Partie spécifique - Partie A : Modélisation ciném… · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole - ITEC 2026

Mise en situation

Les hôpitaux disposant d'une station d'hélistation doivent assurer la stabilité de l'hélicoptère médicalisé lors des phases d'atterrissage, de ravitaillement et d'attente. Le dispositif Hélilock a pour fonction d'immobiliser automatiquement les patins de l'hélicoptère afin de garantir sa sécurité même en conditions météorologiques défavorables (vent, pluie, rafales). Ce système est composé d'un moteur électrique et d'une vis trapézoïdale double pas (LH/RH) entraînant le déplacement symétrique de deux mors en V arrondis venant pincer le patin. L'ensemble du mécanisme doit être modélisé pour comprendre la transformation du mouvement de rotation du moteur en translation symétrique des mors.

Problématique générale: la cinématique du système Hélilock permet-elle un serrage symétrique ?

Partie A: comment modéliser le système Hélilock afin de représenter les mouvements et les liaisons entre ses composants, et vérifier la transformation du mouvement de rotation du moteur en mouvement de translation symétrique des mors ?

DTS1: Vues repérées et nomenclature du système Hélilock

Remarque: La liaison entre les pièces 8 (Rails linéaires SBR16) et 9 (Patins linéaires SBR16UU) sont supposés fixes avec le châssis.

Repère

Désignation

Qté

Matière

1 · Moteur pas-à-pas NEMA 23 · 1 · —

2 · Accouplement flexible 8–10 mm · 1 · Aluminium anodisé

3 · Vis trapézoïdale TR16×4 LH/RH · 1 · Acier galvanisé

4 · Noix trapézoïdale LH TR16×4 · 1 · Bronze CuSn12

5 · Noix trapézoïdale RH TR16×4 · 1 · Bronze CuSn12

6 · Mors gauche LH (profil V 90°) · 1 · Inox 304L

7 · Mors droit RH (profil V 90°) · 1 · Inox 304L

8 · Rails linéaires SBR16 · 2 · Acier trempé

9 · Patins linéaires SBR16UU · 4 · Acier / Bronze

10 · Paliers BK12 / BF12 · 2 · Acier allié

11 · Châssis de base 600×280 mm · 1 · Aluminium 5083

12 · Support moteur NEMA 23 · 1 · Aluminium usiné

DTS2: Principe de la vis double pas LH / RH du système Hélilock

DTS3: Tableau des liaisons mécaniques normalisées

A.1

Sur le document réponse DRS1, identifier les différentes classes d'équivalence cinématique du système Hélilock, en regroupant les pièces qui sont indéformables entre elles. Pour chacune de ces classes, préciser son rôle fonctionnel au sein du mécanisme.

Repère de la classe

Éléments associés

Rôle fonctionnel

E0

Bâti (fixe)

E4

Patin d'hélicoptère

Élément extérieur immobilisé par les mors

A.2 & A.3

Question A.2: Identifier les liaisons et la nature des contacts entre les classes d'équivalence. Reporter ces éléments dans le document réponse DRS2.

Question A.3: Pour chaque contact identifié, préciser sur le document réponse DRS2:

les translations et les rotations possibles selon les axes,

le type de liaison normalisée.

Liaison entre classes

Nature des surfaces de contact

Translation selon axe (X, Y, Z)

Rotation selon axe (X, Y, Z)

Type de liaison normalisée

E0-E1

Palier cylindrique (BK12/BF12)

0

Rx

Pivot (La vis tourne autour de l'axe x)

E1-E2

Filetage trapézoïdal gauche

Tx

Rx

Filetage trapézoïdal droit

Tx

Rx

Contact mors/patin (V sur cylindre)

0 (non permanent)

0 (non permanent)

Appui linéaire (serrage mécanique)

E3-E4

Contact mors/patin (V sur cylindre)

0 (non permanent)

0 (non permanent)

Appui linéaire (serrage mécanique)

A.4

Tracer le graphe des liaisons entre les classes d'équivalence, sur copie.

A.5

Sur le document réponse DRS3, compléter le schéma cinématique minimal du système Hélilock. Le schéma devra mettre en évidence la chaîne fonctionnelle complète allant du moteur au patin: moteur → vis trapézoïdale → noix → mors → patin.

A.6

Expliquer comment la géométrie double pas (LH/RH) de la vis trapézoïdale assure un déplacement simultané et symétrique des deux mors.

A.7

Conclure si le système répond à la problématique.