LE DECROCHAGE

 

 

Si le mot "décrochage" n'évoque souvent rien de spécial, le plus profane en matière d'aviation connaît l'expression "perte de vitesse" passée depuis longtemps dans le langage courant. Ces deux choses ne sont pourtant qu'un seul et même phénomène.

Ainsi, le décrochage, phénomène physique régi par les lois de l'aérodynamique, concerne tous les plans porteurs : l'aile, ses gouvernes et les empennages horizontaux et verticaux.

En effet, l'augmentation de l'incidence, de l'angle d'attaque, ne peut se faire à l'infini, il y a un moment où le flux d'air décroche décroche de l'aile et ne produit plus de portance. En général, l'angle est de 18° mais dans certaines situations, et notamment en turbulence, qu'elle soit ou non causée par un autre appareil, l'incidence peut varier très brutalement. Par ailleurs, à haute altitude, les angles possibles sont bien moins importants, du fait de la moindre densité de l'atmosphère.

La plupart des avions confrontés au décrochage font d'eux-mêmes une abattée en piquant d'une nez pour recoller le flux d'air à leurs ailes. Par contre, d'autres parachutent en tombant, d'une certaine manière, sans changer d'attitude, mais en prenant un vario négatif. Dans le pire des cas, le décrochage dégénère en vrille.

En outre, un pilote qui n'a pas pu voir en instruction toutes les configurations de décrochage, ne doit jamais oublier que la vitesse, donc l'incidence, doit rester sa priorité.

1) Le décrochage :

2) Les causes de décrochage :

3) Les facteurs du décrochage :

4) Les phases successives du décrochage :

5) La sortie du décrochage :

6) Les diverses sortes de décrochage :

7) Les cas de décrochage en virage :

8) Les remèdes au décrochage :

9) Les diverses recommandations :

10) Le décrochage en haute altitude :

 

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1) Le décrochage :

Dans le décrochage de base, lorsque la vitesse de l'avion diminue, la résistance de l'air et donc la portance diminue. En tirant sur le manche à balai pour garder l'avion en palier, le pilote augmente l'angle d'incidence. D'ailleurs, chaque point de la polaire de l'aile représente une valeur d'incidence qui correspond à l'angle des filets d'air avec l'axe de l'avion. Dans cette situation, à tout moment, en ajustant la puissance du moteur, le pilote peut stabiliser l'avion. Ainsi, en vol rectiligne en palier, avec un facteur de charge de 1, chaque vitesse de vol correspond à une incidence donnée sur la polaire. De ce fait, le pilote n'a pas besoin de mesurer l'incidence, la vitesse indiquée Vi étant directement liée à l'incidence. Si la vitesse diminue, l'incidence augmente mais cela jusqu'à un maximum suivi ensuite d'une légère diminution de la portance. A ce stade, l'avion vole encore mais il ne va pas tarder à commencer de vibrer et l'avertisseur de décrochage va s'enclencher, puis brutalement la portance va disparaître. A cet instant, la valeur de la vitesse lue sur l'anémomètre correspond à l'incidence maximum du dernier point de la polaire de l'aile, c'est la vitesse de décrochage dans la configuration de l'avion.

Toutefois, cette vitesse augmente quand la masse de l'avion augmente, mais varie très peu avec l'altitude. En fait, elle augmente doucement avec l'altitude mais cela ne devient sensible qu'au-dessus de 10 000 ft. Il peut néanmoins arriver, notamment en altitude, qu'au-delà d'une certaine incidence l'application de toute la puissance disponible du moteur ou des moteurs ne suffise plus à empêcher la vitesse de régresser inexorablement. Cependant, la variation en fonction de la masse pose un petit problème quand l'avion est en virage car il subit une accélération, un facteur de charge, et son poids apparent augmente faisant augmenter aussi la vitesse de décrochage alors que l'incidence de décrochage reste la même, environ 16 à 18 degrés.

"Pourquoi décroche-t-on?". C'est la grande question que doit se poser le pilote pour mieux appréhender le décrochage de son appareil.

En effet, une force portante, produite par l'aile en mouvement, équilibre le poids apparent de l'avion. Cette force est proportionnelle à la masse volumique de l'air, au carré de la vitesse, à la surface de l'aile et au coefficient de portance de l'aile.

