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Module mécanique du vol

Module mécanique du vol. Formation théorique pour la Licence de Pilote Privé Avion (PPL). AVERTISSEMENT Les figures sont tirées des ouvrages suivants : Manuel du pilote privé - vol à vue – SFACT, Connaissance de l’avion léger - la technique du vol – par A. Hémond,

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Presentation Transcript

  1. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Module mécanique du vol Formation théorique pour la Licence de Pilote Privé Avion (PPL) AVERTISSEMENT Les figures sont tirées des ouvrages suivants : • Manuel du pilote privé - vol à vue – SFACT, • Connaissance de l’avion léger - la technique du vol – par A. Hémond, • Technique élémentaire du vol – par E. et R. Belliard, A. Maldant, G. Salomon.

  2. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 DESCRIPTION DE L’AVIONVue de dessus Capot moteur Bord d’attaque Aile Saumon d’aile Ailerons Bord de fuite Volets Gouverne de profondeur(Monobloque) Compensateur

  3. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 DESCRIPTION DE L’AVIONVue latérale Gouverne de direction Habitacle Hélice Verrière Dérive verticale Casserole d’hélice Fuselage Compensateur Roulette de nez Train principal Train d’atterrissage

  4. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 LA PROFONDEUR Gouverne de direction Plan fixe vertical Gouverne de profondeur Gouverne de profondeur monobloc(entièrement mobile) Plan fixe horizontal

  5. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 LA SURFACE DE L’AILE

  6. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Envergure Profondeur (corde) CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES DE L’AILE Bord de fuite Bord d’attaque

  7. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 b l Allongement = l Envergure (b) lm b lm l1 l2 Allongement = L’ALLONGEMENT DE L’AILE L'allongement est lerapport entre l'envergureet laprofondeurmoyenne

  8. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Dièdre Dièdre   LE DIEDRE DE L’AILE

  9. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Aile haute cantilever Aile haute haubanée Aile médiane cantilever Aile basse cantilever L’AILE PAR RAPPORT AU FUSELAGE

  10. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Flèche Flèche LA FLECHE DE L’AILE

  11. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 LE PROFIL DE L’AILE

  12. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Portance Traînée Traction Poids FORCES APPLIQUEES A L’AVION

  13. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Portance Résultante aérodynamique VR VR Traînée LA RESULTANTE AERODYNAMIQUE 1/3

  14. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 LA RESULTANTE AERODYNAMIQUE 2/3 La résultante aérodynamique est fonction de plusieurs paramètres • Paramètres pilote : • vitesse, • Incidence Pour la formule: -Cz coefficient de portance -Pz portance • Paramètres subi : • masse volumique de l'air, • la surface alaire, • courbe de profil, • l'allongement, • l'état de surface de l'aile. Formule de la portance : Pz = ½  SV² Cz

  15. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 LA RESULTANTE AERODYNAMIQUE 3/3 La réaction de l’eau s’oppose au poids de l’aquaplane qui se maintient ainsi à la surface

  16. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 R x 4 R V V x 2 LA VITESSE La résultante aérodynamique est proportionnelle au carré de la vitesse

  17. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 V Angle d'incidence Angle d’incidence  Axe de l’avion L’INCIDENCE

  18. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Corde du profil Vent relatif Extrados Intrados L’ANGLE D’INCIDENCE L’angle formé entre le vent relatif et la corde de profil s’appellel’angle d’incidence Corde de profil Calage de l’aile Angle de calage Incidence Axe longitudinal Incidence fuselage // Axelongitudinal

  19. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 LES COMMANDES DE VOL Manche On peut l’utiliser latéralement de gauche à droite.Il commande alors les ailerons Gouverne de profondeur Manche Palonnier Gouverne de direction Commande d’ailerons Aileron droit Aileron gauche

  20. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 L’ASSIETTE = Pente + Incidence POSITION 1 Position 2

  21. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 CABRE 1 Position 1 Vent PALIER Relatif Position 2 2 PIQUE L’INCIDENCE

