Transcript LE VOL LENT
LE VOL LENT
LE VOL LENT
• Dans VOL LENT, on trouve 2 termes essentiels à la compréhension du sujet qui va suivre qui sont:
• Le terme « VOL » et …
• Le terme « VOL » et le terme « LENT »: – Dans « VOL » il s’agit de garder le contrôle d’une trajectoire – « LENT » désigne comment on garde cette trajectoire …Donc, à faible vitesse
POURQUOI ???
• À chaque vol que nous faisons, nous nous retrouvons au moins 2 fois en conditions de vol lent:
POURQUOI ???
• Au décollage • Pour revenir se poser – À l’atterrissage – Dans le circuit de piste
POURQUOI ???
• Mais aussi toutes les autres situations auxquelles vous serez confronter un jour: – Le vol en montée dans des vallées étroites – Survol de la maison des potes – Par hasard • etc.…
POURQUOI ???
• Il est donc CAPITAL de : – Comprendre le fonctionnement du vol lent – De savoir comment on se met en vol lent – De découvrir les dispositifs permettant de sécuriser et de mieux gérer le vol lent – De connaître les risques liés au vol lent – De sortir du vol lent
LE FONCTIONNEMENT
• Principe de sustentation : – Le vol résulte de l’écoulement de filets d’air à une certaine vitesse et avec une certaine incidence sur une voilure
LE FONCTIONNEMENT
• Principe de sustentation : – À partir de cet écoulement se crée une dépression qui génère à son tour une force ; • LA RESULTANTE AERODYNAMIQUE • (ex: souffle sur le dessus d’une feuille…)
FONCTIONNEMENT
• Cette résultante Ra est décomposée en 2 forces: – LA PORTANCE Fz – LA TRAINEE Fx
FONCTIONNEMENT
• On remarque que si l’incidence augmente alors, la dépression augmente • Donc la PORTANCE Fz augmentent aussi
LE FONCTIONNEMENT
• C’est donc de la vitesse de l’air,et surtout de l’incidence de se vent relatif sur la voilure dont dépendra la PORTANCE • De plus on a observé que plus l’aile est courbée plus elle porte • Enfin plus la surface de l’aile est grande et plus la portance augmente
LE FONCTIONNEMENT
• D’éminents scientifiques en mal d’occupations ont résumé tous ces facteurs pour qu’ils tiennent en une phrase forcément mathématique…
LE FONCTIONNEMENT
• Fz=1/2 r v2 s Cz vitesse Surface de l’aile Incidence courbure • Bien sûr pour que le vol soit possible, la portance des ailes de l’avion doit être au moins égale au poids P de l’avion
LE FONCTIONNEMENT
• Fz=1/2 r v2 s Cz =P vitesse Surface de l’aile Incidence courbure • Bien sûr pour que le vol soit possible, la portance des ailes de l’avion doit être au moins égale au poids P de l’avion
LE FONCTIONNEMENT
En résumé En vol rectiligne uniforme Fz = P
LE FONCTIONNEMENT
Fz = ½ r v2 s Cz = P Incidence +courbure vitesse surface
LE FONCTIONNEMENT
Fz = ½ r v2 s Cz = P cte Fz Incidence +courbure vitesse surface Si v diminue il faut augmenter l’incidence, la courbure pour garder Fz constant
LE FONCTIONNEMENT
Fz = ½ r v2 s Cz = P cte Fz Incidence +courbure vitesse surface ou augmenter la surface de la voilure pour garder Fz constant
FONCTIONNEMENT
• Alors on se dit chouette…ma vitesse diminue donc je peux maintenir ma portance en augmentant – Surface – Courbure – incidence
FONCTIONNEMENT
• Sauf que : – Mon aile : • Ne sera pas extensible indéfiniment • Et aura une limite d’efficacité dans sa courbure
FONCTIONNEMENT
• Enfin, les filets d’air se décollent de l’aile passé une certaine incidence • Lorsque ceux ci sont décollés,l’aile ne porte plus • C’est le décrochage
FONCTIONNEMENT
• On repère la vitesse de l’incidence à laquelle l’avion décroche en palier à masse max • C’est la vitesse de décrochage Vs
• La traînée évolue différemment car elle est le fruit de 2 causes majeures qui varient de façons opposées en fonction de la vitesse • On distingue donc 2 sortes de traînées: – Traînée de profil – Traînée induite
• La traînée de profil est due – aux formes de l’aile – Aux frottements • Elles augmenteront avec la vitesse
• Les traînées induites sont dues au tourbillons marginaux Diminuent quand l’incidence diminue Donc quand la vitesse augmente
• La somme de ces traînées donne la traînée totale • On s’aperçoit que la traînée est mini pour une vitesse (incidence) optimum a
FONCTIONNEMENT
• Le vol lent se situera dans un régime de vol qui débutera de la vitesse de décrochage majorée d’une marge de sécurité (1,45 Vs) jusqu’à la vitesse ou le décrochage se produira
COMMENT ON FAIT ???
