Performance Flashcards
trois parties d’une hélice
Pied de pale
Blade shank
Section de pale
Blade section
Bout de pale
Blade tip / tip section
l’angle de calage( θ )
VOIR IMAGE
Dans le cas d’une aile, nous avions défini la notion d’incidence ou angle formé par la corde de profil de l’aile
et l’axe longitudinal de l’avion.
Dans le cas de l’hélice, l’angle de calage( θ ) ( blade angle
or pitch ) sera l’angle entre la corde de la section de pales et le plan de rotation.
Les angles caractéristiques
L’angle d’hélice
est l’angle ( β ) entre la direction de l’écoulement et
le plan de rotation
Les angles caractéristiques
Angle d’attaque
Comme dans le cas
d’une aile, l’angle
d’attaque ( α ) sera
l’angle entre le vent
relatif et la corde de la
section de pales
considérée.
La problématique d’une hélice est la même que celle
d’une aile :
l est nécessaire d’avoir un angle d’attaque
supérieure à l’angle d’attaque de portance nulle
afin d’obtenir une résultante aérodynamique
pouvant générer une traction et un couple
résistant
Un C-23 en vue de coté
Va Vitesse
d’avancement ou
TAS de l’avion (En Kt)
Vr Vitesse de
rotation
Liée au RPM du
moteur (En m/s)
Le principe de l’hélice
La pale
La pale est un profil
aérodynamique se
comportant comme une aile
La pale est un profil
aérodynamique qui est
placé dans un écoulement
Les forces en présence
- On constate une variation de la force le long
de la pale - L’angle d’attaque pourrait être variable
Spécificité de l’hélice
- L’hélice décrit une trajectoire
?
IMAGEE
- L’hélice décrit une trajectoire
hélicoïdale (hélice géométrique) - A et B ne parcourt pas la même
distance
Avance par tour :
faire exercice
La distance parcourue
vers l’avant en un tour
- Elle est la même
pour tous les points
de l’hélice
Avance par tour
* Un avion dont le régime moteur est fixe à
1200 RPM vole à 100 kts, quelle est son
avance par tour?
avance par tour = Vitesse (m/s)/ ( RPM hélice/60sec)
100 kt 100x0.514
1200 rpm (1200/60)
=2.57m
Pas de l’hélice
C’est une notion ancienne : chemin (distance)
longitudinal(e) qui serait effectué par la corde
de référence lorsque l’hélice avance d’un tour
o Les hélices à pas fixe
o Les hélices à pas variables
Les hélices à pas fixe sont caractérisées par un angle
de calage fixe
Les hélices à pas variable sont caractérisées par un
angle de calage ajustable en vol.
Les différents pas
- Pas géométrique
- Pas effectif
- Recul ou glissement d’hélice
- Les autres positions caractéristiques
Pas géométrique
Pas effectif
Pas géométrique
Distance parcourue vers l’avant en 1 tour, sans
‘’glisser’’. Comme une vis qui s’enfonce dans
une planche de bois.
Pas effectif
Distance que parcours réellement l’hélice
lorsqu’elle fait un tour complet dans l’air
Glissement d’hélice
Différence entre le pas géométrique et le pas effectif.
pas géométrique - pas effectif
Limite de l’hélice
Contrairement à un avion en palier, qui doit
conjuguer vitesse et angle d’attaque, l’hélice est
libre d’augmenter ces deux paramètres
indépendamment pour maximiser la traction.
Supposant une hélice à pas fixe entrainée à régime
constant par le moteur d’un avion qui est stationnaire.
Dans ce cas:
𝛼 = 𝜃 et 𝑉é𝑐oulement = 𝑉r
𝜃= Angle de calage
Si nous relâchons les freins et laissons l’avion
accélérer nous remarquons que:
VOIR FORMULE**
On remarque donc une diminution de l’angle
d’attaque, mais une augmentation de la vitesse de l’écoulement.
