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

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En plus de ces vitesses réglementaires, l'avionneur peut en définir d'autres, en fonction des caractéristiques de l'appareil (aérodynamique, puissance, domaine d’emploi de certains équipements, etc.), dont le respect peut être imposé au pilote par le manuel de vol, ou servir simplement de recommandation (par exemple pour avoir les meilleures performances). En l'absence d’autre précision, les vitesses listées ici sont des vitesses calibrées.
 
== Vitesses placard ==
* M<sub>MO</sub> : [[w:Nombre de Mach|Nombre de Mach]] maximal en opérations
* V<sub>A</sub> : Vitesse maximale en manœuvre
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[[Fichier:Anemometre dr400.jpg|thumb|[[W:Anémomètre|Anémomètre]] de Robin DR-400|right]]
 
=== Vitesse maximale en opérations ===
Elle est notée V<sub>MO</sub>. Il s'agit d'une vitesse air ne devant pas être délibérément dépassée, quel que soit le domaine de vol (montée, descente, croisière). De façon dérogatoire, il peut parfois être autorisé de dépasser cette vitesse en vol d’essai ou d’entraînement. Cette vitesse est déterminée de façon à inclure une marge de sécurité pour tenir compte d’éventuels dépassements involontaires. Cette vitesse est souvent définie comme constante pour un appareil donné, mais elle peut parfois varier en fonction de l’altitude.
 
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* un échauffement anormal de la cellule.
 
=== Nombre de Mach maximal en opérations ===
Il s'agit de la même définition que pour V<sub>MO</sub>, à part qu'elle s'applique au Nombre de Mach et non pas à la vitesse calibrée de l'appareil.
 
=== Vitesse maximales pour les avions légers à pistons et les planeurs ===
Pour ces types d'appareils, en remplacement des vitesses précédentes V<sub>MO</sub> et V<sub>MO</sub>, on définit les vitesses suivantes :
* V<sub>NO</sub> : vitesse maximale de croisière (de l'anglais ''Normal Operating''),
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La V<sub>NO</sub> ne doit pas être dépassée en atmosphère agitée, car en cas de rafale, la V<sub>NE</sub> pourrait se retrouver être dépassée, ce qui pourrait conduire à une déformation permanente ou une rupture de la cellule. Sur certains anémomètres, la plage de vitesses au-delà de la V<sub>NO</sub> est indiquée par un arc jaune.
 
=== Vitesse maximale en configuration hypersustentée ===
Elle est notée V<sub>FE</sub>. Elle concerne toutes les configurations [[w:Dispositif hypersustentateur|hypersustentées]] : chaque combinaison de positions de becs et volets (en fonction de l'appareil). Sur certains anémomètres, la plage de vitesses en deçà de la V<sub>FE</sub> est indiquée par un arc blanc. 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 [[Brevet de pilote d'aéronef/Décollage|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 principalement les volets et les becs de bord d'attaque. Ces dispositifs agissent de différentes façons, en augmentant la [[w:Cambrure|cambrure]] du profil et permettant ainsi de garder une [[W:Portance|portance]] suffisante malgré la baisse de vitesse ou en réénergisant localement la couche limite à l'aide d'un apport d'air provenant de l'intrados ce qui prévient son décollement du profil.
 
=== Vitesses liées au train d'atterrissage ===
On distingue les vitesses suivantes :
* V<sub>LE</sub> : vitesse maximale de vol avec le train d’atterrissage sorti
* V<sub>LO</sub> : vitesse maximale de manœuvre du train d’atterrissage, qui peut être différente pour la rentrée ou la sortie du train.
 
=== Vitesse maximale de manœuvre ===
Elle est notée V<sub>A</sub>. Il s'agit de la vitesse maximale à laquelle il est autorisé d’utiliser la déflexion totale des commandes de vol. Au-delà, la course des commandes de vol doit rester limitée (les gouvernes ne doivent plus être braquées à leurs débattements maximum).
 
=== Vitesse à l'énergie de freinage maximale ===
Elle est notée V<sub>MBE</sub>. Au-delà de cette vitesse, l’énergie cinétique dépasse les capacités d’absorption et de refroidissement des freins. Elle dépend de la masse, de l’altitude-pression, de la température et du vent effectif, et d'autres vitesses maximales sont définies lors du décollage et de l'atterrissage.
 