En volant, en principe, dans le respect des angles d'incidence prévus, l'aile ne décroche pas :

 

Ecoulement laminaire

 

 

Les fils de laine matérialisent l'écoulement d'extrados de l'aile. Dans ce cas, l'incidence est de 5°. Les deux fils sont parfaitement soufflés par un écoulement organisé. C'est le vol normal où la portance est assurée.

 

 

Fils de laine laminaires

 

 

En volant aux grands angles, lorsque l'angle d'incidence croit jusqu'à dépasser l'angle de portance maximum, l'aile décroche.

 

 

Ecoulement tourbillonnaire

 

 

A forte incidence, notamment vers 16°, les tourbillons sont tels qu'un fil de laine revient vers le bord d'attaque de l'aile. A ce stade, plus aucune organisation de l'écoulement n'assure la dépression qui participe en moyenne a plus de deux tiers de la portance. L'écoulement devient de plus en plus tourbillonnaire faisant alors disparaître la portance.

En outre, si l'incidence croît encore légèrement ou si la pression exercée sur l'intrados de l'aile devient insuffisante, l'aile va alors décrocher en raison de la disparition de la portance.

 

 

Fils de laine turbulants

 

 

En effet, en volant aux grands angles, si on augmente encore l'angle d'attaque (16,17,18°...), les filets d'air du vent relatif passent par dessus l'extrados. Dans ce cas, il n'y a plus de déflexion et la masse d'air résiduelle est animée de mouvements incohérents qui provoquent un écoulement à régime tourbillonnaire. Et alors rien ne va plus! La fameuse dépression "suceuse" de l'extrados trois fois supérieure à la pression n'existant plus, la portance ne peut plus équilibrer le poids, l'aile n'est plus accrochée à rien et va alors s'effondrer : on dit qu'elle décroche.

De plus, avec l'augmentation de l'angle d'attaque, le centre de poussée recule mais le le centre de gravité ne bougeant pas, l'aile déséquilibrée va basculer, sur le nez, vers l'avant.

De même, sous l'effet de recul du centre de poussée, l'avion qui commence à s'enfoncer, bascule en avant plus ou moins brutalement, effectuant une abattée au cours de laquelle il perd une hauteur variable avec son poids.

 

 

Décrochage et abattée

 

 

Le décrochage est donc dû à une diminution de la portance.

Le décrochage est une perte de portance ou, plus exactement, le décrochage est la conséquence d'une diminution plus ou moins brusque de la portance provoquée par le décollement des filets d'air de l'extrados à grand angle d'attaque et quelle que soit la vitesse.

Pour retrouver le vol normal, il suffit de revenir à un angle normal, donc augmenter la pente ou prendre une assiette moins à cabrer en poussant le manche vers l'avant.

Le décrochage est un phénomène d'autant plus vicieux, que la portance croît d'abord avec l'angle d'attaque, et que c'est au moment où elle atteint son maximum, qu'elle s'effondre d'un seul coup.

L'avion décroche toujours à un angle d'incidence déterminé auquel correspond dans le cas général une vitesse donnée. Il ne s'agit pas d'une perte de vitesse car l'élément déterminant pour désigner ce phénomène n'est pas la vitesse relative mais l'angle d'incidence.

Néanmoins, avant le décrochage, le pilote constate qu'une croissance de l'angle d'incidence s'accompagne d'une diminution de vitesse relative qu'il peut contrôler mais l'avion ne décroche que lorsque l'angle d'incidence critique est atteint, et cela quelle que soit alors la valeur de la vitesse relative.

Aussi, en vol rectiligne, un avion décrochera toujours au même angle d'incidence, quelle que soit sa charge, mais pour des vitesses croissant avec celle-ci.

Mentionnons que la vitesse indiquée par l'anémomètre dépend de l'énergie cinétique (pression dynamique) de l'air résultant du mouvement relatif, c'est-à-dire à la fois de la masse spécifique de l'air et de la vitesse relative.

 

pression dynamique : q = ½ þ V²

( þ = masse spécifique de l'air et V = vitesse relative )

 

Ainsi dans une configuration et pour une charge déterminées, la vitesse indiquée de décrochage restera constante, comme reste constant l'angle d'incidence correspondant, quelle que soit l'altitude, alors que la vitesse de vol augmentera sensiblement avec l'altitude au fur et à mesure que la masse spécifique de l'air diminuera.

A noter qu'en volant aux grands angles, l'efficacité des gouvernes est sensiblement diminuée alors que les effets secondaires deviennent plus importants, ce qui rend le pilotage malaisé.

