Le Concorde est un avion de transport supersonique (SST) construit par l’association de Sud-Aviation (devenue par la suite l’Aérospatiale après sa fusion avec Nord-Aviation et la SEREB) et de la British Aircraft Corporation (devenue ensuite British Aerospace).

Ce fut l’un des deux seuls avions de ligne supersoniques à avoir été produits, l’autre étant le Tupolev Tu-144 soviétique parfois surnommé Concordski en raison de sa ressemblance avec Concorde (voir l’article concernant les différences entre les deux appareils).

La vitesse de croisière du Concorde est de Mach 2,02 à une altitude variant de 16 à 18 000 mètres. Il est doté d’une aile delta modifiée (aile dite « gothique ») et de moteurs à postcombustion développés d’abord pour le bombardier britannique Avro Vulcan. Il fut aussi le premier avion civil à être équipé de commandes de vol électriques, précédant ainsi les Airbus.

Les vols commerciaux ont commencé en 1976 et se sont terminés 27 ans plus tard en 2003. Premiers vols commerciaux avec British Airways et Air France au-dessus de l’océan Atlantique le 21 janvier 1976, derniers vols du 31 mai pour Air France et du 24 octobre 2003 pour British Airways, avec le 26 novembre de la même année, le vol de la « retraite ». Mais comme le dit si bien Jean-Cyril Spinetta, président d’Air France : « Le Concorde ne s’arrêtera pas vraiment car il ne sortira jamais de l’imaginaire des hommes ». Le Concorde reste un symbole de l’aéronautique.

Conception

À la fin des années 1950, les entreprises aéronautiques britannique, française, américaine et soviétique veulent construire le premier avion civil supersonique.

Le français Sud Aviation et le britannique Bristol Aeroplane Company développent respectivement leurs supersoniques Super-Caravelle et Bristol 233. Ils étaient, par ailleurs, financés par leurs gouvernements respectifs, ceux-ci tenant à contrer la domination aérienne américaine. Dans les années 1960, les deux projets étaient déjà bien avancés, mais les énormes coûts de développement des appareils ont amené les États à faire collaborer les deux entreprises. Le développement du Concorde fut donc plus un accord international franco-britannique qu’un accord commercial entre les constructeurs. Le traité de coopération, dont les discussions ont duré environ un an, fut signé le 29 novembre 1962. British Aircraft Corporation (BAC) et Sud Aviation se partagèrent les coûts de l’appareil en lui-même, Bristol Aero Egines (racheté par Rolls-Royce en 1966) et SNECMA firent de même pour développer le réacteur dérivé du Bristol Olympus référence 593 (Une vidéo montrant ce réacteur sur le site de Rolls-Royce). Les Britanniques voulaient un modèle long courrier (transatlantique) alors que les français voulaient un moyen-courrier. En l’absence de toute étude de marché, le consortium avait estimé un montant de commandes de plus de cent avions, passé par les principales compagnies aériennes clientes de l’époque Pan Am, BOAC, Air France, qui commandèrent alors six Concorde chacun.

Le Concorde fit le premier test en vol au-dessus de Toulouse le 2 mars 1969 avec André Turcat aux commandes, secondé par Jacques Guignard, Henri Perrier et Michel Retif, ce vol dura 29 minutes. Son premier passage supersonique se fit le 1^er octobre de la même année, la vitesse de Mach 2 étant atteinte un an plus tard. Étant donné que le programme d’essais en vol se déroulait sans incidents, cette version de développement, appelée 001, commença les démonstrations destinées au grand public le 4 septembre 1971. Le 2 juin 1972, le second prototype 002 fit ses démonstrations dans le moyen et extrême Orient. Celles-ci amenèrent à un nombre assez important de commandes pour l’avion, puisque soixante-quatorze commandes ou options auraient été prévues par seize compagnies aériennes dont huit nord-américaines. Cependant, une combinaison de facteurs, incluant la crise du pétrole des années 1970, les difficultés financières des compagnies aériennes, l’accident du concurrent direct soviétique Tupolev Tu-144 et, les problèmes environnementaux comme le bruit du passage supersonique causa une baisse spectaculaire des commandes : Air France et British Airways restèrent les seuls acquéreurs.