Dans le cas ou l’on souhaite entrer dans le vol lent Ex : l’approche en vue d’atterrir
COMMENT ON FAIT ???
W • D’abord diminuer la vitesse – En diminuant la puissance – En montant à puissance constante(ex: voiture) Wn donc action directe sur l’incidence a Wu Vp décrochage Vp crz Vp
W
COMMENT ON FAIT ???
• On remarque qu’il y a une incidence ou Wn est mini – 1er régime / stable / si Wu augmente, Vp augmente – 2d régime / instable / si Wu augmente Vp diminue 2d régime 1er régime Wn a Wu Vp décrochage Vp crz Vp
COMMENT ON FAIT ???
• Ensuite, conserver la portance Fz constante: – Avec l’augmentation d’incidence (ex:TOP GUN:le coup de la mangouste) Donc assiette à cabré
• Je me rends compte qu’à partir de 12 degrés d’incidence la portance n’augmente plus • Pire que cela, elle chute
• On comprend qu’aux alentours de cette incidence le contrôle du vol est très compromis • Il faut donc trouver un moyen pour réduire cette incidence en conservant une portance constante
COMMENT ON FAIT ???
• On réussira cet exploit en sortant les volets et becs : – Ils augmenteront la surface de l’ aile – Et modifieront la courbure – De plus ils recolleront les filets d’air sur la voilure
COMMENT ON FAIT ???
Voici les becs
• Ils augmentent le Cz max et reculent l’incidence critique • Leurs sortie provoquera un couple cabreur
Voici les volets
• Certains influent uniquement sur la courbure : Volets d’intrados Volets de courbure
• D’autres sur la surface et la courbure Volets Fowler Les fentes permettent de recoller les filets d’air sur la surface extrados de l’aile
• Ils augmentent le Cz et permettent de diminuer l’incidence • Leurs sortie provoque un couple cabreur
• On voit qu’il s’agit d’un système ingénieux, mais fragile • Donc il faudra sortir les volets à basse vitesse • Les constructeurs ont matérialisée cette vitesse sur l’anémomètre : – C’est la Vfe • C’est la limite max de vitesse de l’avion en configuration volets complètement sortis Vfe
• Rq : cette limitation est aussi définie dans le manuel de vol • C’est aussi dans ce manuel et uniquement dans ce manuel que je trouverais les limitations de vitesses pour les configurations intermédiaires
• De plus ces nouvelles configurations ont modifiées la vitesse de décrochage • On distingue donc – Vs vitesse de décrochage en lisse – Vso vitesse de décrochage plein volets • Vso est la seul vitesse de décrochage certifiée par le constructeur Plage d’utilisation des volets configuration atterrissage : arc blanc Vfe Vso Vs
LES PHENOMENES LIES AU VOL LENT
• L’avion évolue à basse vitesse donc les effets moteur sont plus marqués: • On retrouve: – Couple de tangage – Souffle hélicoïdal – Couple gyroscopique – Couple de renversement
LES PHENOMENES LIES AU VOL LENT
• Le vol à basse vitesse signifie vol à grande incidence • Seront plus marqués: – Le lacet inverse donc conjugaison – La traction asymétrique de l’hélice donc pieds
LES PHENOMENES LIES AU VOL LENT
• Enfin, le vol lent est par définition très proche du décrochage • Ce qui fait du vol lent une situation potentiellement dangereuse (notamment en dernier virage, à l’atterrissage ou au décollage)
LES PHENOMENES LIES AU VOL LENT