Toutefois, le souffle de l'hélice retarde le décrochage en améliorant l'écoulement de l'air sur la voilure et les empennages. Par contre, à mesure que la vitesse diminue, les effets perturbateurs du groupe motopropulseur prennent une importance croissante et tendent à accélérer l'apparition du décrochage en plaçant l'avion en attaque oblique.

Sur un avion, le coefficient de portance ou Cz a son importance car il augmente avec l'incidence jusqu'à une valeur maximale qui correspond au (Cz max) ou au coefficient de portance max car au-delà de l'incidence de (Cz max), Cz cesse d'abord de croître puis décroît plus ou moins brutalement pour devenir si faible que la portance de l'aile n'équilibre plus le poids de l'avion en provoquant alors soit une abattée ou soit un enfoncement qui caractérise le décrochage.

Il existe donc une relation entre le coefficient de portance et l'incidence de l'aile, pour une configuration (train, volets, puissance) donnée.

 

 

Relation entre l'incidence et le Cz

 

 

Si d'une manière générale, pour un avion léger, l'incidence de (CZ max) a une valeur de 12° on a quand :

- L'incidence est égale à 12° : (i = 12°)

Le coefficient de portance Cz passe par une valeur maximale (Cz max).

A noter toutefois que pour une autre configuration train, volets, puissance, (Cz max) correspondra à une autre incidence.

- L'incidence est inférieure à 12° : (i < 12°)

L'écoulement de l'air colle au profil de l'aile. L'augmentation de l'incidence entraîne une diminution de la vitesse, mais qui est compensée, dans la zone verte, par une augmentation de Cz.

De même que, si l'incidence diminue, la vitesse augmentera, ce qui compensera alors la diminution de Cz.

Bref, dans cette zone verte, la portance est assurée.

- L'incidence est supérieure à 12° : (i > 12°)

L'écoulement est décollé de l'extrados de l'aile. C'est le phénomène de décrochage aérodynamique.

Si l'incidence continue à augmenter, dans la zone rouge, ni la vitesse qui continue à diminuer par voie de conséquence, ni le coefficient de portance Cz qui diminue aussi, ne pourront plus contribuer à la portance de l'aile, et l'avion décrochera.

A noter, en outre, que selon son effilement, son allongement, son profil, le type de ses volets, l'état de son revêtement, etc..., l'aile donnera à l'avion, au moment du décrochage, un comportement différent avec un tempérament parfois violent ou pacifique.

On distingue alors :

 

a) Les tendances associées à l'allongement de l'aile :

Il en résulte que :

- Pour un grand allongement :

 

Tendances associées à l'allongement

 

 

Avec un grand allongement de l'aile, le coefficient de portance max (Cz max) est élevé et la diminution de Cz se produit sur quelques degrés d'augmentation d'incidence, d'où un décrochage brutal.

- Pour un faible allongement :

 

Tendances associées à l'épaisseur

 

 

Par contre, les ailes ayant un faible allongement ont des coefficients de portance (Cz max) plus faibles. De ce fait, une diminution très progressive du Cz provoquera un décrochage doux.

 

b) Les tendances associées à l'épaisseur relative du profil de l'aile :

Il en résulte que :

- Pour un profil mince :

Pour un profil d'aile mince avec un coefficient de portance (Cz max) élevé et une diminution de Cz sur une plage d'incidences relativement courte, on obtient un décrochage vif.

- Pour un profil épais :

Pour un profil d'aile épais, comme Cz augmente moins mais jusqu'à des incidences importantes, puis diminue plus graduellement, on aura un décrochage pacifique.

 

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2) Les causes de décrochage :

Le décrochage peut résulter :

- d'une faute de pilotage.

- d'une manoeuvre brutale amenant l'avion, par inertie, à l'incidence critique.

- d'une baisse subite du régime du moteur.

- des effets de la turbulence (rafales de vent, fortes ascendances, cisaillement de vent, turbulences de sillage, etc...).

ou

- d'une manoeuvre volontaire du pilote lors d'un exercice d'entraînement dans le cadre de sa formation sous le contrôle d'un instructeur.

 

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3) Les facteurs du décrochage :

Parmi les facteurs du décrochage, on souligne en théorie l'incidence alors qu'en pratique, on s'attache surtout à une vitesse de décrochage qui varie selon la configuration de l'avion.

Toutefois, parmi les facteurs, ces deux éléments "incidence et vitesse" entrent en ligne de compte comme le facteur de charge, les choix aérodynamiques dans la conception de l'avion et l'influence de la densité de l'air.