Les États-Unis ont annulé leur projet de transporteur supersonique commencé en 1971. Deux conceptions était à l’origine : le Lockheed L-2000 qui ressemblait au Concorde et qui fut abandonné face au projet du Boeing 2707. Ce dernier était à l’origine prévu : plus rapide que le Concorde, devait transporter trois cent passagers et possédait une voilure à géométrie variable. Le gouvernement américain l’avait alors suggéré à la France et au Royaume-Uni, soi-disant parce qu’une partie de la population américaine s’opposait au Concorde pour des raisons de pollution sonore. En réalité, le gouvernement fédéral des États-Unis qui n’avait pas de concurrent fiable à proposer ne voulait pas d’un avion européen.

Les deux compagnies aériennes européennes ont commencé les vols de démonstration et d’essai vers diverses destinations à partir de 1974 pour avoir le soutien de la population. Les vols d’essai des Concorde ont enregistré 5 335 heures de vol sans trop de problèmes, les appareils de pré-production et les deux premiers avions de production servant à terminer la mise au point, notamment des entrées d’air. Au total, 2 000 heures de test furent réalisées à vitesse supersonique. Les 5 335 heures de test équivalent à approximativement quatre fois les heures de test d’un avion commercial subsonique moyen ou long courrier.

Le Concorde reçoit son certificat de navigabilité le 10 octobre 1975. Toulouse, en France, et Filton, au Royaume-Uni, étaient les deux seuls centres de production des appareils.

Les premiers associés, BAC (qui devint BAE Systems) et Aérospatiale (qui devint EADS), sont les co-propriétaires de Concorde. La responsabilité a été transférée à Airbus lorsque l’entreprise qui regroupe BAe Systems et EADS fut fondée.

Le Concorde en quelques dates

Le lancement

• 25 octobre 1962, Sud-Aviation et la British Aircraft Corporation présentent aux gouvernements français et britannique respectifs un programme d’avion civil supersonique révolutionnaire.
• 29 novembre 1962, signature de l’accord franco-britannique pour la fabrication d’un avion de transport supersonique.
• 13 janvier 1963, le président français Charles de Gaulle suggère que l’avion supersonique franco-britannique soit baptisé « Concorde ».
• 24 octobre 1963, une première maquette grandeur nature du « Concord » (sans « e ») est présentée à Bristol. S’ensuivra une polémique sur le nom de l’avion.
• 19 novembre 1964, suite aux élections législatives britanniques, le nouveau gouvernement travailliste annonce que le Royaume-Uni se retire du projet « Concorde », mais il fera volte-face deux mois plus tard.
• avril 1966 : l’assemblage final du prototype du supersonique, « Concorde 001 », commence à Toulouse.
• 11 décembre 1967, sortie des hangars pour le premier prototype français F-WTSS à Toulouse.
• 19 septembre 1968, sortie des hangars du premier prototype britannique G-BSST à Filton.

Les essais

• 2 mars 1969, premier vol du F-WTSS avec André Turcat aux commandes (durée : 29 minutes).
• 9 avril 1969, premier vol du G-BSST avec Brian Trubshaw aux commandes.
• 1^er octobre 1969, Concorde 001 passe le mur du son durant son 45^e vol d’essai.
• 4 novembre 1970, Concorde 001 passe Mach 2.
• 12 novembre 1970, Concorde 002 passe Mach 2 à son tour.
• 28 avril 1972, BOAC (future British Airways) passe sa première commande de 5 appareils.
• 16 mars 1973, Record d’altitude avec Concorde 001 à 68000 pieds.
• 26 mars 1974, Record de vitesse établi à Mach 2,23 (environ 2 754 km/h) avec Concorde 101.
• 10 octobre 1975, le Concorde reçoit son certificat de navigabilité.

