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 • 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

vitesse

Surface de l’aile

Incidence

courbure

LE FONCTIONNEMENT

• Fz=1/2 r v2 s Cz =P • 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

vitesse

Surface de l’aile

Incidence

courbure

LE FONCTIONNEMENTEn résuméEn vol rectiligne uniformeFz = P

LE FONCTIONNEMENTFz = ½ r v2 s Cz = P

surface

Incidence +courbure

vitesse

LE FONCTIONNEMENTFz = ½ r v2 s Cz = P

surface

Incidence +courbure

vitesse

Si v diminue il faut augmenter l’incidence, la courbure pour garder Fz constant

Fzcte

LE FONCTIONNEMENTFz = ½ r v2 s Cz = P

surface

Incidence +courbure

vitesse

ou augmenter la surface de la voilure pour garder Fz constant

Fzcte

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 diminueDonc 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 ???

• D’abord diminuer la vitesse– En diminuant la puissance– En montant à puissance constante(ex: voiture)

donc action directe sur l’incidence

WWn

Wu

VpVp crzVp décrochage

a

COMMENT ON FAIT ???

W

Wn

Wu

VpVp crzVp décrochage

a

2d régime 1er régime

• 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

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

Vs

Vso

Plage d’utilisation des volets configuration atterrissage : arc blanc Vfe

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’inclinaisonn=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 nSi 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 ???

SORTIR DU VOL LENT

W

Wn

Wu

VpVp crzVp décrochage

a

2d régime 1er régime

• 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

SORTIR DU VOL LENT

W

Wn

Wu

VpVp crzVp décrochage

a

2d régime 1er régime

• 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…

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

Des questions…

• Oui…

• NON

• Réveillez vous … C’est l’heure…

Bon soir et bon vol

Que la FORCE soit avec vous …