Ceci demeure vrai tout au long de l’accélération de
l’avion.
Cependant, à une certaine vitesse on
atteint l’angle d’attaque
correspondant à un coefficient de
portance de 0.
Qu’est-ce que le P-Factor ou Propeller Factor ?
(VOIR IMAGE)
Le P Factor ou Traction asymétrique
Notez:
L’écoulement du
vent relatif plus
grand sur la pale
descendante ce
qui augmente la
traction de celle-ci
Le P Factor ou Traction asymétrique
Notion de moteur critique
(VOIR IMAGE)
Le moteur critique d’un avion multimoteur est celui dont la panne
provoquerait les effets les plusn pénalisants pour le pilotage de l’avion et ses performances
Souffle du moteur
(VOIR IMAGE)
Le souffle gyroscopique a également comme
effet d’augmenter la vitesse de l’écoulement
sur une section des ailes.
L’augmentation de la portance étant
proportionnelle à la différence entre le carré
de la vitesse vrai de l’avion et de la vitesse de
l’écoulement derrière l’hélice, et la portion de
la surface alaire étant affecté par le souffle de
l’hélice.
L’augmentation de la portance est généralement
moins ressentie sur un monomoteur dû au
faible pourcentage de la surface alaire affecté
par le souffle de l’hélice.
𝑅z = 1/2 𝜌s𝑉2𝐶z
Voir formule
PRÉCESSION GYROSCOPIQUE
Un corps en rotation tend à résister à toute force
qui pourrait déplacer son plan de rotation. Si
cette force est plus grande que la résistance, le
déplacement se fait à 90° de son point
d’application.
Les 5 contraintes mécaniques (Sur L’Hélice)
- La force centrifuge
- Le couple résistant
- La traction
- Mouvement giratoire centrifuge
- Mouvement giratoire aérodynamique
La force centrifuge
La force créant le plus
grand stress sur une
hélice est la force
centrifuge, qui tend à
arracher les pales du
moyeu (hub) (vers le bou de la pale)
Le couple résistant
(VOIR IMAGE)
Le couple résistant agit dans le sens opposé de la
rotation de l’hélice.
La traction
(VOIR IMAGE)
- La traction tend à plier l’extrémité de la pale
(blade tip):
– Importance de la portance (lift)
– Faible épaisseur de la pale (thin blade section)
Mouvement giratoire centrifuge
C’est un mouvement de rotation autour de
l’axe de l’hélice, combiné à un mouvement de
translation perpendiculaire à cet axe.
Mouvement giratoire aérodynamique
(VOIR IMAGE)
Le mouvement giratoire
aérodynamique tire son
origine du couple créé
par le centre de poussée
(point d’application de la
traction) et l’axe de
rotation de la pale.
C’est un mouvement
de rotation autour de
l’axe de l’hélice,
combiné à un
mouvement de
translation suivant cet
axe
Comment augmenter la traction ?
- Augmenter la vitesse
– Augmenter les RPM
– Augmenter le diamètre - Augmenter la corde
- Augmenter le nombre de pales
Augmenter les RPM
- L’hélice peut être assujettie directement à
l’arbre porte-hélice. Sa vitesse de rotation
est identique à celle du vilebrequin et on
parle d ’entraînement direct. - Par contre, si l ’on insère un réducteur de
vitesse entre les deux, on parle d ’un
entraînement indirect qui provoque une
réduction de la vitesse de l ’hélice par
rapport à l ’arbre.
Augmenter le diamètre des pales
Quelle est la limite :
* La vitesse en bout
de pâle
* La garde au sol
Une pale supersonique produit un bruit extreme, plus de trainée, une
vibration importante et une partie de l’énergie est absorbé par l’onde de
choc diminuant le rendement.
Augmenter la corde des pales
Cependant, l’allongement
trop faible crée des
tourbillons en bout de
pale (trainée induite) ce
qui diminue un peu le
rendement de l’hélice.
