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Responsable(s) Ruxandra Botez

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Ruxandra Botez


PLAN DE COURS

Automne 2024
GPA745 : Introduction à l'avionique (3 crédits)





Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 50,0 % 50,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
Au terme de ce cours, l’étudiante ou l’étudiant sera en mesure d’interpréter l’ensemble des connaissances de base dans le domaine de l’électronique appliquée à l’aéronautique et de résoudre des problèmes existants d’avionique.

Introduction aux éléments de base en aérodynamique : notion de base, classification des avions, équations de mouvement d'un avion, commandes latérale et longitudinale. Introduction aux méthodes et aux éléments de la cabine de pilotage. Introduction aux instruments de vol tels l'indicateur d'assiette, anémomètre, altimètre, indicateur de cap, indicateur radio-magnétique, variomètre, indicateur de virage, indicateur de glissement latéral, système d'instrumentation de vol électronique EFIS. Introduction aux systèmes de communication: transmetteurs VHF et HP, système d'intercommunication, transpondeur radar de contrôle aérien, système d'appel sélectif, radiotéléphone, liens de données, communication par satellite, système de surveillance dépendante automatique ADS et réseau aéronautique ATN. Introduction aux systèmes de navigation : transpondeur ACAS, radiocompas de bord ADF, système radiophare omnidirectionnel VHF (VOR), équipement de mesure DME, système de positionnement global GPS, système d'atterrissage aux instruments ILS, système d'atterrissage hyperfréquences MLS, radar de surveillance. Introduction aux systèmes de signalisation des moteurs, systèmes avertisseurs et maintenance.

Séances de laboratoire : utiliser le vocabulaire et les outils de conception appropriés; simuler les systèmes avioniques et les systèmes de commande en aéronautique.



Objectifs du cours

L’étudiant ou l'étudiante apprendra l’instrumentation de vol et les principes de base de l’avionique.


OBJECTIFS SPÉCIFIQUES

À la fin du cours, l’étudiant ou l'étudiante sera en mesure de comprendre les instruments d’avionique, les instruments de vol de l’avion, les systèmes de communication, les systèmes de navigation, les systèmes avertisseurs et les systèmes de maintenance.  Les avantages et les désavantages de l’utilisation de ces instruments seront analysés.  Les étudiants et étudiantes vont créer des modules en Matlab et Simulink pour la démonstration en temps réel du comportement des instruments en relation avec les positions de l’avion. Des connaissances en aérodynamique seront acquises. Le logiciel MS Flight Simulator sera utilisé pour apprendre l’instrumentation de vol utile au pilotage de l’avion.

 




Stratégies pédagogiques

39 heures de cours

36 heures de laboratoires

Travail personnel

  • Chaque semaine aura lieu un cours magistral d’une durée de trois heures sur  l’enseignement des systèmes d’instrumentation avionique et leur fonctionnement.
  • Chaque semaine aura également lieu un laboratoire de trois heures dédié à l’application des connaissances des logiciels Matlab ou du logiciel  MS Flight Simulator sur des systèmes d’instrumentation avionique.

 Le plan de cours présente le contenu du cours et l’ordre dans laquelle les différentes parties du cours seront enseignées, et l’enseignement du plan de cours dépendra du rythme d’enseignement. Des changements peuvent avoir lieu dans les dates dépendamment de la vitesse à laquelle l’enseignement sera effectué.

Svp notez que le cours sera enseigné surtout à l’aide des présentations en PowerPoint et qu’il pourrait avoir des légers changements au plan de cours dépendamment du rythme d’enseignement. La matière du cours se trouve dans les ‘Notes de cours’, ainsi les étudiants et étudiantes devront acheter les ‘Notes de cours’ et les ‘Notes de laboratoires’ à la COOP de l’ÉTS.

Après l’examen mi- session, dans un des cours (8-12), nous allons peut-être organiser une visite au local A-3420 du laboratoire en commande active, avionique et aéroservoélasticité LARCASE (www.larcase.etsmtl.ca) pour présenter aux étudiants et étudiantes le simulateur de vol de l’avion d’affaires Cessna Citation X, équipement de recherche réalisé par CAE Inc. et obtenu par la Dr Botez avec sa demande de fonds canadiens d’innovation FCI. (dépendamment de la crise de covid-19).

 




Utilisation d’appareils électroniques

Ne s'applique pas.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Mercredi 18:00 - 21:00 Laboratoire
02 Mardi 18:00 - 21:00 Laboratoire
Mercredi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Ruxandra Botez Activité de cours Ruxandra.Botez@etsmtl.ca A-3634
01 Mahefatiana Rojo Princy Andrianantara Laboratoire mahefatiana-rojo-princy.andrianantara.1@ens.etsmtl.ca
01 Seyed Mohammad Hosseini Laboratoire seyed-mohammad.hosseini.1@ens.etsmtl.ca
02 Ruxandra Botez Activité de cours Ruxandra.Botez@etsmtl.ca A-3634
02 Mahefatiana Rojo Princy Andrianantara Laboratoire mahefatiana-rojo-princy.andrianantara.1@ens.etsmtl.ca
02 Seyed Mohammad Hosseini Laboratoire seyed-mohammad.hosseini.1@ens.etsmtl.ca



Cours

 

COURS

GR. 01

MARDI

COURS

GR. 02

MERCREDI

ACTIVITÉS DES COURS

HEURES

1

 

3 sept.

