 Durée de Vie d’un Avion léger
Présentation
Tous les avions, et principalement les avions légers de loisirs, ont une durée de vie limitée. Les grandes visites et révisions générales ont pour but de remédier aux usures ou premiers endommagements avant une évolution catastrophique.
Le suivi des avions par le constructeur et les essais représentatifs des conditions d’utilisation permettent de définir un domaine d’utilisation à l’intérieur duquel les probabilités de rupture par fatigue sont faibles.
Domaine d’utilisation
Le domaine d’utilisation, pour un avion ou élément de structure donné, peut prendre l’allure suivante, notamment pour un avion léger de voltige :
Le point A représente une utilisation à +3/-2 g qui autorise plusieurs dizaines de milliers d’heures de vol sans risque de fatigue.
Le point B représente une utilisation à +6/-4 g qui fait apparaître une probabilité de rupture par fatigue au bout de 2000 heures environ.
Le point C représente une utilisation à +8/-6 g qui amène un risque de fatigue au bout de 100 heures, sans oublier les risques de rupture statique si le domaine de vol est dépassé.
Interprétation
En réalité, il est rare qu’un avion vole toujours au même point du domaine. Il subit de nombreuses excursions à des valeurs plus faibles. Les endommagements peuvent s’estimer par le rapport : durée réelle (t1) / durée admissible (N1) pour un facteur de charge donné.
Ainsi en prenant 2 exemples : les points 1 et 2 du domaine ci-dessus.
Le point 1 correspond à un avion qui subit 8 g pendant 50 heures. Son endommagement est égal à : 50/100 = 1/2
Le point 2 correspond à un avion qui subit 6 g pendant 1000 heures. Son endommagement est : 1000/2000 = 1/2
Les deux avions ont subi le même vieillissement alors que l’avion 1 n’a volé que 50 heures tandis que l’avion 2 a volé 1000 heures !
Une réduction de 30% des accélérations subies par l’avion 1 augmenterait son potentiel de 40 fois.
Cumul des Endommagements
La règle de cumul des endommagements (loi de Miner ) est la suivante : pour que la probabilité de rupture par fatigue n’existe pas, il faut :
(t1/N1) + (t2/N2) + (t3/N 3) + …< 1
C’est à dire que le cumul des endommagements partiels doit rester inférieur à 1
En prenant l’exemple des 2 configurations 1 et 2, appliquées au même avion, le cumul des endommagements est :
Point 1 + point 2 = (50/100) + (1000/2000) = 1
L’avion a atteint sa limite de vieillissement où la probabilité de rupture par fatigue n’est plus négligeable.
Conclusion
L’assurance de tenue en fatigue est apportée par l’utilisation de l’avion. Le domaine d’utilisation fictif donné en exemple montre que les avions de voyages et les avions composite qui, tous deux, travaillent loin des limites de rupture, ont peu de problèmes de fatigue.
La règle de cumul des endommagements est essentielle pour la durée de vie d’un avion léger, surtout s’il subit de nombreuses évolutions près de ses limites.
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