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« Brevet de pilote d'aéronef/Vitesse » : différence entre les versions

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{{ébauche|aéronautique}}
{{Voir homonymes|Décrochage}}
[[Fichier:StallFormation.svg|thumb|alt="Décrochage"|Apparition du décollement de la couche limite puis du décrochage]]
 
En aéronautique (et en aérodynamique en général), plusieurs types de vitesses peuvent être employées<ref name="FAR1">''FAR (Federal Aviation Rules), Part 1 - Definitions and Abbreviations''</ref> :
En [[aéronautique]], le '''décrochage''' est la perte plus ou moins brusque de [[portance]], provoquée par le décollement de l'écoulement [[aérodynamique]] à l'[[Extrados (aéronautique)|extrados]] de l'[[Voilure (aéronautique)|aile]] d'un avion. L'expression « décrochage de l'avion » est couramment employée avec le même sens. Le décrochage peut aussi concerner les pales du rotor d'un hélicoptère ([[décrochage rotor]]) ou les ailettes du compresseur d'un réacteur ([[pompage réacteur]]).
 
*[[#Vitesse indiquée|vitesse indiquée]], notée IAS pour ''indicated airspeed'' (ou [[KIAS]] lorsque la valeur est donnée en [[Nœud (unité)|nœud]] pour ''knot indicated airspeed'') ;
Les [[voilier]]s sont également concernés par le phénomène de décrochage, au niveau des voiles ou des appendices immergés ([[Dérive (bateau)|dérives]], [[Safran (bateau)|safrans]], [[Plan porteur (mécanique des fluides)|foils]])
*[[#Vitesse corrigée|vitesse corrigée]], notée CAS pour ''calibrated airspeed'' ;
*[[#Vitesse vraie|vitesse vraie]], notée TAS pour ''true airspeed'' ;
*[[#Équivalent vitesse|équivalent vitesse]] (ou vitesse équivalente), notée EAS pour ''equivalent airspeed'' ;
*[[#Vitesse sol|vitesse sol]], notée GS pour ''ground speed''.
 
La distinction entre ces différentes vitesses permet de prendre en compte les erreurs de mesures des instruments anémobarométriques, ainsi que la compressibilité de l'air par exemple. En règle général, les pilotes ou les [[pilote automatique|pilotes automatiques]] utilisent la vitesse corrigée afin de piloter l'avion jusqu'à l'altitude de transition où l'on contrôle la vitesse en [[nombre de Mach]].
== Le décrochage ==
[[File:Accelerated stall fr.gif|thumb|upright=1.8|alt=Schéma montrant les force s'exerçant sur l'avion en virage|Illustration du décrochage en virage.<br />Plus le virage est serré, plus la [[portance (mécanique des fluides)|portance]] (et donc l'[[angle d'attaque]]) doit être élevée pour contrer la somme de la force centrifuge et du poids. Si l'angle d'attaque critique est dépassé, l'avion décroche même si la vitesse reste constante.]]
 
== Vitesse indiquée ==
En vol normal, l'écoulement de l'air est régulier sur les deux faces, [[Intrados (aéronautique)|intrados]] et [[Extrados (aéronautique)|extrados]], de l'aile. Les filets d'air collent au profil de l'aile, ce qui favorise la [[portance]].
 
C'est la vitesse indiquée par l'instrument de mesure anémobarométrique d'un aéronef (voir [[tube de Pitot]] et [[Instrument de bord (aéronautique)|badin]]), corrigée des effets de la compressibilité en conditions atmosphériques standard au niveau de la mer, non corrigée des erreurs du circuit anémobarométrique<ref name="FAR1" />.
La portance dépend de l'angle d'incidence<ref>en anglais : ''[[:en:angle of attack|angle of attack]]''</ref>, angle que fait la corde de profil de l'aile avec le vecteur vitesse. Lorsque l'angle d'incidence augmente, la portance augmente, et l'écoulement à l'extrados commence à se décoller aux alentours du [[bord de fuite]] (décollement de la couche limite).
 