Allongement = envergure^2/ surface portante
Coefficient de plénitude
(VOIR FORMULE)
Le coefficient de plénitude correspond au ratio
qu’occupe l’aire des pales par rapport à l’aire
du disque de l’hélice.
Pour le calculer, on utilise la formule suivante:
(VOIR FORMULE)
Les positions caractéristiques
On parle des positions suivantes : (VOIR IMAGE)
- Position normale de vol
Position moulinet
C’est le vent relatif qui fait
tourner l’hélice en
moulinet.
L’angle d’attaque et le recul
sont négatifs et l’hélice
freine l’avion.
Exemple:
Un avion monomoteur en
descente rapide avec le
moteur réduit.
Position drapeau
(VOIR IMAGE)
Objectif :
* Réduire la trainée
créée par une hélice
en moulinet ou en
autorotation
(windmilling propeller)
Rendement
voir formule
i l’hélice n’a pas un rendement parfait, le
moteur non plus. Par exemple,
* Refroidissement 24 %
* Travail utile 25 %
* Échappement 36 %
* Pertes et frottement 15 %
Rendement de l’hélice
Une hélice à pas constant est construite de manière
qu’en utilisation normale l’angle d’attaque soit toujours
égale à l’angle d’attaque de finesse max. En pratique, ce
n’est pas ce qu’on obtient.
Le rendement maximal d’une hélice est de l’ordre de 0,8
à 0,85.
La compressibilité
- La compressibilité d’un corps représente la
variation de volume du corps en réponse à
une variation de pression. - L’air est-il compressible?
- Quand?
- On dit qu’un fluide est compressible lorsque
sa masse volumique varie en fonction de la
vitesse. - Ce phénomène est réel à toutes les vitesses
de vol. Néanmoins, il est négligeable aux
faibles vitesses
Le nombre de Mach
- Le nombre de Mach est le rapport entre la
vitesse de déplacement de l’avion et la
vitesse du son. - La vitesse du son varie selon la température.
VOIR FORMULE
Une pression dynamique
VOIR FURMULE
Où retrouve-t-on la pression dynamique?
Pression statique + Pression dynamique = Pression totale
Théorème de continuité
Selon les conditions :
o principe de conservation de la masse;
o la nature incompressible de l’air;
o un écoulement dont la vitesse reste en permanence
inférieure à Mach 0.5;
o que l’écoulement étudié est permanent,
Sous ces conditions, il est possible d’affirmer que :
un tube de courant est un ensemble de lignes de courant
suffisamment restreint pour que les caractéristiques
physiques y soient constantes dans une section donnée.
* Selon le principe des tubes de courant avec
– ρ = masse volumique,( kg/𝑚𝑚3)
– A : Aire ou surface verticale (𝑚𝑚2)
– V : Vitesse de l’air ou du fluide (m/s)
L’équation de continuité
Selon le principe des tubes de courant
ρ1A1V1 = ρ2A2V2
delon le principe des tubes de courant en incompressible
A1V1 = A2V2
Le théorème de Bernoulli
Selon les conditions suivantes :
* Incompressibilité du mélange gazeux;
* Pas d’ajout d’énergie;
* Peu ou pas de changement de hauteur;
Le théorème de Bernoulli exprime la constance de
l’énergie totale ou de la somme des énergies.
VOIR FURMULEEE
Le domaine de vol pratique
VOIR IMAGE
Moteur à pistons
Le fonctionnement du moteur à piston peut se
diviser en deux catégories:
o Le fonctionnement mécanique:
Fonctionnement mécanique
On distingue quatre phases dans un cycle du
moteur à piston:
o Le cycle d’admission
o Le cycle de compression
o Le cycle de la combustion
o Le cycle de l’échappement
* Utilise la chaleur comme source d’énergie
* Rapport travail utile et énergie thermique du carburant =
rendement thermique du moteur
* Travail mécanique dépend dans une large mesure du
taux de compression
* Taux de compression énergie thermique
transformée en travail
* Limitée par la température de la culasse
o Le fonctionnement thermodynamique
La thermodynamique est l’étude du travail, de
la quantité de chaleur et de l’énergie dans un
système.
