Étudier le CDCF du Power plane et vérifiez si les caractéristiques techniques y répondent correctement

En vous aidant du document ressource n°4, répondez aux questions suivantes :

• Donnez le nom des deux diagrammes composant le CDCF
• Donnez les 3 acteurs du produits
• Donnez les 4 services réalisés par le produit

En vous aidant du document technique DT2, complétez les cases vierges du 2ème diagramme du diagramme du CDCF sur le document réponse

En vous aidant du document ressource D.Ress n°2, citez les 3 forces misent en jeu lors du vol.

Expliquez ce que représente la portance et la trainée.

Relevez grâce à la balance la valeur de la masse de l'avion en papier.

Grâce au document DT1, déterminez pour chaque angle d'incidence, la vitesse minimal pour que l'avion vole. Vous relèverez la vitesse en m/s et vous convertirez en Km/h

Vous disposez d'un dispositif de mesure de la poussée, et d'une tablette équipée du logiciel de pilotage du Power Up.

Posez le dispositif sur la balance et allumez la. Lancer le power up, à pleine vitesse et mesurez la poussée maximal en gr puis en N.

Grace au document technique DT1, déterminez pour chaque angle d'incidence la valeur de la vitesse que peut atteindre l'avion. Vérifiez alors si la portance est suffisante pour faire voler l'avion

Grâce au dispositif de mesure de poussée, de la balance et de la tablette, lancez le power up et relevez la valeur de la poussée en gr puis en N. Expliquez pourquoi cette poussée varie.

Pour ce travail complémentaire, nous allons nous intéresser à l'avion Solar Impulse. Entre mars 2015 et juin 2016, les pilotes Bertrand Piccard et André Broschberg ont réussi un tour du monde historique en avion à énergie solaire, le Solar Impulse 2, un appareil autonome en énergie et silencieux. Volant de jour comme de nuit (grâce aux batteries) et sans carburant, l’avion a parcouru plus de 43 000 km en 600 heures de vols effectifs, répartis sur 17 étapes en solitaire (au lieu de 13, prévues initialement).
Ce sujet propose d’étudier certaines solutions techniques qui ont permis cet exploit. 

 Le Solar Impulse 2 est basé sur des technologies récentes, comme les cellules photovoltaïques, les batteries au lithium-polymère et les matériaux ultralégers en fibre de carbone. Pour que le projet aboutisse, chaque élément de l'avion a été conçu et optimisé pour réduire la masse de l'avion, augmenter son aérodynamisme, réduire sa consommation d'énergie et maximiser le rendement des cellules photovoltaïques. 

Le diagramme des exigences du projet Solar Impulse est donné ci-dessous :

Source :  Sujet Bac STI2D Polynésie 2018

Répondez aux questions suivantes :

• Quelle est la vitesse moyenne de l'avion ?
• Quelle est le poids de l'avion ?
• Sachant que la portance est égale au poids, déterminez la valeur de la trainée ?
• Quelle est la valeur max de l'effort sur l'empennage ?
• Quel pourcentage de CO2 est émis durant le vol ?
• Quelle est le diamètre de l'hélice ?

Expliquez quel solution technologique permet au Solar Impulse de répondre à l'exigence 2.6 ?

On donne le tableau comparatif de 4 modèles d'avion léger.

Comparez les 4 modèles d'avions vis à vis des critères d'exigences du diagramme des exigences notés ci-dessous :

• empreinte CO2 en utilisation
• Distance à parcourir
• Ne pas être dépendant à des énergies fossiles
• Autonome en énergie en vol
• Limiter la masse de l'avion