Aussi, la formule qui définit la résultante aérodynamique, c'est-à-dire la force générée par le différentiel de pression de l'air circulant  au-dessus et en dessous de l'aile, est :

 

Ra =  ½ ρ S V² Ca

 

 (Ra est la résultante aérodynamique, ½ est une constante, ρ désigne la densité de l'atmosphère "sa masse volumique", S est la surface alaire "surface des ailes",  V² est la vitesse au carré, Ca est le coefficient aérodynamique, calculé en soufflerie, dépendant entre autres de la forme de l'aile et don propre à chaque appareil)

Pareillement, on peut produire la même formule pour la portance en remplaçant simplement Ra par Rz  (portance) et Ca par Cz (coefficient de portance), et pour la traînée avec Rx (traînée) et Cx (coefficient de traînée).

Ainsi, les forces qui s'opposent à la résultante aérodynamique  Ra, ou à ses composantes Rz et Rx, sont la traction T et le poids P. A noter que la vitesse V dépend de la traction mais aussi du poids en montée et en descente.

 

a) L'influence de l'altitude :

L'altitude joue sur les performances relatives au rendement du moteur notamment pour les moteurs atmosphériques mais aussi sur celles relatives à l'aérodynamique.

En effet, la présence de ρ dans l'équation définissant les forces qui font voler l'avion montre que le rendement aérodynamique de celui-ci diminue avec les valeurs décroissantes de ρ observées au fur et à mesure qu'on s'élève.

Ainsi, à l'approche de son plafond pratique, l'avion est en permanence très proche du décrochage, d'une part par manque de puissance, d'autre part du fait de ρ.

De ce fait, il est possible de constater que les avions de ligne ont une attitude un peu cabrée en croisière car ils ont besoin de la portance générée par l'incidence de leur aile.  

 

b) L'influence de la densité de l'air :

La densité de l'air dépend de deux facteurs qui sont l'altitude-pression et la température.

Pour une même pression, l'altitude est en principe différente selon que l'on se trouve dans une dépression ou dans un anti-cyclone, alors que les propriétés liées à l'altitude sont identiques.

Aussi, une atmosphère standard  a été créée afin de décrire l'évolution de l'altitude pour une pression moyenne au niveau de la mer de 1 013 hPa et une température de 15° C (définition spécifique à l'aéronautique édictée par l'OACI) car en montant en altitude, la pression et la température varient. A noter, toutefois, qu'il est souvent rare de dépasser 20 km d'altitude comme cette atmosphère standard n'existe évidemment que très rarement dans la réalité mais elle constitue un référentiel à partir duquel on peut mieux définir certaines notions.

Par exemple, lorsqu'on parle de la densité de l'air à 33 000 ft (10 km), c'est pour une pression de 265 hPa mais cette pression en réalité pourra correspondre aussi bien à une altitude de 26 000 ft dans une dépression qu'à une altitude de 42 000 ft dans un anticyclone, zone de haute pression.

 

 

ZONE

LIGNE DE SEPARATION ALTITUDE (km) PRESSION (hPa) Température (°C)
vers l'ESPACE        
à THERMOSPHERE   500 10-8 +977
à MESOSPHERE MESOPAUSE 85 0,01 -90
à STRATOSPHERE STRATOPAUSE 50 2 0
à TROPOSPHERE TROPOPAUSE 10 264 -56
du SOL   0 1013 +15

La composition de l'atmosphère

 

 

A noter que la couche d'ozone se situe dans la stratosphère et que l'on trouve les aurores boréales dans la thermosphère.

 

Dans la formule de la résultante aérodynamique, ρ est un facteur qui n'est pas la pression mais qui diminue en même temps qu'elle. S'il tend vers 0, Ra également.

A noter, en outre, que les propriétés d'un fluide varient selon sa viscosité, sa densité lorsque l'on parle de l'atmosphère. Aussi, le phénomène de décollement du flux d'air autour de l'aile est plus marqué au fur et à mesure que la viscosité diminue. 

