Théorie du vol & météo
Commandes de vol et surfaces mobiles
Les trois axes de l'avion et les gouvernes qui les commandent, le compensateur, les dispositifs hypersustentateurs, les spoilers, le dièdre, les commandes électriques et quelques notions de structure.
S'entraîner sur ce thèmeÀ retenir
- Ailerons : roulis, autour de l'axe longitudinal ; manche à droite, aileron droit levé, aileron gauche baissé.
- Gouverne de profondeur : tangage, donc l'assiette, autour de l'axe transversal.
- Gouverne de direction (palonnier) : lacet, autour de l'axe vertical ; sans effet sur le tangage.
- Le compensateur (trim) annule l'effort au manche en maintenant la gouverne à l'équilibre.
- Volets et becs (slats) augmentent la portance à basse vitesse et réduisent la vitesse de décrochage ; les spoilers détruisent la portance.
- Premières commandes de vol électriques entièrement numériques : Airbus A320.
Les trois axes et les gouvernes
L'avion tourne autour de trois axes. Le roulis, autour de l'axe longitudinal, incline les ailes : il est commandé par les ailerons (on parle aussi de gauchissement), et les spoilers peuvent y participer. Le tangage, autour de l'axe transversal, fait varier l'assiette : il est commandé par la gouverne de profondeur, à l'arrière de l'empennage horizontal. Le lacet, mouvement horizontal autour de l'axe vertical, est commandé par la gouverne de direction, actionnée par les palonniers.
Les ailerons se braquent en sens opposés. Quand le pilote pousse le manche vers la droite, l'aileron gauche se baisse et l'aileron droit se lève : l'aile gauche porte plus, l'aile droite moins, et l'avion s'incline à droite. L'aileron baissé crée aussi plus de traînée : c'est le lacet inverse, qui fait partir le nez du côté opposé (à droite pour une inclinaison à gauche).
Les palonniers agissent sur le lacet, la symétrie du vol et la direction au sol, mais pas sur le tangage. La commande de tangage modifie l'incidence du plan horizontal. L'horizon artificiel montre le tangage et le roulis.
- Roulis
- ailerons, axe longitudinal
- Tangage
- profondeur, axe transversal
- Lacet
- direction, axe vertical
- Manche à droite
- aileron droit levé
- Effet secondaire des ailerons
- lacet inverse
Compensateur et amortisseur de lacet
Le compensateur, ou trim, maintient une gouverne dans la position qui assure l'équilibre de l'avion : il réduit, voire annule, l'effort que le pilote doit exercer sur les commandes.
L'amortisseur de lacet (yaw damper) réduit automatiquement les oscillations en lacet et en roulis, comme le roulis hollandais.
- Trim
- annule l'effort au manche
- Yaw damper
- amortit lacet et roulis
Hypersustentateurs et spoilers
Les volets de bord de fuite (flaps), ou volets de courbure, modifient le profil de l'aile : ils augmentent la portance à basse vitesse et réduisent la vitesse de décrochage, ce qui permet de décoller et d'atterrir plus lentement. Ils augmentent aussi la traînée.
Les becs de bord d'attaque (slats) repoussent le décrochage vers une incidence plus élevée. Les volets Krueger sont aussi placés au bord d'attaque et augmentent la portance à basse vitesse.
Les spoilers, ou déporteurs, se lèvent sur l'extrados : ils détruisent la portance et augmentent la traînée, en vol pour descendre et au sol après le toucher. Ils aident aussi les ailerons en roulis.
- Volets (flaps)
- bord de fuite, plus de portance
- Becs (slats)
- bord d'attaque, décrochage retardé
- Volets Krueger
- bord d'attaque
- Spoilers
- détruisent la portance
Géométrie et structure
Le dièdre est l'angle entre le plan de chaque aile et le plan horizontal. Le karman est le carénage d'emplanture entre l'aile et le fuselage. Un avion centré trop en arrière est instable en tangage.
Au sol, l'aile non portée fléchit vers le bas sous son propre poids et celui du carburant. Le flutter est un couplage aéroélastique qui fait osciller la structure. Le Skydrol est un liquide hydraulique utilisé sur les avions de ligne.
Sur un hélicoptère, le rotor anticouple s'appelle aussi rotor de queue.
- Dièdre
- aile / plan horizontal
- Karman
- carénage d'emplanture
- Skydrol
- liquide hydraulique
- Flutter
- oscillation aéroélastique
Commandes de vol électriques
Avec les commandes de vol électriques (fly-by-wire), les ordres du pilote sont transmis par des signaux électriques à des calculateurs, et non plus par des câbles et des bielles. Concorde avait des commandes électriques analogiques ; l'Airbus A320, en 1987, est le premier avion de ligne à commandes de vol électriques entièrement numériques, avec un mini-manche latéral.
- Premières commandes numériques
- Airbus A320
Pièges fréquents
- La profondeur commande le tangage, la direction commande le lacet : ne pas confondre les noms.
- Manche à droite : c'est l'aileron gauche qui se baisse.
- Volets au bord de fuite, becs (slats) et Krueger au bord d'attaque.
- Les spoilers détruisent la portance ; les volets l'augmentent.
- Le trim ne remplace pas la gouverne : il annule l'effort.