  22. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Vitesse moyenneIncidencemoyenne Vitesse forteIncidencefaible Vitesse faibleIncidenceforte Portance Portance constante Due à la vitesse Due à la portance Vent Relatif RELATION VITESSE INCIDENCE CAS DU VOL EN PALIER

  23. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 PORTANCELES EFFETS SUR LE PROFIL

  24. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Portance  1  2  3 Poids Vitesse de décrochage Vitesse limite Vitesse de croisière RELATION INCIDENCE VITESSE

  25. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Portance Résultante aérodynamique Résultante aérodynamique Traînée Traînée Foyer Foyer DIAGRAMME DES FORCES Cas du vol en palier rectiligne stabilisé Portance VR VR

  26. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 CAS DU VOL EN MONTEE OU EN DESCENTE 1/2 En général, pour garder l’avion sur une trajectoire à pente constante, unediminution de vitessenécessite une variationd’assiette à cabrer

  27. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 VR VR VR VR VR VR CAS DU VOL EN MONTEE OU EN DESCENTE 2/2 CAS DU VOL EN DESCENTE CAS DU VOL EN MONTEE Vitesse forte Vitesse moyenne Vitesse faible

  28. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Vent relatif Portance Trainée PORTANCE ET VENT RELATIF La portance est perpendiculaire au vent relatif

  29. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Portance Trainée Traction poids P Portance Traction Trainée +composante poids Départ Décélération Vitesse stable Après correction poids VOL EN MONTEE

  30. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Portance Trainée P CG Trainée Les 2 composantes du poids poids VOL EN DESCENTE Résultante aérodynamique Portance Traction +Composantepoids

  31. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Vol en palier àinclinaison nulle Pour virer, on incline la portance Portance Portance Portance = poids Portance = 2 x poids Poids Poids Portance totale Composante verticale de la portance Composante verticale de la portance Portance = 3 x poids Composante horizontale de la portance Composante horizontale de la portance Poids Équilibre des forces en virage Portance = 10 x poids VOL EN VIRAGE Influence de l’inclinaison Décomposition de la portance

  32. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 1 2Hélice à calage fixe 1 + 2 2ème Régime 1er Régime 1,45 vitesse de décrochage COURBES DE PUISSANCE

  33. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 PORTANCE Distance horizontale parcourue TRAINEE Hauteur de départ FINESSE = = LA FINESSE • La finesse varie en fonction de l’incidence de l’aile, • Lorsque l’incidence est optimum, on dit que la vitesse est maximum. La distance de planée est maximum, • La formule de la finesse maximum est F = Cz /Cx

  34. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Définition CZ et CX Cz traduit l’aptitude du volume (aile d’avion) à transformer en portance les pressions exercées sur lui par les tubes de courant qui le contournent. Cx est le coefficient de défault résiduel, générateur de traînée, qui accompagne cette transformation.

  35. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 P. Totale P. Totale P. Statique Prises Statiques MECANISME DU BADIN Tube de Pitôt Capsule Anéroide

  36. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Portance Effet piqueur de l'aile Effet cabreur dù à l'empennage Trajectoire Rz Force de l’empennage Portance Poids Force de l’empennage Effet cabreur de l'aile Effet piqueur dù à l'empennage Trajectoire P Poids L’EQUILIBRE DE L’AVION

  37. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 L’ANEMOMETRE 1/2 Mesure l'écart : • Entre la pression totale (par le tube Pitot) • Et la pression statique (prise statique) • VITESSE AIR • Badin : • Nœud (knot) 1,852 km/h, • kilomètre par heure (km/h), • mile per hour (Mph) 1,609 km/h