• Lors d’un virage, la portance doit être augmentée pour maintenir le palier • Donc Fz doit être augmentée d’un facteur n pour égaler le poids • Fz=n P Fd
LES PHENOMENES LIES AU VOL LENT
• N est le facteur de charge • Celui ci évolue avec l’inclinaison n=1/cos§ donc: – §=0° n=1 – §=30° n=1,15 – §=45° n=1,4 – §=60° n=2
LES PHENOMENES LIES AU VOL LENT
• Seulement Fz = ½ r v2 s Cz = P • Donc à vitesse de décrochage – Fz = ½ r vs2 s Cz • en virage – n Fz = ½ r vs2 s Cz Si je garde r,s,Cz constant, alors je comprends que ma vitesse de décrochage a augmenté puisque la portance mini nécessaire a augmenté d’un facteur n
LES PHENOMENES LIES AU VOL LENT
• Donc la vitesse de décrochage augmente en virage de la valeur de la racine du facteur de charge – Vs virage = Vs n Si la Vs en palier rectiligne (indiquée sur l’anémomètre) est 50 kts, alors en virage à 60° Vs’ = Vs x 2 = 70 kts On comprend la nécessité de limiter l’inclinaison en vol lent
LES PHENOMENES LIES AU VOL LENT
• On a simplifier le calcul de la vitesse de décrochage en fonction de l’inclinaison et on y a ajouté une marge de sécurité ainsi: – 1,45 Vs autorisera § = 37° avec une marge de 30% – 1,3 Vs § = 20° marge = 20% – 1,2 Vs § = 10° marge = 10% Vs changera en fonction de la configuration de l’avion
LES PHENOMENES LIES AU VOL LENT
• Pour éviter les accidents, – les décollage ne se feront pas en dessous de 1,2 Vs – Les atterrissages et approches ne se feront pas en dessous de 1,3 Vs
SORTIR DU VOL LENT
• Nous sommes entrés dans le vol lent • Nous avons compris (j’espère…) les phénomènes et dangers liés au vol lent • Il nous reste à en sortir
SORTIR DU VOL LENT
• Il s’agit d’augmenter sa vitesse donc de diminuer son incidence • mais vu que nous seront dans la majeure partie des cas, proche du sol, il ne faudra pas modifier la trajectoire (donc la portance) • Comment faire alors ???
W
SORTIR DU VOL LENT
• Nous nous rappelons de la courbe des puissance en fonction de la vitesse – 1er régime / stable / si Wu augmente, Vp augmente – 2d régime / instable / si Wu augmente Vp diminue 2d régime 1er régime Wn a Wu Vp décrochage Vp crz Vp
W
SORTIR DU VOL LENT
• • 1/ j’augmente la puissance…si je ne fais rien l’incidence augmente la vitesse diminue. Donc • 2/ je bloque mon assiette et diminue mon incidence progressivement en fonction de la portance qui augmente progressivement avec la vitesse 3/ ma puissance excédentaire me conduis en 1er régime et je reprends un vol normal… 2d régime 1er régime Wn a Wu Vp décrochage Vp crz Vp
SORTIR DU VOL LENT
• Nous sommes sortis du vol lent • Il faut se rappeler qu’il s’agit dune situation de vol particulière qui demande plus d’attention et de précautions • Les règles d’or – Jamais sous 1,2Vs au décollage et 1,3Vs pendant le reste du vol – Limitez vos inclinaisons surtout en dernier virage et en approche finale – Sortie des volets = sécurité mais sous la Vfe
SORTIR DU VOL LENT
– De plus à bas régime en condition givrante je n’oublie pas le réchauffage carburateur – Enfin, sortie du vol lent = puissance et bloquage de l’assiette simultané
• Oui…
Des questions…
• NON • Réveillez vous … C’est l’heure…
Bon soir et bon vol
Que la FORCE soit avec vous …