein et transmet la température de chaque frein au cockpit.

Les roues

Il y a quatre roues sur chaque train principal. Les pneus sont gonflés à l’azote pour limiter l’échauffement des roues. Il n'y a pas de transmetteurs de pression des pneus comme sur les avions actuels, mais, à la suite d'un incident à Washington en 1979, un système de détection de sous-gonflage a été installé sur chaque train principal. Il s’agit de mesurer les contraintes du bogie dû, par exemple, à une roue dégonflée ou crevée par des détecteurs d’effort collés sur le bogie. Le signal est envoyé au cockpit sur des voyants au panneau avant et au panneau OMN.

Le test du système est quotidien et l’alarme de sous-gonflage pendant le roulage nécessitait un retour au parking pour vérification. De plus, la vérification des pressions des roues est effectuée avant chaque vol. L'orientation des roues avant est faite à l'aide d'un volant pour chaque pilote. Le signal généré par le volant est envoyé vers un calculateur. Un vérin hydraulique commandé électriquement oriente le train avant en fonction de la consigne reçue.

Les circuits

La génération électrique

La génération électrique est de même principe que sur les autres avions modernes contemporains (Boeing 747) (triphasé 115/200 V et 400 Hz avec mise en parallèle des 4 alternateurs). Ceux-ci sont entraînés par les moteurs par l’intermédiaire du boîtier accessoires. Il y avait un IDG (Integrated Driving Generator) par moteur.

La nouveauté du Concorde était les générateurs électriques dont on avait, pour gagner du poids, réuni les deux fonctions, régulation de fréquence et générateur électrique en un seul équipement appelé IDG. Le gain de poids est d'environ 40 kg par alternateur. Cette technologie fut reprise par les constructeurs d’équipement pour les avions modernes à partir de l’Airbus A310. Tous les avions en sont maintenant équipés.

Les commandes et contrôles des tension et fréquence de chaque IDG sont gérés, un par moteur, par un calculateur dit Generator Control Unit (GCU). Ces paramètres pouvaient être vérifiés par l’officier mécanicien navigant (OMN). Tension, fréquence et températures de l’huile de refroidissement. Un bouton-poussoir et un voyant de synchronisme permettant de faciliter la mise en parallèles des alternateurs, qui était normalement automatique (même tension, même fréquence et même rotation de phase).

En cas de panne, le mécanicien navigant pouvait déconnecter mécaniquement l’IDG à partir du poste de pilotage. Le vol se poursuivait avec trois générateurs. De plus, pour respecter la réglementation, un alternateur de secours entraîné par un circuit hydraulique était également installé. En dernier recours, un convertisseur statique courant continu/courant alternatif assurait le courant alternatif à partir des batteries de bord. Ces deux batteries cadmium/nickel assuraient le dernier secours en 28 V. La recharge de ces batteries et l’alimentation électrique continue étaient assurées par des transfo-redresseurs 115/28 via des contrôleurs de charge.

Au sol, moteurs arrêtés, l’avion était alimenté par un groupe de parc de minimum 90 kW de puissance.

Les éclairages

Le Concorde dispose de nombreux éclairages. Les commandes des éclairages se situent dans le cockpit, juste au-dessus du pare-brise afin d'être accessible aux deux pilotes. Deux phares d'atterrissage rétractables d'une puissance de 600 W sont situés à l'intrados, près du bord d'attaque, à proximité de la jonction entre l'aile et le fuselage. Deux phares de roulage et de décollage également rétractables sont situés sous le fuselage. En avant du cockpit, en partie inférieure du fuselage, de chaque côté, se trouvent deux phares de virage. Trois feux de navigation sont inclus soit dans les ailes, soit dans le cône de queue, afin d'éviter les trainées supplémentaires. Trois feux anticollisions à flash rouge sont situés de part et d'autre du fuselage au début de la jonction entre l'aile et le fuselage et un à l'arrière en extrémité de fuselage.

