Le braquage de la gouverne de profondeur résulte de 2 moments opposés qui s'équilibrent et qui sont créés par la pression de l'air sur la gouverne de profondeur (Mp) pour l'un et sur le trim (Mt) pour l'autre. Sachant que les forces de pression sont proportionnelles à la surface (et à son braquage): Fg >> Ft.
La position d'équilibre de la profondeur est obtenue lorsque:
Mp = Mt soit: Fg.Dg = Ft.Dt.
Le braquage de la profondeur va alors permettre de fixer l'assiette de l'avion , donc sa trajectoire.
Le réglage du trim. n'est valable que pour une seule vitesse. En effet, si on modifie la vitesse, les valeurs de Fg et Ft changent et détruisent l'équilibre.
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L'aile d'un avion est étudiée pour offrir un maximum de rendement en croisière, c'est à dire à vitesse élevée. Ses performances dans des phases de vol plus lent ( décollage et atterrissage ) sont donc faible et ont conduit à la conception d'artifices aérodynamiques visant à les améliorer : les dispositifs hypersustentateurs.
Ces dispositifs permettent d'obtenir une portance plus forte à faible vitesse d'où leurs noms: Hyper Sustentateurs.
Il existe deux familles de dispositifs hypersustentateurs: les dispositifs de bord d'attaque ( becs ) et ceux de bord de fuite ( volets ). Nous étudierons dans un premier temps les becs de bord d'attaque.
La portance d'une aile est définie par l'équation :
Fz = 1/2.r.S.V2.Cz.
Le pilote dispose donc de deux paramètres pour faire varier la portance de son avion : la vitesse et le coefficient aérodynamique de portance (Cz) qui varie dans le même sens que l'incidence (angle noté a, et compris entre la corde de profil de l’aile et la trajectoire de l’avion).
Cependant, le pilote ne peut indéfiniment augmenter l'incidence de l'aile dans le but d'augmenter la portance: l'aile a une incidence limite à partir de laquelle la portance chute brusquement, cette incidence est appelée incidence de décrochage, à partir de laquelle les filets d'air ne suivent plus le profil de l'aile.
Le rôle des becs est de canaliser l'air le long du profil de l'aile afin d'augmenter l'incidence maximum donc la portance maximum.
Les becs seront sortis pour des incidences élevées ( vitesse faible ) et rentrés en croisière.
Sur le rallye, le déplacement des becs est automatique
Courbe Cz = f( a )
- Sur la courbe, on peut constater que:
- Le Cz maximum augmente grâce à l'augmentation de l'incidence maximum permise par les becs.
- A incidence identique une aile munie de becs génère une portance plus importante.
- Lorsque l'incidence augmente le Cz augmente.
A incidence nulle la portance est toujours positive.
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La deuxième famille de dispositifs hypersustentateurs sont les volets. Nous allons étudier les principaux types de volets ainsi que leurs modes de fonctionnement
Les volets d'intrados:
Ils augmentent la portance grâce à l'augmentation de la courbure de l'aile. Leur inconvénient est de générer une forte traînée(2 bords de fuite).
Les volets de courbure:
Très efficace par l'augmentation de la courbure de l'intrados et de l'extrados.
Son braquage est limité sous peine de voir le décrochage des volets(extrados).
Les volets de courbure à fente: présentent les caractéristiques des volets de courbure améliorées par la présence de la fente qui permet de recoller les filets d'air sur l'extrados du volet afin de pouvoir en augmenter le braquage.
Les volets Fowler: les volets sont placés sur des glissières qui leur permettent de recule r lors de leur sortie. C'est le type de volet le plus efficace puisqu'il permet d'augmenter la portance comme un volet de courbure à fente avec, en supplément, une augmentation de la surface de l'aile.
Fz = 1/2.r.S.V2.Cz
Surface Courbure
Courbe Cz = f( a ) pour 3 braquages de volets:
On peut remarquer que pour une même incidence, l'aile avec des volets braqués a une portance plus importante que volets rentrés.
Les volets on donc un principe de fonctionnement différent et complémentaire des becs.
Pour les volets, l'augmentation de portance est créée par augmentation de la courbure, de la surface et par effet de fente.
La sortie des volets se traduit par un couple piqueur et une augmentation de portance plus ou moins notable selon le type d’avion. Il conviendra de contrer ces effets par une action à piquer sur le manche.
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Lors de l'étude d'une aile, il est tracé une courbe caractéristique de cette aile: la polaire. Pour tracer cette courbe, on mesure en soufflerie les Cz ( coefficients de portance ) et les Cx ( coefficients de traînée ) à différentes incidences.