On distingue les phases dans le cycle d’Otto
thermodynamique du moteur à piston. Il est
important de noter que le diagramme qui suit
décrit un processus idéal pour tout moteur
utilisant le cycle d’Otto.
(EXACTEMENT COMME CYCLE DE BRAYTON)
Fonctionnement thermodynamique
La quantité d’énergie libérée dépend de
plusieurs facteurs:
o La valeur calorifique du carburant:
La valeur calorifique du carburant est appelée densité
d’énergie et représente la quantité d’énergie
contenue dans une quantité de matière.
* Elle est exprimée en Joule (ou kJ, MJ) par
kilogramme.
* Pour le 100LL elle est d’environ 44MJ/kg
o La quantité de carburant:
La quantité de carburant introduite dans le moteur
dépend:
* Principalement des caractéristiques techniques du
moteur (carburateur, injecteur, pompes, etc.)
* La position des commandes du moteur.
ratio stœchiométrique 14.7:1
o La quantité d’oxygène
La quantité d’oxygène introduite dans le moteur
dépend:
* Caractéristiques techniques du moteur (cylindré,
efficacité volumétrique)
* Conditions environnementales (altitude,
température, etc.).
Un mélange trop riche (AFR < 15) cause:
Un mélange trop pauvre (AFR > 15) cause:
o une diminution de la puissance développée par
le moteur,
o un fonctionnement irrégulier du moteur
o un encrassage des bougies d’allumage
o une diminution de la puissance développée par
le moteur,
o de la détonation à la place de la combustion
o une grande augmentation de la température du
moteur
Facteurs qui affectent l’admission de l’oxygène
dans le moteur:
o Cylindrée du moteur
o Efficacité volumétrique
o Température
o Altitude
La cylindrée du moteur est ?
le volume total
déplacé durant un cycle
Plus la cylindrée est grande, plus il y a de
l’oxygène dans les cylindres. Donc, plus on peut
y introduire du carburant
(voir formule)
L’efficacité volumétrique d’un moteur décrit?
Les facteurs qui influencent l’efficacité
volumétrique d’un moteur sont:
l’efficacité avec laquelle un moteur peut introduire
le mélange dans les cylindres.
On compare le volume du mélange introduit par
rapport au volume maximale théoriquement
possible.
Les facteurs qui influencent l’efficacité
volumétrique d’un moteur sont:
o Les restrictions dans la tubulure admission du moteur
o La température dans le cylindre
o La présence résiduelle de gaz d’échappement
o La durée et la séquence d’ouverture des valves dans le
cylindre
VOIR FORMULE
Fonctionnement thermodynamique
Masse volumique de l’air:
- Une mesure of combien de masse est contenu
dans un volume donné d’air. - Il est affecté par la température et l’humidité.
- Masse volumique de l’air plus élevée peut améliorer
les performances du moteur en permettant plus d’air pour entrer dans la chambre de combustion, ce qui entraîne une meilleure efficacité de combustion
et une meilleure puissance de sortie.
La diminution de puissance développée par le moteur
atmosphérique au fur et à mesure que l’altitude augmente
a longtemps été une barrière à la performance des avions.
Meilleure altitude en général pour atteindre le
plus de distance possible?
Meilleure altitude en général pour atteindre la
meilleure autonomie possible?
Meilleure altitude en général pour atteindre le
plus de distance possible?
Haute altitude
Meilleure altitude en général pour atteindre la
meilleure autonomie possible?