 

 

Altitude (km)

Pression (hPa)

Température (°C)

0 1013 +15
0,5 955 +12
1 900 +8,5
1,5 845 +5,5
2 794 +2
2,5 746 -1
3 700 -4,5
3,5 658 -7,5
4 617 -11
5 541 -17,5
6 471 -24
7 411 -30,5
8 357 -37
9 307 -43,5
10 265 -50
11 227 -56,5
12 194 -56,5
13 165 -56,5
14 141 -56,5
15 119 -56,5
20 55 -46
30 11 -38
40 3 -5
50 0,9 +1
60 2,5 x 10 -20
100 4,0 x 10-4 -64
200 1,3 x 10-6 +822
300 2,0 x 10-7 +953
400 4,4 x 10-8 +973
500 1,1 x 10-8 +977

Tableau Altitude-Pression-Température

 

 

c) L'influence de la surface alaire :

Plus la surface alaire (S) a une valeur élevée, plus elle augmente la résultante aérodynamique mais l'inconvénient est que l'augmentation de cette surface génère à la fois de la portance et de la traînée.

Ainsi, au début de l'aviation, les avions avaient souvent des ailes en biplan afin de disposer d'une surface portante très importante par rapport à leurs autres caractéristiques du fait de la faible puissance des moteurs.

Toutefois, de nos jours, l'amélioration des moteurs a permis au fil du temps de réduire sensiblement la surface alaire afin d'obtenir de meilleures performances en termes de vitesse sauf pour les avions ayant besoin de voler lentement.

Néanmoins, pour un même avion, il est possible de modifier la surface alaire en sortant les volets et les becs de bord d'attaque, sans parler des ailes à géométrie variable. Ces dispositifs modifient également la courbure de l'aile et donc le Ca qui est le coefficient aérodynamique. Rien que par le fait qu'ils augmentent la surface alaire, ces dispositifs permettent d'avoir plus de portance, donc moins besoin de vitesse pour que l'avion reste en vol.

De ce fait, la vitesse de décrochage n'est pas la même selon la configuration, avec ou sans les volets.

Par conséquent, les dispositifs hypersustentateurs constitués par les becs et volets permettent d'avoir des vitesses en finale bien moindres que les vitesses de croisière.

 

d) L'influence de la vitesse :

La vitesse en plus au carré dans la formule de la résultante aérodynamique est un facteur important.

En effet, le pilote doit avoir une certaine vitesse pour décoller et rester en vol.

 

e) L'influence de la conception aérodynamique :

Le coefficient aérodynamique de l'avion Ca est lui-même le résultat de calculs complexes qui résulte des choix de conception et de ce qu'ils entraînent sur le comportement en vol et plus particulièrement au décrochage.

Dans ce cas, deux facteurs principaux entrent en ligne de compte : le profil et la forme de l'aile.

- Le profil de l'aile :

Au niveau du profil, les profils creux servent surtout à basse vitesse.

Pour les vitesses élevées, on utilise les profils laminaires.

Actuellement, on ne trouve pratiquement plus que des profils laminaires avec une corde plus ou moins importante. De plus, la sortie des becs et des volets sur une aile laminaire la rend creuse.

- La forme de l'aile :

Au niveau de la forme de l'aile, on peut regrouper les avions en plusieurs catégories :

* L'aile rectangulaire :

Avec une aile rectangulaire, c'est d'abord la partie la plus proche du fuselage qui décroche, ce qui permet de conserver un peu de maniabilité en tangage.

L'aile rectangulaire décroche donc près du fuselage avec une force orientée vers l'extérieur.

* L'aile trapézoïdale :

Sur une aile trapézoïdale, le décrochage est réparti sur tout le bord de fuite.

L'aile trapézoïdale décroche donc sur toute sa surface avec une répartition régulière du phénomène.

* L'aile en ellipse :

Sur une aile en ellipse, le résultat est proche de celui d'une aile trapézoïdale, décrochage réparti sur tout le bord de fuite, mais plus accentué à l'extérieur de l'aile.

L'aile en ellipse décroche donc sur une zone plus restreinte et centrale que l'aile trapézoïdale.

* L'aile delta :

L'aile delta a un comportement très différent des autres types d'aile. Elle se comporte comme un fer à repasser en quelque sorte.

 

f) L'influence du poids :

Si l'avion est à pleine charge, le décrochage intervient à une vitesse plus élevée qu'à vide. C'est pourquoi, en école, la manoeuve n'est autorisée en principe qu'en l'absence de passagers ou de chargement à l'arrière.

En effet, le centrage de l'avion et sa masse ont une influence sur la vitesse de décrochage qui est donnée pour un appareil à la masse maximale et centré correctement. Ainsi, le facteur de charge ou poids apparent joue aussi un rôle certain car c'est la force qui s'oppose à la portance, il est donc nécessaire d'en conserver plus pour équilibrer le poids.