== Vitesse corrigée ==
Arrivée à une certaine valeur d'angle, de l'ordre de 5 à 20° selon les caractéristiques de l'aile ([[profil (aéronautique)|profil]], allongement, etc.) et le [[nombre de Reynolds]], le décollement de la couche limite se généralise sur l'extrados, entraînant une brusque chute de portance : c'est à ce moment que l'aile décroche.
 
C'est la vitesse indiquée d'un aéronef, corrigée des erreurs de position et d'instrument. La vitesse corrigée est égale à la vitesse vraie, en conditions atmosphériques standard, au niveau de la mer<ref name="FAR1" />.
== Types de décrochage ==
Le décrochage à plat.
 
== Équivalent vitesse ==
Le décrochage profond.
 
C'est la vitesse indiquée d'un aéronef, corrigée des effets de la compressibilité à l'altitude donnée. La vitesse équivalente est égale à la vitesse corrigée en conditions atmosphériques standard au niveau de la mer<ref name="FAR1" />.
Le décrochage haut.
 
== Vitesse vraie==
Le décrochage bas.
 
C'est la vitesse d'un aéronef par rapport à l'air. La vitesse vraie est égale à la vitesse équivalente multipliée par <math>\sqrt{ \frac {\rho_0 }{ \rho}}</math>, où <math>\rho_0</math> est la [[Masse volumique de l'air|densité de l'air]] au niveau de la mer et <math>\rho</math> est la densité de l'air où l'avion vole.
Le décrochage dynamique :
==Vitesse propre==
Le décrochage dynamique est un effet aérodynamique mal assuré non linéaire qui se produit quand les surfaces portantes changent rapidement l'angle d'attaque. Le changement rapide peut faire un fort tourbillon répandu du bord principal de l'aile et du à reculons au-dessus de l'aile. Le tourbillon, en contenant de hauts écoulements d'air accélérés, augmente brièvement l'ascension produit par l'aile. Aussitôt qu'il passe derrière le bord traînant, pourtant, l'ascension se réduit radicalement et l'aile est dans le décrochage normal.
C'est la composante horizontale de la vitesse vraie.
== Vitesse sol ==
 
La vitesse de déplacement de l'aéronef au-dessus du sol se déduit de l'information de vitesse air (ou vitesse vraie) et du vent régnant. La vitesse sol peut aussi être calculée à l'aide d'un [[radar]] utilisant l'[[effet Doppler]], par exemple au-dessus de la mer (en connaissant la taille des vagues) ou sur [[hélicoptère]] à très basse vitesse et en vol stationnaire, lorsque le [[tube de Pitot]] est inutilisable parce que noyé dans le flux du [[rotor principal]].
A développer...
 
== LaNotes vitesseet de décrochageréférences ==
{{Références}}
 
===Voir Introduction =aussi==
===Articles connexes===
* [[Décrochage (aéronautique)|Décrochage ]]
* [[Instrument de bord (aéronautique)|Instrument de bord]]
* [[Anémométrie en aéronautique]]
 
On parle souvent abusivement de ''vitesse de décrochage'' comme d'une caractéristique de l'avion — aux débuts de l'aviation, le décrochage était nommé ''perte de vitesse'' — en sous-entendant que l'avion vole en palier stabilisé (facteur de charge égal à 1). Or, pour une configuration donnée, le décrochage ne se produit pas toujours à la même vitesse ; il n'est caractérisé que par l'[[angle d'incidence]] de décrochage. En vol, l'angle d'incidence varie selon la vitesse, la masse et le [[Facteur de charge (aérodynamique)|facteur de charge]] que subit l'avion. On peut donc atteindre l'[[incidence]] de décrochage à des vitesses très variables en fonction du facteur de charge. La vitesse de décrochage évolue approximativement selon la racine carrée du [[Facteur de charge (aérodynamique)|facteur de charge]]. Par exemple, un avion qui a une vitesse de décrochage de 100 km/h sous un facteur de charge de 1g :
* décrochera à environ 140 km/h sous un facteur de charge de 2g, par exemple lors d'un virage à grande inclinaison de 60°,
* décrochera à environ 200 km/h sous un facteur de charge de 4g, par exemple lors d'un virage à 75° ou d'une ressource suite à un piqué,
* ne décrochera qu'à 70 km/h à 0,5 g (lors d'une évolution en cloche).
 