La courbe ci-contre représente trois polaires d'une même aile avec trois braquages de volets différents.
L'augmentation du braquage des volets à 2 effets:
- Un déplacement de la polaire vers le haut traduisant une augmentation de la portance max pour une même incidence
- Un déplacement vers la droite traduisant une augmentation de la traînée.
On remarque également que lorsque l'incidence augmente au-delà de l'incidence de portance maximum, la portance décrois alors que la traînée continue à augmenter. Puis, brusquement, la courbe s'arrête : on a atteint l'incidence de décrochage ; l'avion ne vole plus.
La traînée est la force aérodynamique qui s'oppose à l'avancement de l'avion ( frottements ).
Sur les volets, cette traînée est un effet secondaire qui accompagne l'augmentation de portance et dont la connaissance est indispensable au pilotage.
Il existe des dispositifs spécifiques dont le but est d'augmenter uniquement la traînée : les aérofreins.
Ces dispositifs sont rare sur les avions légers mais présent sur tous les planeurs.
Cependant, les volets peuvent être utilisés dans certaines circonstances comme aérofreins.
La sortie des becs provoque également une augmentation de traînée.
Traînée : Fx = 1/2.r.S.V2.Cx
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Les avions sont en général équipé d'un train principal dont le rôle est de supporter 95 % du poids de l'avion et d'assurer le freinage et d'une roulette de nez 5 % du poids et elle assure la directivité de l’avion.
Les pneus d'avions légers sont munis de chambres a air. Lors des chocs provoqués par l'atterrissage, le pneu pourrait tourner autour de la jante et entraîner avec lui la chambre à air. La valve risquerait alors d'être sectionnée le long de la jante. Afin d'éviter ce risque, les mécaniciens tracent deux traits : un sur le flan du pneu et un sur la jante. Lors de la visite pré vol, le pilote vérifiera que les deux traits sont bien l'un en face de l'autre.
Les pneus sont composés d' une carcasse qui lui confère sa forme et sa résistance et d'une chape en caoutchouc qui assure l'adhérence et l'évacuation de l'eau grâce aux rainures.
On considère que le pneu est usé lorsque les rainures disparaissent.
Cependant il arrive lors de freinages trop brutaux ( ou d'atterrissages pieds sur les freins!! ) qu'un méplat ( en jargon : escalope ) se forme sur le pneu. Dans ce cas, le pneu doit être changé si les plis apparaissent pour éviter tout risque d'éclatement.
Les pneus d'avion ( ainsi que les trains ) ne sont pas conçus comme les pneus automobile.
La gomme est tendre et les rainure évacuent beaucoup moins l'eau, en particulier en virage : il convient donc de rouler lentement, en particulier lors de virages au sol par temps de pluie.
Il peut également arriver, sur un avion qui vole peu, que le pneu soit trop vieux et doive être changé malgré la présence de rainures encore marquées ; dans ce cas on voit apparaître des craquelures et un aspect "desséché" sur le flan du pneu.
Les freins qui équipent les avions ont deux rôles : ralentir l'avion et modifier sa trajectoire par freinage différentiel. Sur le rallye cette deuxième fonction est primordiale, la roulette de nez n'étant pas directrice.
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Préparation du vol |
La commande des freins est à la pointe du pied, sur la partie haute de la pédale, la partie basse commandant la gouverne de direction
( Fig. 1 ). Sur certains avions le frein est manuel.
Lorsque le pilote freine, il déplace le piston du maître cylindre faisant alors augmenter la pression hydraulique dans le circuit
L'augmentation de pression est alors transmise par l'intermédiaire de la canalisation hydraulique au piston de l'étrier de frein solidaire de l'amortisseur ( fig. 2 ).
Le piston va alors se déplacer et venir appliquer les plaquettes ( garnitures ) contre le disque qui est fixé à la roue.
Les frottements plaquettes/disque vont provoquer un échauffement permettant de transformer l'énergie cinétique de l'avion en chaleur qui sera dissipée.
Le frein de parc permet d'immobiliser l'avion lors de stationnements prolongés. Il est constitué par une ou plusieurs tirettes en poste qui verrouillent la pression hydraulique.
Pour que le frein de parc soit efficace, il convient de freiner d'abord et d'actionner la tirette ensuite.
Lors de la visite pré vol le pilote contrôlera l'absence de fuite sur l'étrier de frein ( taches au sol, suintements ), en particulier sur les vis de purge et les raccords. Sur certains avions, les plaquettes sont également visibles.
