Théorie du vol & météo
Stabilité et centrage
Le centre de gravité et le foyer, la stabilité longitudinale et le rôle de l'empennage, les effets d'un centrage avant ou arrière, la phugoïde et l'amortisseur de lacet.
S'entraîner sur ce thèmeÀ retenir
- Le foyer est le point d'application des variations de portance.
- Avion stable : centre de gravité en avant du foyer.
- Centrage avant : plus stable, moins maniable, vitesse de décrochage plus élevée.
- Centrage arrière : moins stable, mais moins de traînée d'équilibrage, donc moins de consommation.
- Le stabilisateur horizontal de l'empennage assure l'équilibre en tangage.
- Phugoïde : oscillation lente où l'avion monte puis pique du nez.
Centre de gravité et foyer
Le centre de gravité est le point d'application du poids. Sa position dépend du chargement : passagers, fret et carburant. Il ne bouge pas quand le pilote change l'incidence de l'aile.
Le foyer aérodynamique est le point d'application des variations de portance dues aux variations d'incidence. La position du centre de gravité par rapport au foyer détermine la stabilité longitudinale : pour une stabilité statique positive, le centre de gravité doit être en avant du foyer.
- Foyer
- variations de portance
- Stabilité positive
- CG en avant du foyer
- Influence sur le CG
- chargement, carburant
Centrage avant ou arrière
Avancer le centre de gravité rend l'avion plus stable mais moins maniable. Pour l'équilibrer, l'empennage horizontal doit déporter davantage vers le bas : l'aile doit porter plus, et la vitesse de décrochage augmente.
Un centrage arrière réduit la stabilité longitudinale ; trop arrière, l'avion devient instable en tangage. En croisière, il diminue la traînée d'équilibrage et donc la consommation. Certains long-courriers ont un réservoir de centrage (trim tank) dans l'empennage, dont le carburant est déplacé pour optimiser le centrage en vol.
- Centrage avant
- stable, moins maniable
- Centrage arrière
- moins stable, moins de consommation
- Trim tank
- optimise le centrage en vol
Empennage et oscillations
L'empennage, à l'arrière de l'avion, assure sa stabilité : le stabilisateur horizontal garantit l'équilibre en tangage, la dérive la stabilité en lacet.
La phugoïde est une oscillation longitudinale lente : l'avion monte en perdant de la vitesse, puis pique du nez en accélérant, et ainsi de suite. Le roulis hollandais est une oscillation rapide combinant roulis et lacet ; l'amortisseur de lacet (yaw damper) la corrige automatiquement.
- Équilibre en tangage
- stabilisateur horizontal
- Phugoïde
- oscillation lente en tangage
- Yaw damper
- amortisseur de lacet
Pièges fréquents
- Centrage avant : plus stable mais décrochage à vitesse plus élevée.
- Centrage arrière : moins de consommation, mais moins de stabilité.
- Le centre de gravité ne se déplace pas avec l'angle d'attaque.
- Phugoïde (tangage, lente) et roulis hollandais (roulis et lacet, rapide) sont deux oscillations différentes.