Exploitation commerciale

• 21 janvier 1976, premier vol commercial entre Paris, Dakar et Rio de Janeiro.
• 24 mai 1976, vol spécial de deux Concorde entre Paris, Londres et Washington DC avec un survol et atterrissage parallèle à l’aéroport international de Dulles.
• 22 novembre 1977, premier vol régulier du Concorde à destination de New York qui fait suite à une longue polémique avec les États-Unis.
• 25 juillet 2000, accident d’un Concorde avec 109 personnes à bord à Gonesse, près de Roissy-Charles de Gaulle.
• 31 mai 2003, dernier vol commercial du Concorde sous les couleurs d’Air France.
• 24 octobre 2003, dernier vol commercial du Concorde, sous les couleurs de British Airways.

Divers

• 16 mars 2006, Concorde vainqueur du "Great British Design Quest", un sondage organisé par le London Design Museum et la BBC.
• 13 novembre 2006, Michel Sardou sort un nouvel album (Hors format) dont la piste n°1 s’intitule "Concorde" et est un hommage en forme de requiem.
• 13 avril 2007, ouverture du hall d’exposition "Faster than sound" sur l’aéroport international Grantley Adams, La Barbade. Concorde G-BOAE y est présent au sein d’une exposition multimédia.

Innovations techniques

Beaucoup d’améliorations technologiques très communes dans les avions de ligne actuels furent utilisées pour la première fois avec Concorde.

• des circuits de commandes de vol entièrement électriques et analogiques (fly-by-wire),
• des réacteurs reliés en thrust-by-wire, ancêtre des réacteurs actuels contrôlés par FADEC,
• un auto-pilote permettant une gestion automatique de la puissance (ou encore auto-manette), autorisant un contrôle « mains libres » (ou hands off) de l’avion de la montée initiale à l’atterrissage,
• des IDG (Integrated Driving Générator) pour générer l’électricité de bord, prédécesseur et de même technologie que ceux montés sur les avions actuels (Airbus et Boeing),
• trois circuits hydrauliques à haute pression de 28 MPa soit 4000PSI pour les composants légers à circuits hydrauliques
• un liquide hydraulique à huile synthétique (M2V) résistant à la température,
• concernant le freinage :
  

• système SPAD (système perfectionné anti-dérapant) de contrôle du glissement, c’est-à-dire de l’écart de vitesse entre roues freinées et roues non freinées. Par rapport au principe de contrôle de la décélération angulaire des roues freinées, ce système permit de réduire les distances d’arrêt de 15 % sur sol sec et d’améliorer la sécurité sur sol mouillé. Ce système a été repris sur les Airbus et les avions militaires français à partir du mirage F1.
  
• une commande électrique du système de freinage agissant sur une servo-valve faisant interface entre la consigne électrique d’entrée et la grandeur hydraulique (débit ou pression) agissant sur les freins hydrauliques. Ce système remplaçait les commandes classiques hydro-mécaniques plus lourdes et plus complexes à installer. Système repris sur les Airbus et complété par l’orientation de la roue avant sur l’A320.
  
• des disques de freins en carbone ventilés (gain de masse de 500 kg par rapport à des disques en acier et meilleure tenue à l’échauffement),

• optimisation des performances par gestion du centrage. Pendant toutes les phases de vol, le carburant est déplacé afin de positionner au mieux le centre de gravité par rapport au centre de poussée dans la phase de vol concernée : centrage avant en subsonique, centrage arrière pour le vol supersonique,
• des pièces usinées à partir d’une ébauche unique (et non issues d’un assemblage) permettant de réduire la masse et la nomenclature des composants,
• des gouvernes de direction et élevons en matériaux composites (le vieillissement du matériau entraînant des pertes partielles de gouvernes, particulièrement de direction).

Certaines de ces nouveautés technologiques avaient 20 ans d’avance. Si les coûts de conception ont été élevés, cela a permis aux constructeurs aéronautiques français et anglais de rester dans la course avec les États-Unis, puis de créer Airbus.