De ce fait, à 2 G (virage incliné à 60° ou ressource souple lors d'un passage de la descente à la montée sans palier), la vitesse de décrochage est égale à presque 1,5 fois celle donnée pour une trajectoire rectiligne.

Le phénomène est important au niveau de la ressource, car cette manoeuvre termine la plupart du temps la sortie d'un décrochage. Menée trop énergiquement, même si l'avion a repris de la vitesse, elle peut aboutir à un décrochage dynamique cette fois, donc encore plus violent.

 

g) L'influence de la symétrie :

La symétrie du vol joue aussi un rôle dans le décrochage car elle influe notamment plus le comportement de l'avion lors du décrochage que le décrochage en lui-même, et peut le cas échéant déclencher une vrille surtout si l'avion est centré arrière.

La symétrie consiste par une correction au palonnier si nécessaire, à maintenir l'écoulement du flux d'air symétrique autour de l'avion.

En effet, si ce n'est pas le cas, le pilote ajoute une perturbation à celle qui provoque le décrochage. Dans ce cas, il est probable qu'une aile décroche avant l'autre. L'avion risque alors de ne pas se contenter de faire une abattée ou de descendre mais de s'incliner du côté de l'aile qui a décroché en premier.

En outre, si l'avion est de surcroît centré arrière, l'abattée va être combattue par le poids ce qui empêche aussi l'appareil de recoller tout seul l'écoulement de l'air autour de son aile. Un mouvement d'autorotation peut apparaître, c'est la mise en vrille.

Toutefois, plus un avion entre facilement en vrille, plus il en sort aisément.

 

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4) Les phases successives du décrochage :

Du vol en palier :

- Effectuer une diminution de pente ou une augmentation de l'assiette à cabrer pour voler au 2ème régime.

- Effectuer une nouvelle diminution de pente ou une nouvelle augmentation de l'assiette à cabrer pour constater une perte d'altitude, un écoulement turbulent et des commandes molles.

- Puis, effectuer à nouveau une diminution de pente ou une augmentation d'assiette à cabrer pour constater en plus de la perte d'altitude et de l'écoulement tourbillonnaire, le buffeting qui va précéder le décrochage de l'avion.

En effet, l'approche du décrochage se manifeste souvent par une vibration ou plus exactement par un frémissement de l'avion appelé buffeting.

Ce buffeting prévient le pilote que l'angle critique est atteint.

Toutefois, la perte importante d'altitude est toujours le signe caractéristique de l'approche du décrochage.

- Lorsque l'avion décroche, il effectue une abattée plus ou moins brutale.

- Au cours de son abattée, en perdant de l'altitude, l'avion revient aux petits angles.

- Après avoir récupéré suffisamment de vitesse, il est nécessaire d'effectuer une ressource pour reprendre un vol normal, ou le cas échéant, une pente de montée.

Le décrochage n'est pas en soi une fatalité car en acrobatie, il permet quelques figures intéressantes (décrochage provoqué volontairement pour le renversement vertical). Cependant, la connaissance des limites de l'avion est indispensable pour savoir comment décrocher volontairement mais aussi afin de se rétablir dans de bonnes conditions de sécurité.

 

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5) La sortie du décrochage :

Pour sortir du décrochage, le pilote doit :

Pour reprendre le contrôle de l'avion, le pilote agit :

 

a) En ce qui concerne la méthode française :

- Sur la commande de profondeur qu'il pousse vers l'avant de façon à diminuer l'angle d'incidence afin de replacer les ailes dans des conditions normales de vol.

- Puis quand l'avion reprend de la vitesse en perdant de la hauteur avec des commandes qui reprennent leur efficacité normale, il ramène progressivement l'avion en vol horizontal.

- Tout en maintenant les ailes à l'horizontale.

Cependant, par suite de la marge d'altitude nécessaire pour reprendre le contrôle de l'avion, qui varie de 50 à 150 m pour un avion léger, le décrochage est particulièrement dangereux au voisinage du sol.

Une éducation est nécessaire pour cette manoeuvre car, d'instinct, quand l'avion plonge en avant, la main du pilote a tendance à tirer le manche en arrière pour arrêter ce plongeon, alors qu'il faut au contraire le pousser en avant.

 

b) En ce qui concerne la méthode américaine :

- Sur la commande de profondeur qu'il pousse vers l'avant de façon à diminuer l'angle d'incidence afin d'amener l'avion en assiette de vol en palier si l'abatée ne lui a pas encore donnée une assiette de vol à piquer.