Basse altitude
Comment est-ce qu’on peut augmenter la
masse d’air qui est introduite dans le moteur?
la suralimentation:
Un système comprenant un compresseur
entraîné via un lien mécanique avec le moteur
ou par une turbine placée dans l’écoulement
des gaz d’échappement.
turbo, supercharger
Par contre, la compression de l’air par le dispositif
de suralimentation résulte en un réchauffement
adiabatique de l’air, diminuant sa masse volumique et par le fait même la puissance maximale que nous aurions obtenue si la compression ne réchauffait pas le gaz
- Signifie que le moteur fonctionnera plus près de ses limites de détonation et que les températures et les pressions de culasse seront plus élevées, ce qui
pourrait réduire la durée de vie des cylindres si les CHT ne peuvent pas être maintenus en ligne.
Supercharger:
Pour:
* Pas de délai
* Puissance à bas
régime
Contre:
* Moins efficace
* Utilise la puissance
du moteur
Turbocompresseur:
Pour:
* Plus efficace
* Utilise moins
d’essence
Contre:
* Délai
* Pas ou peu de
bénéfices à bas régime
Refroidisseur intermédiaire:
un échangeur de chaleur
air-air ou un radiateur.
* L’objectif est de maintenir le poids au minimum tout en
le rendant assez grand et assez efficace pour réduire la température de l’air comprimé.
* Se rapproche de ce que le moteur respire un jour
standard au niveau de la mer.
Problème: refroidisseur intermédiaire crée une contrepression pour le turbocompresseur.
Résultat: le turbo travaille plus fort et cela augmente la contre-pression des gaz d’échappement et réduit
l’efficacité volumétrique de chaque cylindre du moteur. Le résultat est que le nombre amélioré de molécules qui
entrent dans le cylindre avec l’air plus dense est
compensé par l’efficacité volumétrique réduite.
Avantages du refroidissement intermédiaire:
* Amélioration de la marge de détonation
* Réduction de la pression maximum des cylindres
pendant la combustion, réduction de la température
des soupapes d’échappement et augmentation de la
longévité des soupapes et des cylindres
L’arrêt d’un moteur avec suralimentation:
Le pilote doit s’assurer que le système de suralimentation
se refroidisse avant d’arrêter le(s) moteur(s). L’huile utilisé pour lubrifier le système de suralimentation est
procuré par le moteur. Pour éviter des chocs thermiques aux composantes, le moteur devra tourner à bas régime pour quelques minutes selon le POH avant d’arrêter le
moteur.
La consommation horaire
est notée 𝐶ℎ se définit
comme la consommation de carburant par unité de
temps. VOIR FORMULE
La consommation spécifique,
que l’on note
habituellement 𝐶𝑠p, est le rapport de la quantité de
carburant consommée par unité de poussée ou de
puissance.
- Moteur classique VOIR FORMULE
La consommation distance
La consommation distance, que l’on note 𝐶𝐶𝑑𝑑, est le
rapport entre la consommation de l’avion et la distance
parcourue.
- Elle se note en unité de carburant (Kg, Gal, Lbs) par
unité de distance (Nm, Km, m)
On peut parler de consommation distance air ou de
consommation distance sol. Il suffit de prendre en
compte respectivement la vitesse vraie ou la vitesse
sol. VOIR FORMULE
Le rayon spécifique
est l’inverse de la consommation
distance soit
C’est la distance parcourue par unité de carburant. Cet
élément est des plus importants pour les calculs de
DMF (distance maximale franchissable), ou du ‘Long
Range’.
VOIR FORMULE
- On peut parler de 𝑅sair ou de 𝑅ssol. Il suffit de
prendre en compte respectivement la vitesse vraie
ou la vitesse sol.
La DMF / Maxi range est atteinte lorsque …
Le rayon maximum est atteint.
VOIR FORMULE
ET EXERCICE!!!
Distance franchissable maximale (vent de face)
Facteurs influençant la distance maximale franchissable
VOIR IMAGE
Le vent: Un vent de dos permettra d’améliorer la distance franchissable. Au contraire, un vent de
face diminuera la distance franchissable.