Nombre de ces améliorations sont maintenant des standards dans les avions de ligne actuels. Par ailleurs, la Snecma commença à construire des moteurs pour l’aviation civile avec le Concorde, et l’expérience qu’elle en tira lui donna l’expertise technique nécessaire à l’établissement de la co-société CFM International avec General Electric, qui produit avec succès le moteur CFM56.

Spécificités du Concorde

Autres optimisations et technologies employées:

• une aile en double-delta (ou en ogive) ou encore aile delta gothique
• un turboréacteur Bristol/Snecma puis Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 à postcombustion
• des entrées d’air moteurs à section variable à régulation électronique
• une sortie des gaz à section variable
• un nez et visière mobiles inclinable pour une meilleure visibilité à basse vitesse et meilleure pénétration dans l’air à haute vitesse :

- phases d’atterrissage et de manœuvres au sol : inclinaison de 12°5.

- phases de décollage et de manœuvres au sol : inclinaison de 5°

- vol supersonique, visière relevée

• la fabrication de la cellule et aile en aluminium, AU2GN, un bon compromis entre poids et résistance à la température
• des commandes de vol multifonctions ; pas d’aérofreins (inutiles sur une aile delta à forte traînée), pas de volets déporteurs, pas de volets de bord d’attaque et de bord de fuite,
• pas d’APU (générateur de puissance auxiliaire) 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)
• un dégivrage voilure et entrées d’air moteurs entièrement électrique soit en continu soit par cycle, limitant les tuyauteries d’air (non repris sur les avions actuels)

Descriptif technologique

Cellule / Fuselage

Le cockpit

L’entrée du poste de pilotage se faisait 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 similaire à droite et 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 niveau d’alarme, des voyant de couleurs différentes. Au panneau supérieur, les commandes de vol, les poignées coupe-feu, éclairages extérieurs (feu de navigation et phares).

Le poste de l’officier mécanicien navigant, siège orientable soit vers le panneau ou vers l’avant (position décollage), derrière l’OPL, était équipés 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, était équipé d’indications et commandes. Sur la cloison gauche du cockpit, encore des panneaux disjoncteurs.

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

Les aménagements cabine

L’entrée des passagers se faisait normalement par la porte avant gauche. 100 sièges à 4 de front séparés par une rangée centrale étaient installés. Ils pouvaient être manœuvrés manuellement à partir de chaque siège.

Les passagers étaient séparés en deux cabines, 40 passagers pour la cabine avant et 60 passagers pour la cabine arrière, les toilettes, vestiaires et les portes centrales servant de séparation entre les deux cabines.

À l’entrée de la cabine, un office avec four est installé pour le service en cabine avant. La conservation des aliments était faite avec de la carbo-glace. En cabine arrière, un office pour la cabine arrière est également installé.

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

3 toilettes étaient installés, une à l’avant pour les passagers cabine avant et l’équipage et deux entre les deux cabines.

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

Dans le galley arrière, des calculateurs, entrée d’air, communication longue portée (HF) étaient disposés de chaque côté avec accès par le galley. Au fond, un accès vers la soute arrière pouvait être ouvert seulement au sol.

Les soutes

Deux soutes pouvaient accueillir les bagages des passagers, l’une sous la cabine avant, l’autre derrière le galley arrière. Chaque soute disposait d’une entrée indépendante. Les soutes à bagages avaient un volume de 19,74 m³.

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

La voilure

Partie essentielle et spécifique de cet avion : l’aile adaptée au vol supersonique.

Le concept d’aile delta (triangulaire) a été 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".

Travaux de l’ONERA, dans les années 1950 :

Augmentation de la flèche à l’emplanture (apex) pour plus de portance (portance tourbillonnaire),

corde emplanture plus longue pour plus de volume pour les réservoirs (un point clé du projet),

bord d’attaque à double courbure et augmentation de la surface en bout d’aile.

Commandes de vol multifonctions : élevons = ailerons + gouverne de profondeur (mixage des commandes),

pas d’aérofreins, pas de volets déporteurs, pas de volets de bord de fuite, faible portance maximale (Cz max environ 1).