Utilisation des freins:
Pour ralentir l'avion: freiner progressivement et symétriquement. Un avion n'est pas une voiture: ses freins sont beaucoup moins efficaces. Il faut donc rouler plus lentement. Roulage : 1200 Tr/min. Lors du décollage et de l'atterrissage les pieds ne doivent pas être sur les freins afin d'éviter de bloquer les roues. Lorsque l'avion a suffisamment de vitesse la gouverne de direction permet de diriger l'avion au sol sans l'aide des freins. De plus, si on doit freiner à vitesse élevée, il faut savoir qu'alors l'avion a une portance élevée: les roues seront donc faiblement appliquées au sol et bloqueront plus facilement. Ne pas utilisé le frein de parc sur la piste afin d'éviter tout blocage.
Pour se diriger ( Rallye ) : donner des petits coups de freins du coté ou vous souhaitez tourner.
Position des pieds sur les pédales:
Ne pas garder les pieds sur les freins au roulage pour éviter de freiner inconsciemment. ( fig.3 )Se diriger uniquement à l'aide de la roulette de nez.
Cependant ce conseil n'est pas valable sur rallye puisque les freins sont les seuls moyens de se diriger.
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Divers :
Le blocage des commandes : certains avions équipés de volants possèdent un système empêchant aux gouvernes de battre lors d'un stationnement par vent fort. Il est en général constitué d'un axe métallique bloquant la colonne du volant. Il faut impérativement l'enlever avant le décollage!
Les masses maximums structurales: ce sont les masses limites au roulage, décollage ou atterrissage définies dans le manuel de vol. Elles sont imposées par la résistance de la cellule.
Vocabulaires :
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QUESTIONNAIRE A1
1 – Le bord d’attaque est :
a) l’aileron
b) le bord avant de l’aile
c) le bord arrière de l’aile
d) le saumon de l’aile
2 – Le rôle du compensateur de profondeur est d’annuler :
a) les variations d’incidence subies
b) l’effort permanent sur la commande de profondeur
c) la traînée de l’avion en virage.
d) le braquage de la commande de profondeur
3 – Le braquage des volets :
a) diminue la vitesse de décrochage
b) augmente la vitesse de décrochage
c) diminue l’inclinaison
d) augmente l’inclinaison
4 – La VNE est une limitation :
a) du régime moteur
b) d’effort aérodynamique sur la cellule
c) du vent traversier
d) d’effort sur le train d’atterrissage
5 – Le dépassement de la masse maximale autorisée :
a) est à proscrire car il peut entraîner un dépassement de la résistance structurale
b) est sans conséquence sur les performances de l’appareil
c) a pour seule conséquence d’augmenter la vitesse de finesse maximale
d) a pour seule conséquence de diminuer les performances de l’appareil
6- les volets de type fowler augmentent la portance par :
a) Augmentation de l’ incidence maximum de l’aile
b) Augmentation de la surface de l’aile
c) Augmentation du coefficient de portance
d) Augmentation de la courbure de l’aile
REPONSE :
A) a + b + d
B) b + c + d
C) b + d
D) a
7 – La gouverne de profondeur est une surface :
a) mobile horizontale située à l’arrière de l’avion
b) fixe et horizontale située à l’arrière de l’avion
c) mobile fixée au bord de fuite de l’aile
d) commandée par une action latérale sur le manche
8 – Les ailerons sont deux surfaces mobiles :
a) fixées au bord de fuite de l’aile à proximité immédiate du fuselage
b) verticales à l’arrière de l’avion
c) fixées au bord de fuite de l’aile à son extrémité
d) permettent les changements d’assiette de l’avion
9 – Un déplacement du manche vers la droite a pour effet :
a) de lever l’aileron droit et de baisser le gauche
b) de lever l’aileron gauche et de baisser le droit
c) de lever les 2 ailerons
d) de baisser les 2 ailerons
10 – une pression sur le palonnier droit entraîne :
a) un braquage de la gouverne de direction vers la gauche
b) un braquage de la gouverne de direction vers la droite
c) un braquage de l’aileron vers le haut
d) une perte de temps
11 – La commande permettant d’agir sur les ailerons est :
a) le manche en le déplaçant latéralement
b) le manche en le déplaçant longitudinalement
c) le palonnier
d) les volets
12 – L’extrados est :
a) la partie avant de l’aile
b) la partie inférieure de la dérive
c) la partie supérieure de l’aile
d) le dossier du siège
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