  38. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 CAS PARTICULIERS VFF : Vitesse maximale de manœuvre des volets (rare sur les petits avions), VLE : Vitesse d'utilisation avec le train sorti, VLL : Vitesse maximale de manœuvre du train, etc.... VA : Vitesse maximum de braquage des gouvernes ARC JAUNE : Plage de vitesse interdite en atmosphère turbulente Vitesse mini : VNO Vitesse maxi : VNE TRAIT ROUGE : Vitesse à ne jamais dépasser Vitesse maxi : VNE L’ANEMOMETRE 2/2 ARC VERT : Plage de vitesse d'utilisation normale Vitesse mini : VS1 > Vitesse de décrochage en configuration lisse (sans volet) Vitesse maxi : VNO ARC BLANC : Plage de vitesse normale en configuration atterrissage Vitesse mini : VSO > vitesse de décrochage en configuration atterrissage, Vitesse maxi : VFE > vitesse maximale d'utilisation des volets

  39. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 VITESSES UTILES MARGES DE SECURITE • 1,3 VS > vitesse de décrochage majorée de 30%(généralement utilisé en approche finale), • 1,45 VS> vitesse de décrochage majorée de 45%, (vitesse qui garantie que l'on reste au dessus de la vitesse de décrochage à 37° d'inclinaison) (généralement utilisé en approche étape de base), VITESSE VRAIE Différence entre votre vitesse lue et votre vitesse air réelle Vp. • erreur d'instrument (négligeable), • erreur due à la compressibilité de l'air (négligeable), • erreur due à la variation de densité de l'air (négligeable dans les basses couches).+ 1% par tranche de 600 ft. Au dessus de la surface 1013 hPa. + CHAUD + PLUS HAUT + PLUS VITE

  40. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Pression de référence Index fixe Fenêtre Bouton de réglage L’ALTIMETRE ALTITUDE à partir d'une référence de pression atmosphérique. • Principe du baromètre. • 1 hPa = 28 ft. (dans les basses couches). • QNH : altitude topographique du terrain. (en vol l'indication vous donne approximativementvotre altitude / niveau de la mer) • QFE : information de hauteur / votre aérodrome. • QNE : calage 1013hPa. LE QNH DOIT ETRE "RECALE"

  41. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 1002 QNH QNH Hauteur par rapport au relief2500 – 700 = 1800 ft Hauteur 700 ft Valeur lue sur l’altimètre 2500 ft (altitude) Altitude topographique 700 ft Valeur lue sur la carte 700 ft 1002 ALTIMETRIE

  42. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 1500 ft 30°C 15°C 1900 ft °0 C 2200 ft 1500 ft 1500 ft 1500 ft QFE 1013 QNH INFLUENCE DE LA PRESSION

  43. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 LE VARIOMETRE VITESSE VERTICALE - Vz • Vario • Principe de la variation de pression instantanée. • ft/min(parfois en mètre par seconde). • 1 m/s environ 200 ft/mn. • Instrument possédant une certaine inertie

  44. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Liquide amortisseur Rose mobile Ligne de foi(solidaire de l’avion Pivot Nm Axe dufuselage Cm LE COMPAS BOUSSOLE • cap magnétique, • degré • divisé en 360° • différence entre Cc et Cm > erreur d'instrumentation(souvent négligeable). • une indication de cap se donne toujours en trois chiffres 270° - 085°. • Indications erronées : • virage, • variation de vitesse, • air agité • sensible aux pièces métalliques et aux câbles électriques environnants

  45. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Bouton de réglage CONSERVATEUR DE CAP CAP • directionnel, gyrocompas • degré • divisé en 360° • gyroscope. • Avantages • stable en virage, • insensible aux variations de vitesse, • insensible aux turbulences, • insensible à l'environnement électromagnétique. • Inconvénient :doit être souvent "recalé" > dérive du gyroscope.

  46. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Bille intérieur du virage = dérapage Bille extérieur du virage = glissade Vol symétrique LE BILLE AIGUILLE Indique : • le taux de virage, • la glissade, • Le dérapage.

  47. MECANIQUE DU VOL - Edition 4.2 Inclinaison Assiette Fuselage Aile Ligne d’horizon L’HORIZON ARTIFICIEL MAQUETTE D’AVION L’horizon artificiel donne une information visuelle instantanée de l’attitude de l’avion

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