Problème des vitesses minimales :

• au décollage, hypersustentation sous trois formes :

portance tourbillonnaire, qui augmente le Cz de 20 %

effet de sol qui augmente le Cz de 12 %, pendant le roulage et à basse hauteur,

composante verticale de la poussée, très forte avec la post-combustion. 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 Cz d’environ 0.65 pour 170 t permet de décoller vers 360 km/h

• à l’atterrissage on perd la composante de la poussée, mais l’avion est plus léger (il a perdu 80 tonnes de kérosène);

vitesse environ 280 km/h

Les moteurs

Le Concorde est un quadrimoteur. Les moteurs sont disposés deux par deux.

La grande difficulté de conception et de mise au point des moteurs 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 leur commandes et contrôles particuliers.

Entrées d’air

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 (en fait, il y en a deux, un normal et un 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 du nombre de Mach. 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 situé dans les coins supérieurs 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

Moteur du bombardier anglais Vulcan, le Bristol (puis Rolls-Royce plc) OLYMPUS 593 a été la base du moteur équipant le Concorde. Des modifications importantes ont permis d’accroître la poussée et de diminuer la consommation en régime subsonique. La version définitive fut la Mk IV.

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

Les Concordes français étaient équipés de réacteurs identiques à ceux équipant les Concordes 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 post-combustion a été ajouté (Réchauffe). Une tuyère à section variable (AJ : Area Jet) vient se positionner à l’arrière.

Un relais accessoires, 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 (Post combustion). 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 post-combustion (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 post-combustion 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 post-combustion 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 situé les moteurs. Celle-ci est réalisé en acier et matériaux résistants aux hautes températures. Des panneaux de protection thermique ont été 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 supersonique. 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

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 (8), un par roue, sont en carbone pour réduire la masse de l’avion (un point clef de la conception, adopté seulement 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 avants 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. Pas de transmetteurs de pression des pneus comme sur les avions actuels, mais, à la suite de l’incident de Washington en 1979, un système de détection de sous-gonflage a été installé sur chaque train principal. Il s’agissait 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 était envoyé au cockpit sur des voyants au panneau avant et au panneau OMN.

Le test du système était 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 était effectuée avant chaque vol.

Orientation des roues avant

La commande est faite par 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 alternative

La génération électrique est de même principe que sur les autres avions modernes contemporains (747) (triphasé 115/200 V 400 Hz avec mise en parallèle des 4 alternateurs). Ceux-ci sont entraînés par les moteurs par l’intermédiaire du boîtier accessoires. Un IDG 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 environ de 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’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.

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

La génération électrique continue

Deux batteries cadmium/nickel assuraient le dernier secours en 28 volts. La recharge des ces batteries et l’alimentation électrique continue étaient assuré par des transfo-redresseurs 115/28 via des contrôleurs de charge.

Les éclairages

Éclairages extérieurs

• le tableau de commande des éclairages est situé au cockpit, juste au-dessus du pare-brise et accessible pour les deux pilotes.
• deux phares d’atterrissage rétractables situés à l’intrados à la jonction aile-fuselage (puissance 600 W)
• deux phares des roulage décollage rétractables situés sous les fuselage
• deux phares de virage, situés en avant du cockpit, en partie inférieure du fuselage de chaque côté.
• trois feux de navigation, inclus soit dans les ailes, soit dans le cône de queue (afin d’éviter des traînées supplémentaires)
• trois feux anticollision à flash rouge, situés de part et d’autre du fuselage au début de la jonction ailes-fuselage et un à l’arrière en extrémité de fuselage.

À l’arrière, le boîtier de feu de navigation et anticollision 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.

Éclairages intérieurs

• Les éclairages du poste de pilotage
  • un éclairage fluorescent est disponible au plafond
  • chaque instrument de bord dispose d’un éclairage interne pour les vols de nuit, éclairage réglable par potentiomètre (un par planche de bord)
• L’éclairage cabine est réalisé par des lampes fluorescentes situées au-dessus des porte-bagages de manière à éclairer l’allée centrale.