À l'arrière, le boîtier de feu de navigation est commun avec le feu anticollision. La fixation de ce feu sera renforcée afin de parer à la dégradation due aux vibrations dans cette partie de l'avion. Les logements de trains d’atterrissage étaient éclairés au sol à des fins d’inspection.

Les circuits hydrauliques

Comme la Caravelle et les Airbus actuels, le Concorde est doté de trois circuits hydrauliques. Circuits normaux appelés vert et bleu et circuit secours appelé jaune. Le liquide est de l’Oronite, un liquide synthétique résistant à la température de fonctionnement en vol soit 120 °C. Ces circuits sont alimentés par des réservoirs situés dans la soute hydraulique placée sous la soute arrière.

Au sol, moteurs arrêtés, la pression est générée par deux pompes électriques, une pour le circuit vert et une pour le circuit bleu, alimentées en triphasé. Le circuit jaune peut être utilisé par une ou les deux électro-pompes sous réserve qu’on ait orienté le sélecteur sur jaune. Ces pompes sont commandées par des interrupteurs situé au panneau mécanicien navigant. Tous les équipements hydrauliques peuvent être commandés par la pression délivrée par ces pompes.

En situation de maintenance, des groupes de parcs hydrauliques étaient utilisés pour les essais prolongés notamment les essais de rentrée de train alors que quand les moteurs en route, la pression hydraulique est délivrée par les pompes entraînées par les moteurs.

Les circuits hydrauliques commandaient les trains d’atterrissage (rétraction/extension, freins), les commandes de vol et le nez basculant.

En dernier recours, en cas de perte des trois circuits hydrauliques, une hélice (RAT, ram air turbine) située sous l’aile gauche pouvait être sortie à partir du poste de pilotage. Cette hélice, mue par le vent relatif lié au déplacement de l’avion, entraînait une pompe hydraulique permettant de conserver un minimum de commandes de vol et les freins en freinage secours (pas d'antipatinage) ainsi que l’alternateur de secours. Pendant la vie de l’avion, cet équipement de secours n’a jamais servi. Seuls les essais en maintenance garantissaient le bon fonctionnement en cas de besoin en vol.

Les circuits carburants et réservoirs

Treize réservoirs contenant au total 95,8 t de kérosène, soit environ 119 500 L (densité 0,8) permettent d’alimenter les réacteurs. Ces réservoirs sont répartis dans les ailes, dans le cône de queue derrière la soute à bagage et dans le fuselage en partie basse en avant des trains d’atterrissage principaux. Les réacteurs sont alimentés à partir des quatre réservoirs dits « nourrices ». Ceux-ci se remplissent pendant le vol par transfert de carburant à partir des autres réservoirs.

La consommation de carburant pouvant varier en fonction des vents, de la charge (passagers et bagages), du temps estimé d’attente à l’arrivée notamment de CDG vers JFK, une quantité de carburant supplémentaire peut être ajoutée en rajoutant environ 1 600 L dans les parties hautes des réservoirs (surplein).

La quantité carburant vers les États-Unis est le plein complet à pleine charge, soit 95 t avec environ 13 t restant à l’arrivée (le tableau de caractéristiques indique 7 tonnes). Le retour vers l’Europe ne nécessite pas le plein complet (vents favorables). La quantité pour le retour est d’environ 78 t avec également 13 t restant. Cette quantité restante pouvant être utilisé en cas de panne du conditionnement d'air ou du moteur, et dégagement en cas d’indisponibilité de l’escale d’arrivée.