- Sur la commande des gaz afin de reprendre de la vitesse et de la portance.

- Tout en maintenant les ailes à l'horizontale.

Cependant cette technique qui permet de limiter la perte d'altitude, n'est pratique que pour rattraper le cas échéant un décrochage avant son abatée.

 

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6) Les diverses sortes de décrochage :

Il est indispensable pour le pilote de connaître l'existence des situations susceptibles de mener au décrochage, de savoir les reconnaître en vol et, mieux encore, de les prévenir.

On distingue :

 

a) Le décrochage statique :

Dans les cas de décrochage statique, on trouve :

- Le décrochage normal :

Le décrochage statique est le décrochage "normal" effectué au 2ème régime de vol.

Il peut se faire en lisse, avec volets, avec train d'atterrissage sorti ou pas, avec aérofreins sortis, avec ou sans moteur, etc...

- Le décrochage avec moteur :

En décrochage avec moteur, l'avion profitant du courant d'air supplémentaire de l'hélice, s'accroche plus longtemps. Aussi, quand l'avion décroche l'angle critique est plus grand, la pente est plus faible, l'assiette est plus à cabrer. Le décrochage est donc plus tardif et la vitesse plus basse.

- Le décrochage à l'atterrissage :

A l'atterrissage, le décrochage peut intervenir soit :

* Quand le pilote veut allonger la trajectoire sans remettre assez tôt la puissance surtout si l'avion est lourd.

* Pendant la manoeuvre de l'arrondi, si cette dernière est brutale et provoque un facteur de charge où l'excédent de poids apparent ainsi ajouté peut dépasser les possibilités de portance de l'aile dont la vitesse à cet instant est à peine supérieure à la Vs0, et provoquer un enfoncement brutal.

* Lors d'un rebond ou d'une remontée pendant la phase de refus du sol. Dans ce cas, l'avion se retrouve à quelques mètres de hauteur et la vitesse peut devenir momentanément inférieure à la Vs0, ce qui exclut alors toute possibilité de contrôle. L'avion s'enfonce, c'est le scénario de la plupart des atterrissages durs.

Dans ces trois cas, une remise de gaz partielle, à condition qu'elle soit bien dosée, peut sauver la situation grâce  toute une série d'effets bénéfiques : diminution de la Vs par soufflage de l'aile, soufflage des empennages qui commençaient à manquer d'air, application d'une traction moteur vers le haut (l'avion étant en général cabré), accélération vers une vitesse plus confortable. Néanmoins, cette pratique est à utiliser avec précaution et seulement après un entraînement accompagné par un instructeur car une remise de gaz trop violente peut provoquer des effets de dissymétrie difficiles à contrer à basse vitesse.

Mentionnons que l'atterrissage n'est ni plus ni moins d'un décrochage au ras du sol ou, plus exactement, la première phase du décrochage : Diminution de pente progressive avec augmentation de l'assiette à cabrer, passage aux grands angles par une manoeuvre appelée l'arrondi amenant l'avion à s'enfoncer et à toucher le sol juste avant l'abattée. D'où le danger d'une mise à plat trop haute à la suite de laquelle l'avion terminant le décrochage normal, bascule et percute sur le nez.

En outre, la vitesse de décrochage donnée par le constructeur est pour un poids donné, la vitesse d'atterrissage, et, par voie de conséquence, la vitesse de décollage. C'est, autrement dit, la vitesse minimale de sustentation.

Précisons également que l'on peut atteindre l'angle critique sans diminuer la pente, soit sans augmenter l'assiette à cabrer. En effet, supposons un avion en descente normale à pente constante, soit à assiette constante, avec un certain régime de moteur. Si le pilote réduit complètement les gaz sans augmenter la pente ou sans prendre une assiette à piquer, il ne descend plus suivant une trajectoire parallèle au fuselage, mais il descend à plat, il est aux grands angles. Le taux de chute augmente, la perte d'altitude est importante et l'avion approche des conditions de décrochage. Dans ce cas, le vent relatif frappe l'aile par-dessous engendrant un écoulement tourbillonnaire. En effet, l'angle d'attaque ne dépend pas de la position de l'aile par rapport au sol, mais par rapport à la trajectoire.