- L’altitude: À une altitude élevée, donc à une densité d’air plus faible, il est possible d’appauvrir le
mélange. Cependant, l’efficacité de l’hélice et des ailes va diminuer.
- Masse de l’aéronef: plus l’aéronef est lourd, plus il consommera de carburant pour un régime
donné.
- La montée: Pour gagner de l’altitude, la puissance nécessaire est beaucoup plus importante que
pour maintenir un vol en palier ce qui diminuera la DMF.
- Le centrage: Un aéronef centré arrière aura un DMF supérieur à un autre centré avant.
Long range cruise (LRC)
Le max-range (DMF) minimise la consommation, mais la
vitesse est peu élevée donc le temps de vol est important.
Dans une première approche économique, il est bon de
chercher à réaliser un compromis entre temps de vol et
consommation en définissant le long-range cruise (LRC).
Cd Long range = Cd max range + 1 %
Vitesse Long range = Vitesse max range 3 à 5%
Le Long Range Cruise est le régime de marche pour
lequel le Rayon d’action spécifique vaut 99 % du Rs
maximum.
- La vitesse retenue est celle qui est
supérieure au max-range (MRC). - L’accroissement de vitesse ainsi obtenu (3 à
5%) compense, au plan économique, la
perte de 1 % du rayon d’action spécifique
Cost Index (CI)
- Le but de l’indice de coût n’est pas le contrôle de la vitesse, mais l’optimisation de la mission, c’est-à-dire l’optimisation
des voyages. - Réalisée grâce à un compromis entre le coût du temps, ou
le coût des opérations par unité de temps, et le coût du carburant, par unité de carburant. L’indice de coût est calculé comme suit :
VOIR FORMULE
Si le Cost Index est maximal, le coût du temps est élevé
par rapport au coût du carburant. Le vol sera effectué en
utilisant un minimum de temps pour optimiser la
mission, sans tenir compte de la consommation de
carburant.
Autonomie Maximale (VOIR IMAGE)
Facteurs influençant l’autonomie maximale:
- C’est le régime de vol tel que: le ratio consommation/temps soit minimal, ou encore que
la puissance nécessaire est minimale. - L’altitude: La masse volumique de l’air se doit d’être élevée afin d’aider à la
portance et à l’efficacité de l’hélice. - Le poids: plus l’aéronef est lourd, plus il aura besoin de puissance pour se
maintenir en vol, ce qui réduira son autonomie maximum. - Les volets: Augmente la portance, mais aussi la trainée. Il y a donc une
augmentation de la puissance requise pour maintenir l’aéronef en vol.
Attention au mélange!!! Le flux d’air entrant par le capot
moteur diminue en raison de l’inclinaison et un risque de
surchauffe moteur se produit si le mélange est trop appauvri.
VOIR FORMULE
toujours pour le Navajo, 2
entrées possibles :
* Carburant
* Temps
Qu’est ce qui détermine quand un avion décroche?
Son angle d’attaque maximale
Décrochage et facteur de charge
Le facteur de charge est le rapport entre le poids
apparent et le poids réel.
VOIR FORMULE
La catégorie normale inclut tous les aéronefs qui ont :
o excluant les sièges des pilotes, 9 sièges ou moins .
o Une MTOW de 12500 livres ou moins
Ils sont utilisés dans des opérations non acrobatiques :
o toutes manoeuvres connexes au vol normal
o les décrochages
o les virages à grandes inclinaisons (60° max), chandelles et lazy eight
La catégorie utilitaire inclut tous les aéronefs qui ont :
o excluant les sièges des pilotes, 9 sièges ou moins .
o Une MTOW de 12500 livres ou moins
Ils sont utilisées dans des opérations acrobatique de base :
o les vrilles
o les virages à grandes inclinaisons (90° max), chandelles et lazy
eight
a catégorie acrobatique inclut tous les aéronefs qui ont :
o excluant les sièges des pilotes, 9 sièges ou moins .
o Une MTOW de 12500 livres ou moins
Ils sont utilisés dans des opérations acrobatiques sans
restrictions autres que celles déterminées lors des essaies en
vol.