En plus de l’alimentation des réacteurs, le carburant remplit deux autres fonctions. Il est utilisé pour le centrage. Après le passage du mur du son, l’équilibre aérodynamique est modifié, le centre de poussée recule. Pour compenser cet effet, les ingénieurs auraient pu utiliser le braquage des gouvernes de profondeur, mais ce système n’était pas acceptable, car il aurait produit une augmentation significative de la traînée, ce qui aurait entraîné une surconsommation de carburant, réduisant considérablement l’autonomie de l’avion. La solution trouvée pour parer à ce phénomène consiste à déplacer vers l’arrière le centre de gravité de l’appareil. Sur Concorde, la seule masse déplaçable est le carburant. Le transfert du carburant se fait de l’avant vers l’arrière pour le vol supersonique et le contraire pour le retour en subsonique. Trois réservoirs situés dans le fuselage, deux à l’avant et un à l’arrière servaient principalement à cette fonction. Le transfert s’effectue par deux conduits dits « main gallery » entre les trois réservoirs. Pendant ces transferts, le déplacement du carburant est entendu en cabine. À Mach 0,93, transfert vers l’arrière du carburant, aux environs de Mach 1,2, début du transfert vers l’avant. Pendant l'avitaillement, la séquence de chargement du carburant permet de ne pas « poser » l’avion sur la roulette de queue. Une table des volumes des réservoirs permet de connaître la répartition du carburant. Sur cet avion, le carburant est également utilisé pour le refroidissement de l’air de conditionnement de la cabine.

Le conditionnement d’air

Selon la vitesse, le maintien de la température en cabine peut se faire de deux manières. En vol subsonique, la cabine est réchauffée par le prélèvement d'air sur les étages compresseur haute pression. Pour des vitesses supersoniques, la climatisation est rendue difficile par l'échauffement de la cellule en raison des frottements de l'air. Le refroidissement se fait par échange avec le carburant, prélèvement des frigories. Une surconsommation de carburant peut obliger à revenir en subsonique plus tôt que prévu afin de conserver une température acceptable en cabine.

Quatre groupes de conditionnement d’air sont utilisés, mais une surveillance accrue de la température par l’officier mécanicien navigant est nécessaire pour éviter une augmentation de la température cabine non compatible avec le confort des passagers. La pressurisation de la cabine est réalisée par quatre vannes (ouflow valves) commandées par un contrôleur de pressurisation. L’OMN programme le système manuellement. Quatre indicateurs permettent la surveillance de la pressurisation. Il y a un variomètre cabine, un altimètre cabine, un indicateur d’écart de pression externe/interne (delta P) et un indicateur de position de vanne de régulation de pression de la cabine.

Le circuit de secours oxygène

Le Concorde dispose de 2 circuits de secours à oxygène.

Le circuit pilotes comprenait une bouteille oxygène gazeux qui alimente cinq masques à oxygène au poste de pilotage. Le circuit passagers était constitué de trois bouteilles installées en soute arrière qui alimentent les masques pour cent passagers et six personnels commerciaux.

Des bouteilles portatives sont installées à bord afin de permettre aux personnels commerciaux de circuler en cabine avec un masque à oxygène si besoin.

Pilotage

Navigation

Vitesse et altitude

Comme les autres avions de même époque (747, A300, DC-10) Concorde est équipé de deux centrales aérodynamiques et d’un circuit de secours. Les centrales, situées dans l’entrée du cockpit, captent leurs informations par de nombreux paramètres. La vitesse est obtenue grâce à des tubes de Pitot situés un de chaque côté. L'altitude est mesurée à l'aide les prises statiques situées de part et d’autre du fuselage en arrière des porte avant. La température est relevée en utilisant des sondes sous le nez. La température était très importante pour le calcul du Nombre de Mach. Les informations sont distribuées par des tuyauteries souples et rigides situées sous le planchers cabine et poste de pilotage sauf pour la température (informations électriques).

On retrouve les instruments classiques mais doubles, puisque servant en mode électrique (normal) et secours (pneumatique) sur chaque planche de bord. Ce indicateurs sont les altimètres pour l'altitude, les anémomètres pour la vitesse par rapport à l'air. Les machmètres indiquaient la vitesse en Nombre de Mach. Pour le calcul de celle-ci, il est nécessaire de connaître la température de l'air ambiant et la vitesse. Les variomètres étaient utilisés pour connaître la variation d'altitude. Il y avait également les indicateurs de température. Les informations reçues par ces instruments sont des informations calculées par les centrales aérodynamiques ayant pour origine les pressions prises par les Pitot et les prises statiques. Des sondes d'incidences et de dérapages, au nombre de deux chacune, complètent le dispositif aérodynamique. Deux sondes de dégivrage sont également installées. Toutes les sondes sont dégivrées en subsonique.