De plus, au-dessus des hublots, une rangée de néons permet un éclairage complémentaire. Ces éclairages peuvent être commandés séparément à partir des panneaux avant et arrière de la cabine.

• éclairage annexe

toutes les soutes à bagages, soutes d’équipement (radar, hydraulique, conditionnement d’air) disposent d’un éclairage fonctionnant au sol à des fins de maintenance.

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.

Les réservoirs hydrauliques sont 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 électropompes sous réserve qu’on ait selecté le rotacteur 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...

Au sol, moteurs en route, et en vol, la pression hydraulique est délivrée par les pompes entraînées par les moteurs.

Les équipements commandés par l’hydraulique sont :

• les trains d’atterrissage (rétraction /extension, freins)
• les commandes de vol
• le nez

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

les réservoirs

Le carburant était du kérosène de même type que sur les avions actuels.

Treize réservoirs contenant au total 95,800 T, soit environ 119 500 litres (densité 0,8) permettaient 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 pouvait 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 pouvait être ajoutée en rajoutant environ 16 00 litres dans les parties hautes des réservoirs (surplein).

• La quantité carburant vers les États-Unis était 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 nécessitait pas de pleins complets (vents favorables). La quantité pour le retour était d’environ 78 T avec également 13 T restant. Cette quantité restante pouvant être utilisé en cas de panne, conditionnement d’air ou moteur, et dégagement en cas d’indisponibilité de l’escale d’arrivée (météo, temps d’attente, etc.),

En plus de l’alimentation des réacteurs, le carburant remplissait deux autres fonctions :

le centrage en fonction des phases de vol,

la fonction refroidissement du conditionnement d’air.

• 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’effectuait par deux conduits dits main gallery entre les trois réservoirs. Pendant ces transferts, le déplacement du carburant était 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 les pleins carburant, la séquence de chargement du carburant permettait de ne pas "poser" l’avion sur la roulette de queue. Une table des quantités réservoir à remplir par réservoir permettait de connaître la répartition.

• le refroidissement du conditionnement d’air

Sur cet avion, le carburant était utilisé pour le refroidissement de l’air de conditionnement de la cabine. Une surconsommation pouvait obliger à revenir en subsonique plus tôt que prévu afin de conserver une température acceptable en cabine.

Le conditionnement d’air

La particularité de conditionnement d’air sur Concorde était d’assurer une climatisation de la cabine permettant d’avoir une température compatible avec le confort des passagers.

• la climatisation en subsonique était la même que sur un avion classique, réchauffage de la cabine par prélèvement d’air sur les étages compresseur haute pression.

• la climatisation en vol supersonique, rendue difficile par l’échauffement de la cellule dû au frottement de l’air sur la peau, consistait à refroidir la cabine en refroidissant l’air par échange avec le carburant (prélèvement de frigories)

4 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 programmait le système manuellement. Quatre indicateurs permettent la surveillance de la pressurisation :
• un variomètre cabine
• un altimètre cabine
• un indicateur d’écart de pression externe interne (delta P)
• un indicateur de position de vanne de régulation pression cabine

Le circuit de secours Oxygène

Circuit pilotes : une bouteille oxygène gazeux alimente cinq masques à oxygène au poste de pilotage

Circuit passagers : trois bouteilles installées en soute arrière 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, DC10) 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 :

• vitesse : les tubes de Pitot, un de chaque côté
• altitude : les prises statiques situées de part et d’autre du fuselage en arrière des porte avant.
• température : sondes sous le nez (très importante pour le calcul du 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

• altimètres
• anémomètres
• machmètres
• variomètres
• 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 incidences (2) et sondes de dérapages (2) complètent le dispositif aérodynamique. Deux sondes de dégivrage sont également installées.

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 permettent aux passagers de suivre l’évolution du mach en croisière.

Toutes les sondes sont dégivrées en subsonique.

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.