La catégorie navette inclut tous les aéronefs qui ont :
excluant les sièges des pilotes, 19 sièges ou moins .
o Une MTOW de 19000 livres ou moins
Ils sont utilisées dans des opérations non acrobatiques :
o toutes manoeuvres connexes au vol normal
o les décrochages
o les virages à grandes inclinaisons (60° max)
Normes et facteur de charge
Catégorie normale et navette
Le facteur de charge positif ne peut être moins de:
VOIR FORUMULE
Si l’aéronef pèse 12500 lbs, quel est notre facteur de charge positif minimum?
Le facteur de charge négatif ne peut être moins de 0.4 fois le
facteur de charge positif.
Quel est n négatif minimum pour le même appareil?
Normes et facteur de charge
Utilitaire
Facteur de charge positif au moins égal
Facteur de charge positif au moins égal à 4.4
Facteur de charge négatif au moins égal à 0.4 fois le
facteur de charge positif.
Normes et facteur de charge
Acrobatique
Facteur de charge positif au moins égal à
Facteur de charge positif au moins égal à 6.
Facteur de charge négatif au moins égal à 0.5 fois le
facteur de charge positif.
Catégorie transport
Le facteur de charge positif ne peut être moins de :
VOIR FORUMULE
n ne peut être en dessous de 2,5 et n’a pas
besoin d’être supérieur à 3,8.
Le facteur de charge négatif ne peut être moins de -1.0 à la vitesse
de croisière et doit varier d’une manière linéaire jusqu’à 0 à la
vitesse de plongée.
Facteur de Charge ultime
Charge limite multipliées par un coefficient de sécurité (1.5).
La structure doit pouvoir le supporter sans rupture pendant
3 secondes.
Le décrochage décrit le phénomène de
Le décrochage décrit le phénomène de
décollement de l’écoulement sur un profil
lorsque l’angle d’attaque entre l’écoulement et
la corde de ce dernier atteint une valeur
correspondante à Czmax.
Vitesse de décrochage,
VS:
VSO:
Vitesse de manœuvre, VA:
Vitesse de décrochage, VS:
Vitesse à laquelle un avion décroche sans puissance
avec un centrage avant en configuration lisse à MTOW
VSO:
Vitesse à laquelle un avion décroche sans puissance
avec un centrage avant en configuration d’approche à
MTOW.
Vitesse de manœuvre, VA:
Vitesse maximale à laquelle une déflexion complète
des commandes de vol ne créera pas de surcharge sur
l’avion.
Si l’avion subit un facteur de charge n , la vitesse de
décrochage Vs évoluera en
Si l’avion subit un facteur de charge n , la vitesse de
décrochage Vs évoluera en augmentation. Si nous la
notons Vsn alors on peut établir la relation suivante
VOIR FORUMULE
Décrochage et facteur de charge
* Une variation de la masse d’un aéronef aura
un effet similaire au facteur de charge.
* Plus la masse augmentera, plus l’avion
décrochera à une vitesse
élevée.
En palier:
𝑅𝑧 = 𝑚g
Donc, suite à une variation de poids:
𝑅z′ = 𝑚′𝑔
Suite à une variation de poids, on peut trouver
la nouvelle vitesse de décrochage à l’aide de la
formule suivante:
VOIR FORUMULE
Les facteurs influençant la vitesse de décrochage
Facteur de
charge
Rafales de vent
Manœuvre
Centrage
- Le taux 1 de 3 °⁄𝑠ec correspond à un taux de
virage de :
VOIR FORUMULE
Ce qui est important de
comprendre c’est que
plus notre vitesse est
élevée, plus notre
inclinaison sera grande
pour effectuer un virage à
taux 1.