Le circuit de secours est entièrement pneumatique, des sondes aux indicateurs. Le Pitot est constitué par la pointe de perche de nez et la prise statique est placée sur la partie externe de cette perche de nez.

Deux recopies machmètres installés à l’avant des cabines avant et arrière permettaient aux passagers de suivre l’évolution du Mach en croisière.

Un test embarqué commandé par deux interrupteurs situés en arrière du pylône permet de simuler les vitesses et altitudes au sol.

Cap et horizon artificiel

Trois centrales à inertie permettaient d’obtenir les informations de cap et horizon de manière indépendante de systèmes terrestres. Ces centrales, situées en soute électronique, sous le cockpit avec accès par une porte indépendante, étaient couplées à chacune une batterie de petite capacité pour permettre d’assurer l’alimentation des centrales en cas de perte de réseau électrique.

Afin de lire et d’utiliser un cap magnétique, les centrales étaient couplées à un coupleur compas. Ce coupleur compas permettait de corriger le cap géographique donné par les centrales à inertie pour obtenir un cap magnétique. Deux vannes de flux situées sur le toit de l’avion permettaient de récupérer les informations magnétiques. Ces informations peuvent être lues sur les instruments de bord de chaque côté. Mais les informations de cap et attitudes distribuées sur chaque planche sont d’origine différente pour faciliter la détection de pannes ou d’erreurs d’indications.

Le temps d’alignement et chauffe des centrales à inertie était d’environ 18 minutes. Ces centrales étaient utilisées pour effectuer de la navigation par waypoints. Ces points de repère étaient insérés un par un par les équipages. Les informations des centrales étaient utilisées pour le cap, l’altitude (horizon artificiel), les corrections de vitesse et d'altitude, le calcul de la vitesse par rapport au sol et de la vitesse ascensionnelle, ainsi que pour le pilote automatique.

Couplé au pilote automatique, l’avion peut rejoindre son point de destination automatiquement sans autre surveillance que la vérification du passage du way-point.

Radionavigation

Des systèmes d’aide à la navigation par radio étaient installés sur Concorde. Il y avait deux VOR, radio navigation en VHF, constitués de deux antennes, deux récepteurs et boîtes de commandes, et des indicateurs RMI VOR pour la chaîne automatique et les HSI pour les chaînes manuelles. Les VOR sont couplés aux centrales à inertie pour le recalage des positions. Deux DME permettaient de calculer les distances de l’avion par rapport aux stations au sol. Deux systèmes ILS étaient utilisés pour le guidage des approches de précisions. Ces systèmes utilisent les mêmes instruments de vol que les VOR. Le Concorde était équipé de deux ADF dont les antennes sont fixées sur le toit du fuselage et dont les récepteurs sont installés dans les armoires électroniques situées dans le galley arrière. Deux RMI ADF permettent la visualisation des indications de directions des stations. Deux radio altimètres permettaient de lire les altitudes d’approche (inférieur à 2 000 mètres) avec précision (au pied près). Les antennes sont situées sous le fuselage à hauteur de la soute avant. Les émetteurs-récepteurs sont installés au fond de la soute avant. Il y avait deux systèmes radar météo qui permettaient la détection des zones nuageuses en vol. L’antenne double, installée dans le radome de nez, envoyait les informations à l’aide d’un guide d’ondes vers les émetteurs-récepteurs situés en soute électronique avant. Les zones nuageuses seront visibles sur deux écrans monocouleurs, situé à l’avant droit et gauche des pilotes. Deux systèmes ATC, permettaient d’envoyer les informations de situation et altitude vers les Centres de Contrôle en vol. Deux systèmes anticollisions en vol ont été installés en 1998 suite à l’obligation d’installation pour les vols, vers les États-Unis dans un premier temps.