1

 

4 sept.

L’historique de l’avionique et des premiers avions. La mise en place des principes des avions et de l’avionique. L’époque moderne et présentation des premiers avions.

Présentation de la cabine de pilotage. Réglementation dans la cabine de pilotage. Les éléments de la cabine de pilotage.

Introduction aux boîtes noires. Types de boîtes noires. Contraintes de sécurité sur des boîtes noires. Localisation des boîtes noires. Méthodes d’analyse des écrasements.

3

2

 

10 sept.

2

 

11 sept.

Présentation des notions d’aérodynamique. Types de l’écoulement de l’air, soufflerie aérodynamique, résistance de l’air, explication de la portance et des principes de base du vol d’un avion. Résultante aérodynamique sur une plaque inclinée, surfaces courbes inclinées, le profil de l’aile. Écoulement autour d’un profil. Répartition des pressions, influence de l’incidence, influence de l’allongement, expressions de la traînée et de la portance, polaire, finesse, aérodynamique, polaire de l’avion au complet.

Mécanique de vol. Présentation des régimes de vol :  le vol en palier, le vol en montée, le vol en descente et le vol en virage symétrique en palier.

Description d’un avion  (matière utile à la réalisation du laboratoire 1).

3

3

 

17 sept.

3

 

18 sept.

L’ordinateur de données de l’air ADC et calculs atmosphériques. Introduction à l’ordinateur de données de l’air ADC, mesures des données de l’air, caractéristiques d’atmosphère standard, variation de la pression statique, du facteur de réduction de densité et de la vitesse de son avec l’altitude. La variation du rapport de pressions et de la pression dynamique versus le nombre de Mach. La variation de la pression dynamique avec la vitesse calibrée. Calculs de la température de l’air statique, de la vitesse vraie et des données de l’air à l’aide de l’ADC. Facteurs de conversion entre les unités Sl et les unités britanniques. (matière utile à la réalisation du laboratoire 2).

3

4

 

24 sept.

4

 

25 sept.

Les méthodes de navigation. Présentation de ces méthodes basées sur les calculs de la distance et de l’angle. La géométrie de la terre, les coordonnées géographiques, la position relative de deux points, les mouvements de la terre. L’orientation sur la terre. Présentation de la route, de la déclinaison magnétique, du cap magnétique et géographique, de la déviation, des gisements et des relèvements, l’instrumentation, l’effet du vent sur la vitesse propre de l’avion, la navigation à l’estime, la radionavigation (matière utile à la réalisation du laboratoire 3).

3

5

 

1 oct.

5

 

2 oct.

Les instruments de vol de l’avion. La configuration et T constituée par : l’indicateur d’assiette, l’anémomètre, l’altimètre, l’indicateur de cap. Instruments complémentaires : l’indicateur de glissement latéral. La centrale anémométrique. Le système d’instrumentation de vol électronique EFIS.

3

6

 

8 oct.

6

 

9 oct.

Présentation des systèmes de commande de vol. Introduction aux surfaces de contrôle, aux systèmes d’augmentation de la stabilité, à l’amortisseur de lacet, au coordinateur de virage. L’équilibrage des surfaces de contrôle. Présentation du pilote automatique et du directeur de vol. Présentation de la commande de vol électrique des avions (Fly-by-Wire). Équations du mouvement longitudinal et latéral de l’avion (matière utile à la réalisation du laboratoire 4).

Révision utile pour l’examen mi-session

3

7

23 oct.

Examen mi session – Mercredi le 23 octobre 2024

(pour les 2 groupes GPA 745-01 & 02)

3

8

29 oct.

8

30 oct.

Systèmes de navigation : Le transpondeur et le système radiocompas de bord ADF.  Présentation des principales composantes de bord du système ADF : le récepteur ADF, les 2 antennes et leurs localisations sur un aéronef, l’indicateur de gisement. La navigation à l’ADF. Le radio ralliement. L’interception d’une route ADF. Le positionnement à l’ADF. L’installation ADF double. Les erreurs du système ADF : quadrantale, l’oscillation de l’aiguille, l’effet de nuit, l’effet de terrain, la glace et neige fondante, les parasites atmosphériques. Activation et réglage du ADF.

3

9

 

5 nov.

9

 

6 nov.