Le facteur de charge:
est le rapport entre la charge supportée par les ailes
(poids apparent) et le poids réel de l’avion.
VOIR FORMULE et IMAGE
Virage glissé
- Le poids apparent est
inférieur à celui d’un
virage correct. - Le facteur de charge est
plus faible qu’en virage
correct.
Que peut-on dire de la vitesse de décrochage ?
Lors d’un virage en glissade vs un virage coordonné, la vitesse de décrochage sera plus basse.
Virage dérapé
- Le poids apparent est
supérieur à celui d’un
virage correct. - Le facteur de charge est
plus élevé qu’en virage
correct
Que peut-on dire de la vitesse de décrochage ?
Lors d’un virage en dérapage vs un virage coordonné, la vitesse de décrochage sera plus élevé.
Attention virage dérapé en finale!!!
Domaine de rafale.
Les conséquences
i) Des rafales positives (ascendantes) et
négatives (descendantes) de 50 pi/s (15,25
m/s) à Vno doivent être considérées à des
altitudes comprises entre le niveau de la mer
et 20 000 pieds jusqu’à 25 pi/s (7,6 m/s) 50
000 pieds.
(ii) Des rafales positives et négatives de 25 pi/s
(7,6 m/s) à Vne doivent être considérées à des
altitudes comprises entre le niveau de la mer
et 20 000 pieds (6 100 m). La vitesse de rafale
peut être réduite linéairement de 25 pi/s (7,6
m/s) à 20 000 pieds (6 100 m) jusqu’à 12,5 pi/s
(3,8 m/s) à 50 000 pieds (15 250 m).
Modification Surcharge de la structure
de l’angle
d’attaque
limitation limitation haute vitesse
basse vitesse
Dans le cas d’une rafale horizontale de face, on démontre que
Dans le cas d’une rafale horizontale de dos ou arrière, on
démontre que :
VOIR FORMULE
En cas de rafale de face, le poids apparent sur les ailes augmente donc par définition le facteur de charge augmente.
En cas de rafale de dos, le poids apparent sur les ailes diminue donc par définition le facteur de charge diminue.
Dans le cas d’une rafale normale (perpendiculaire au vent relatif, on démontre
que :
Il faut noter que pour un avion donné, le facteur de charge :
* Diminuera si la masse augmente;
* Augmentera avec la vitesse!
Donc lorsqu’on vol dans les turbulences, nous devons réduire notre vitesse.
Centrage idéa VOIR IMAGE
Centrage avant
Rz = mg + déportance stabilisateur
Centrage avant :On sait qu’une augmentation du poids augmente la vitesse de décrochage.
* Couple piqueur réel plus
important.
* Besoin d’une action sur la
gouverne de profondeur à cabrer.
* Angle d’attaque nécessaire est
supérieur à l’angle d’attaque prévu
par le constructeur, donc vitesse
de décrochage plus élevée.
* Un centrage trop avant peut
empêcher l’arrondi
Centrage arrière
Le centrage trop arrière
On sait qu’une diminution du poids
diminue la vitesse de décrochage.
- Couple piqueur moindre
- Besoin d’une action sur la
gouverne de profondeur à
‘piquer’ - Angle d’attaque nécessaire est
inférieur à l’angle d’attaque
prévu par le constructeur, donc
diminue la vitesse de
décrochage - Au-delà des limites de
centrage arrière, la
profondeur peut n’avoir plus
assez de force pour réduire
l’angle d’attaque en cas de
décrochage. - L’avion risque de ne jamais
sortir du décrochage
la portance générée par la gouverne de profondeur
VOIR FORMULE ET EXERCICE
Déterminons la nouvelle vitesse de décrochage en traitant la variation
de portance comme un changement de facteur de charge
VOIR FORUMULE et exercice
BUT Hélices contrarotatives
Éliminent les effets
asymétriques
1- souffle hélicoïdale
2- effet gyroscopique