Les pilotes automatiques

Le Concorde est équipé de deux pilotes automatiques/directeur de vol, permettant de faciliter la conduite du vol aux pilotes pendant le vol. Le panneau de commande était situé, comme pour les autres avions, sur le panneau situé au-dessus des indications moteurs. Il permet d’engager les différents modes PA/DV.

Les calculateurs PA, sont situés dans les meubles avioniques situé de chaque côté du couloir d’entrée du cockpit. Un test embarqué permet la détection et le dépannage des PA. La liaison PA/Commande de vol s’effectue par les relay-jack situés sous le plancher du poste de pilotage. À l’avant des manettes de poussée, un panneau avec des boutons de commande permet de faire évoluer en PA dit manuel. De plus, en PA, des bielles d’effort permettent de piloter l’avion en mode PA dit « pilotage transparent » à partir des manches sur simple effort du pilote. Les signaux d’effort transmis par les bielles sont traités par les calculateurs PA avant d’être envoyés sur les commandes de vol.

Le Concorde est certifié atterrissage tout temps dit CAT 3 A, hauteur de décision 25 pieds.

Les communications radio

Le Concorde est équipé des systèmes traditionnels de communications radio.

Il dispose de deux radios VHF de 350 km de portée. Les émetteurs récepteurs VHF étaient situés dans l’armoire électronique situé dans l’entrée du poste de pilotage. Les antennes sont situées, une sur le toit, l’autre sous le fuselage. Celle sous le fuselage avait pour particularité d’être double (VHF et VOR).

Il y a également deux radios longue portée (HF) pour les routes empruntées au-dessus des océans et parties désertiques qui rendaient obligatoire l’utilisation permanente de la HF. La nouveauté du Concorde était l’utilisation d’une antenne HF structurale située dans la partie basse du bord d’attaque de l’empennage vertical (tous les avions modernes sont maintenant équipés de cette façon). Les deux boîtes d’accord HF sont situées dans l’épaisseur de empennage vertical (portes ovales situées à gauche). La garantie du fonctionnement du système obligeait un essai par la maintenance avant chaque vol.

Aucun avion n’a été équipé de système téléphone satellite et ACARS (telex).

Sécurité

Les détections incendie et fumée

À la mise en service, la détection incendie moteur était réalisée avec des détecteurs dits de « flamme ». Des cellules disposées dans les nacelles moteurs, trois doubles par moteur, étaient chargées de détecter les flammes et la fumée. Trop sensibles et non fiables, d’une maintenance difficile (accès très difficile) ces détecteurs ont été remplacés ensuite par des détecteurs classiques de l’époque dit « capacitifs ».

La détection incendie et fumée soutes était des plus classiques. Il y avait deux types de détecteurs, détecteurs « ambiance » et détecteurs « prélèvement ». Les détecteurs « ambiance » analysent l’air ambiant grâce à des cellules photoélectriques. Les détecteurs « prélèvement » analysent l’air des conduits d’évacuation de l’air de ventilation des équipements.

Les enregistreurs de vol

Comme sur tous les autres avions, deux enregistreurs de paramètres équipaient le Concorde. Il y avait un enregistreur de paramètres dit (DFDR), qui est réglementaire. Il était situé dans la partie basse des meubles avionique du galley arrière. Un autre enregistreur de paramètres dit QAR est disponible. Il se situait en partie avionique du cockpit. Cet enregistreur dispose dans un premier temps d’une cassette, puis d’un disque optique facilement remplaçable, le but étant un accès rapide aux paramètres par la compagnie à des fins de contrôle de trajectoires et de maintenance dans des conditions définies par la compagnie.

Comme pour les avions de ligne, le Concorde était équipé d'un enregistreur de conversation. Celui-ci était situé en partie avionique du galley arrière permettait l’enregistrement des conversations cockpit dès la prévol de l’équipage et jusqu’à la fin du vol. Il est équipé également d’une balise émettrice sous-marine.

L’altitude de vol étant élevée, un détecteur de rayonnement cosmique était installé à bord. Un indicateur permettait à l’équipage de contrôler en permanence le niveau de rayons cosmiques.

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