Système de radiophare omnidirectionnel VHF (VOR). Principe de fonctionnement du VOR. Voies aériennes VICTOR. Avantages et désavantages de la navigation VOR. La station VOR. Les instruments VOR : l’antenne, le récepteur, l’indicateur VOR. La vérification VOR. La navigation VOR : l’indicateur To-From, l’indicateur d’écart de route, suivre une radiale en rapprochement, suivre une radiale ne éloignement, établir sa position à l’aide de relèvements VOR, l’installation VOR double. TACAN et VORTAC

3

10

 

12 nov.

10

 

13 nov.

L’équipement de mesure DME.  Principe de fonctionnement. Présentation des principales composantes de bord du système. Navigation de surface : RN AV, Doppler, Système de navigation par l’inertie INS (matière présentée dans les cours 5, 8, 9 et 10 est utile à la réalisation du laboratoire 5).

Système mondial de navigation par satellites GNSS. Système de positionnement mondial GS. Système d’atterrissage aux instruments ILS : radiophare d’alignement de piste (Localizer – LOC), radiophare d’alignement de descente, radio bornes (MB). Principe de fonctionnement de l’ILS, présentation des principales composantes de bord du système : LOC, G/S, MB, analyse du schéma diagramme d’un ILS, performances.

(matière utile à la réalisation du laboratoire 6)

3

11

 

19 nov.

11

 

20 nov.

Système d’atterrissage hyperfréquences MLS :  guidage en azimut, guidage en altitude, guidage en distance. Radar et installations radar de surveillance. Transpondeur ACAS(TCAS), Système anticollision embarqué ACAS. Principe de fonctionnement. Présentation des principales composantes de bord du système. Contrôle de trafic aérien à l’aide du radar secondaire. Modes de fonctionnement.

3

12

 

26 nov.

12

 

27 nov.

Les instruments de signalisation moteurs : Instruments électromécaniques et instruments digitaux. Le système central d’alarme : La conception du système d’alarme. La classification des défaillances. Les mécanismes d’attrait d’attention. Les signaux visuels. Les signaux auditifs. Le système intégré : Les affichages. Les pages synoptiques. L’architecture du système.

Révision utile pour l’examen final

3

13

3 déc.

13

4 déc.

Présentations des projets des étudiants

3

 




Laboratoires et travaux pratiques

De la même manière que pour l’enseignement des cours, l’enseignement des laboratoires pourraient être sujetté aux légers changements dépendamment du rythme de son enseignement.

 

LABO

ACTIVITÉS DES LABORATOIRES (tous les mardis sauf le mardi 19 nov.)

HEURES

1

Analyse des caractéristiques de profils aérodynamiques

3

2

Ai Data Computer (Partie 1 : Modélisation de l’atmosphère)

3

3

Air Data Computer (Partie 2 : Modélisation du l’ADC sur Simulink)

3

4

Les effets du vent sur les calculs des distances et des vitesses

3

5

Qualités de vol de l’avion (Partie 1 : analyse de la stabilité)

3

6

Qualités de vol de l’avion (Partie 2 : simulation d’une dynamique du vol)

3

7

Conception d’un système de commande de vol

3

8

Navigation aux instruments sur les simulateurs de vol

(Partie 1 : élaboration d’un plan de vol)

3

9

Navigation aux instruments sur les simulateurs de vol

(Partie 2 : simulation d’un plan de vol)

3
10

Utilisation du GPS portable pour l’orientation

3

 




Utilisation d'outils d'ingénierie

ÉQUIPEMENTS UTILISÉS AU LABORATOIRE

Matlab, simulateurs de vol et le GPS




Évaluation

ACTIVITÉ

POUR LES 2 GROUPES

DESCRIPTION

%

Laboratoires

Svp voir leur description ci-haut

30

Projet de recherche

Chaque équipe choisira un sujet de recherche et le développera sur une dizaine de pages et le présentera en classe – de préférence pendant le dernier 13e cours.

Les équipes devront être composées idéalement par 2 étudiants.

10

Intra

Examen écrit (multiple choix et problèmes à résoudre)

30

Final

Examen écrit (multiple choix et problèmes à résoudre)

30




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1, 2 23 octobre 2024



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.



Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignante ou l’enseignant du cours.



Documentation obligatoire
  • Botez, R., Notes de cours, Introduction à l’avionique, révisée septembre 2006
  • Botez, R., Notes de laboratoire, Introduction à l’avionique, révisée septembre 2006



Ouvrages de références
  • CUNDY, D.R. et R.S. BROWN (1997).  Introduction to Avionics, Prentice Hall.
  • Les autres références se trouvent dans les notes de cours ou de laboratoires et sont disponibles à la bibliothèque.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://cours.etsmtl.ca/gpa745/




Autres informations

ENCADREMENT

 

Local : A-3634 Courriel : ruxandra.botez@etsmtl.ca

Tél. :

514-396-8560

Disponibilité :

Contact par email