== Vitesses de décrochage ==
* V<sub>S1g</sub> : vitesse de décrochage sous facteur de charge unitaire
* V<sub>SR</sub> : vitesse de décrochage de référence
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En aéronautique, le '''décrochage''' est la perte plus ou moins brusque de portance, provoquée par le décollement de l'écoulement aérodynamique à l’[[w:Extrados (aéronautique)|extrados]] de l’[[w: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.
 
== Le décrochage ==
[[Fichier:Lift curve fr.svg|right|thumb|Graphique donnant l'évolution du coefficient de portance en fonction de l'angle d'attaque]]
En vol normal, l'écoulement de l'air est régulier sur les deux faces, [[w:Intrados (aéronautique)|intrados]] et extrados, de l'aile. Les filets d'air collent au profil de l'aile, ce qui favorise la portance.
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La portance dépend de l'angle d'incidence, 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). Arrivée à une certaine valeur d'angle, de l’ordre de 5 à 20° selon les caractéristiques de l'aile profil, allongement, etc.) et le [[w:Nombre de Reynolds|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.
 
== Types de décrochage ==
[[Fichier: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 (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.]]
Le décrochage à plat: La faible vitesse de l'avion tend à le faire descendre, mais si le nez de l'appareil reste toujours au dessus de la ligne d'horizon, l'avion décroche, il suffit de pousser le manche pour rétablir une vitesse et annuler le décrochage.
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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.
 
=== Introduction ===
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 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 [[w:Facteur de charge (aérodynamique)|facteur de charge]]. Par exemple, un avion qui a une vitesse de décrochage de {{Unité|100|{{Abréviation|km/h|kilomètre par heure}}}} sous un facteur de charge de 1g :
* décrochera à environ {{Unité|140|{{Abréviation|km/h|kilomètre par heure}}}} sous un facteur de charge de 2g, par exemple lors d'un virage à grande inclinaison de 60°,
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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>. 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
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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). V<sub>S</sub>, 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.
 
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 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 :
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* 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 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 sur les [[w:Instrument de bord (aéronautique)|Instruments de bord]]
 
== La prévention du décrochage ==
Le vrillage négatif d'une aile, c'est-à-dire un angle d'incidence du profil au saumon 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.
 
== Vitesses minimales opérationnelles ==
* V<sub>2MIN</sub> : vitesse minimale de sécurité au décollage
* V<sub>MC</sub> : vitesse minimale de contrôle
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* V<sub>REF</sub> : vitesse minimale d'approche
 
== Vitesses de décollage ==
* V<sub>MCG</sub> : vitesse minimal de contrôle sol
* V<sub>EF</sub> : vitesse effectif de panne
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* V<sub>2</sub> : vitesse de sécurité au décollage
 
== Vitesse ascensionnelle ==
La vitesse ascensionnelle d'un avion est la valeur de la projection du vecteur vitesse sur l'axe vertical. Elle correspond à une variation d'altitude pendant l'unité de temps. La vitesse ascensionnelle est mesurée par un instrument de bord appelé variomètre. Ces instruments sont généralement gradués en pied par seconde ou par minute (ft/s ou ft/min) ou en mètre par seconde (m/s).
 
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Pour les autres appareils les performances en vitesse ascensionnelle sont uniquement nécessaires pour leur permettre d'atteindre leur altitude optimale de croisière rapidement ou, au décollage, pour éviter les obstacles dans l'axe de la piste, atteindre rapidement une altitude de sécurité ou survoler une zone habitée.
 
== Autres vitesses ==
* V<sub>MBE</sub> : vitesse d'énergie de freinage maximale
* V<sub>X</sub> : vitesse d'angle de montée maximal
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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 densité de l'air au niveau de la mer et <math>\rho</math> est la densité de l'air où l'avion vole.
 
== Vitesse près du 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’[[w:Effet Doppler|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 [[W:Tube de Pitot|tube de Pitot]] est inutilisable parce que noyé dans le flux du rotor principal.