Une augmentation de masse entraîne également une augmentation de la vitesse de décrochage.
 
=== Réglementation ===
 
La réglementation définit une vitesse conventionnelle de décrochage V<sub>SR</sub><ref name=FAR25>[http://ecfr.gpoaccess.gov/cgi/t/text/text-idx?c=ecfr;sid=7c81245408c522d9d2e70f856ddadcc3;rgn=div5;view=text;node=14%3A1.0.1.3.11;idno=14;cc=ecfr#14:1.0.1.3.11.2.155.9 FAA Title 14: Aeronautics and Space Part 25 — Airworthiness Standards: Transport Category Airplanes]§25.103 Stall Speed</ref>. Il s'agit de la vitesse minimale de vol stabilisé à laquelle l’avion est contrôlable avec une poussée nulle et le centrage le plus défavorable.
 
Comme elle dépend de la configuration de l'appareil, on définit les vitesses de décrochage suivantes :
* V<sub>SR0</sub> : vitesse de décrochage en configuration atterrissage
* V<sub>SR1</sub> : vitesse de décrochage en configuration spécifique (en approche, en lisse, etc.)
 
La vitesse de décrochage entre en ligne de compte dans la définition de plusieurs autres vitesses réglementaires : par exemple, la vitesse minimale d'approche [[Vitesse aéronautique#Vitesses de décrochage|V<sub>REF</sub>]] est généralement définie égale à 1,3.V<sub>SR0</sub> (le coefficient de 1,3 procurant une marge de sécurité de 30%).
 
Sur certains appareils, les commandes de vol électriques peuvent empêcher d’atteindre V<sub>SR</sub> (protection de l'enveloppe de vol pour raison de sécurité). Dans ce cas, la vitesse de décrochage retenue va être V<sub>S1g</sub> qui est une vitesse de décrochage à [[Facteur de charge (aérodynamique)|facteur de charge]] unitaire. Dans ce cas, les vitesses de référence qui dépendent de la vitesse de décrochage (comme V<sub>REF</sub>) sont calculées à partir de V<sub>S1g</sub>.
 
Jusqu'à V<sub>S1g</sub>, on peut maintenir un palier stabilisé. En deçà et jusqu'à V<sub>SR</sub>, on peut contrôler l'appareil mais plus maintenir le palier.
 
Nota : On trouve fréquemment la notation V<sub>S</sub> (ainsi que ses dérivés V<sub>S0</sub> et V<sub>S1</sub>), mais cette notation n'est plus utilisée dans les réglementations car elle n'est pas assez précise (comme énoncé plus haut, il existe plusieurs vitesses de décrochage)<ref name=NPRM>[http://rgl.faa.gov/Regulatory_and_Guidance_Library/rgNPRM.nsf/0/5f857d0b67ba060086256c870067f137!OpenDocument&ExpandSection=-3 1-g Stall Speed as the Basis for Compliance With Part 25 of the Federal Aviation Regulations]</ref>. V<sub>S</sub> vient de l'anglais ''velocity of stall'', vitesse de décrochage.
 
== Conséquences du décrochage ==
Lors du décrochage, l'avion s'enfonce, et il peut effectuer une ''abattée'' ([[piquer]] du nez), ce qui entraîne dans les deux cas une perte d'altitude. Près du sol, par exemple en dernier virage précédant l'[[atterrissage]], la perte d'altitude peut ne pas être rattrapée.
 
Si une seule aile décroche, on parle de ''décrochage dissymétrique'', ce qui peut conduire à une [[vrille (aviation)|vrille]].
 
Suite à un décrochage, il faut pousser sur le manche pour retrouver un [[angle d'incidence]] inférieur à l'incidence de décrochage, ce qui permet généralement de redonner de la vitesse à l'avion en [[piquer|piquant]] légèrement, avant de tirer doucement pour redresser la trajectoire et [[cabrer]] à nouveau.
 
== L'avertissement du décrochage ==
[[Fichier:Avertisseur décrochage.jpg|thumb|200px|right|Avertisseur de décrochage]]
Plusieurs indices permettent de détecter l'approche du décrochage :
* les gouvernes deviennent molles, elles sont moins efficaces ;
* l'avion vibre, cela est dû à l'écoulement tourbillonnaire de l'air sur l'aile après le décollement des filets ;
* l'avertisseur de décrochage. C'est une palette située sur le bord d'attaque de l'aile qui est soulevée vers le haut par le [[Vent#Vent réel, vitesse, apparent|vent relatif]] lorsque l'angle d'incidence atteint une valeur proche de l'incidence de décrochage. Le pilote est averti par une lumière et/ou par une sonnerie.
 
== La prévention du décrochage ==
'''''Profil de l'aile, becs en bout d'aile, effet du centrage, à développer'''''
 
'''Le vrillage négatif''' d'une aile, c'est-à-dire un angle d'incidence du profil au saumon<ref>Le saumon est la partie marginale de l'aile, l'emplanture est la partie de l'aile la plus proche du plan de symétrie de l'avion</ref> inférieur à celui de l'emplanture, permet de retarder, sinon d'avertir du décrochage.
En effet, cette différence d'incidence fait que l'emplanture de l'aile décroche avant le saumon. Aux abords du décrochage, l'emplanture de l'aile ne porte plus, l'aile sustente moins l'aéronef, et celui-ci "s'enfonce" sans faire d'abattée violente. Le décrochage de l'aile est progressif. Ce vrillage permet aussi de limiter le départ en vrille (décrochage dissymétrique). Enfin, le pilote conserve toujours un contrôle de l'axe de roulis, les saumons supportant les ailerons n'étant pas "décrochés".
Ce vrillage dégrade un peu les performance de l'aile, mais c'est une solution économique pour assagir un avion. C'est d'ailleurs la solution retenue sur les voilures des avions [[Jodel]], qui sont doux et démonstratifs dans cette manœuvre.
 
== Décrochage des ailes à faible allongement ==
Ailes Delta, pente de portance non linéaire, tourbillon marginal, fortes incidences possibles, à développer
 
== Les [[dispositif hypersustentateur|dispositifs hypersustentateurs]] ==
L'aile de l'avion est conçue pour avoir son meilleur rendement à la vitesse de croisière. Mais elle doit permettre également de maintenir l'avion à basse vitesse, lors notamment des phases de [[décollage]] et d'[[atterrissage]]. Ces deux objectifs sont contradictoires, l'aile est donc conçue pour la vitesse la plus élevée et des dispositifs ont été mis au point pour déformer le profil de l'aile à faible vitesse. Ce sont des [[dispositif hypersustentateur|dispositifs hypersustentateurs]] qui sont principalement les volets et les becs de bord d'attaque. Ces dispositifs agissent de différentes façons, en augmentant la [[cambrure du profil]] et permettant ainsi de garder une [[portance]] suffisante malgré la baisse de vitesse ou en ré-énergisant localement la couche limite à l'aide d'un apport d'air provenant de l'intrados ce qui prévient son décollement du profil.
 
== Notes et références ==
{{Références}}
 
{{Portail|aéronautique}}
 
[[Catégorie:AérodynamiquePilotage appliquéedes à l'avionaéronefs]]
 
[[ar:انهيارسرعة (طيران)جوية]]
[[da:StallAirspeed]]
[[de:StrömungsabrissFluggeschwindigkeit]]
[[en:Stall (flight)Airspeed]]
[[fi:Ilmanopeus]]
[[es:Entrada en pérdida]]
[[he:מהירות אווירית]]
[[fa:واماندگی (پرواز)]]
[[fija:Sakkaus対気速度]]
[[heko:הזדקרות대기속도]]
[[hunl:ÁtesésLuchtsnelheid]]
[[zh:空速]]
[[it:Stallo aerodinamico]]
[[ja:失速]]
[[nl:Overtrek]]
[[pl:Przeciągnięcie]]
[[pt:Estol]]
[[ru:Сваливание]]
[[sv:Överstegring]]
[[tr:Tutunma kaybı]]
[[uk:Звалювання]]
[[zh:失速]]
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