De même qu'un pilote, pour raccourcir une approche trop longue, peut effectuer une glissade ou un virage glissé :

Exemple : Dans le cas d'une glissade à gauche, c'est l'aile basse donc l'aile gauche qui avance la première, et c'est l'aile haute donc l'aile droite qui a la plus faible portance. Si l'avion se trouve en conditions de décrochage (vitesse ou pente/assiette trop faibles, diminution de pente ou d'assiette brutale), c'est donc l'aile droite, l'aile haute qui décroche la première, et l'avion part en autorotation à droite sur l'aile haute.

- Le décrochage au décollage :

Le décollage est réellement la configuration de vol la plus critique.

En effet, si en vol horizontal ou en palier, le moteur s'arrête, l'avion continue sur sa lancée, sa vitesse diminue progressivement, laissant au pilote le temps de prendre les dispositions nécessaires.

Or, en montée, la traction doit équilibrer la traînée plus le poids. On dit souvent que l'avion est "accroché" au moteur. Si le moteur, donc la traction, s'arrête subitement, c'est la pesanteur qui devient instantanément la nouvelle traction, d'où l'apparition d'un très grand angle d'attaque suivi d'un décrochage brutal immédiat.

En conséquence, dans la seconde qui suit l'arrêt du moteur, il faut augmenter la pente en prenant une assiette à piquer en poussant le manche vivement en avant.

Si cette panne moteur survient en montée en altitude, il n'y a que demi-mal, car même si l'avion décroche, le pilote a tout le temps pour le récupérer alors qu'au décollage, l'avion rencontre le sol en une ou deux secondes.

Pour cette raison, il y a une impérieuse nécessité de ne pas prendre une pente exagérée au départ et de proscrire les chandelles et autres fantaisies qui risquent de mal tourner un jour ou l'autre.

Toutefois, avec les moteurs actuels, la panne au décollage ou ailleurs, n'arrive pratiquement plus jamais sauf, malheureusement, en cas de panne d'essence!...

Néanmoins, en cas de panne moteur au décollage, il faut à tout prix éviter de virer mais essayer d'atterrir, en principe, droit devant. En effet, le virage absorbe le peu d'énergie qui pourrait subsister et le décrochage est certain. D'ailleurs, l'énergie restante ne permet pratiquement jamais d'engager un virage correct, et l'avion se trouve, de plus, en attaque oblique aux grands angles.

En outre, au décollage, quand le pilote tente de décoller à une vitesse insuffisante, l'avion est d'abord sustenté en effet de vol mais dès qu'il atteint quelques mètres de hauteur, sa puissance est insuffisante pour compenser la traînée générée par l'aile à forte incidente. Dans ce cas, l'avion peut rester au second régime de vol sans pouvoir accélérer ou s'élever, et si le pilote préfère maladroitement la prise d'altitude à la recherche de vitesse, cette dernière peut alors diminuer jusqu'au décrochage.

- Le décrochage lors d'une remise de gaz :

Lors d'une remise de gaz, si la puissance est appliquée tardivement et si les grosses traînées comme les volets en configuration atterrissage ou le train sorti sont conservées trop longtemps, la vitesse peut ne pas augmenter et continuer à diminuer jusqu'au décrochage.

- Le décrochage en vol :

En vol, le décrochage peut aussi survenir si un problème accapare le pilote au point qu'il peut être amener à négliger la surveillance de la vitesse.

C'est ce qui peut arriver quand le pilote resserre excessivement la trajectoire en dernier virage, notamment lors du dépassement de l'axe d'approche. En effet, obnubilé par le retour sur cet axe, le pilote resserre le virage en tirant le manche et met ainsi du facteur de charge, ce qui produit alors une augmentation d'incidence nécessaire pour équilibrer l'avion devenu plus lourd. Toutefois, pendant ce temps, si la vitesse n'est plus surveillée et l'ajustement de la puissance oublié, le décrochage peut survenir à quelques centaines de pieds de hauteur. Dans ce cas, il est difficile à interrompre, d'autant plus que la plupart du temps le décrochage sur virage serré se transforme en autorotation, situation qui nécessite une perte d'altitude plus grande pour la récupération et qui demande aussi un entraînement spécifique.

- Le décrochage à n'importe quelle phase du vol et à n'importe quelle vitesse :

Le décrochage peut survenir à n'importe quelle phase du vol et à n'importe quelle vitesse, si l'incidence dépasse l'incidence de coefficient de portance maximum. En effet en atmosphère turbulente, les lois de composition de la vitesse relative peuvent augmenter l'incidence jusqu'à la valeur de l'incidence de décrochage.

En outre, sur une manoeuvre brutale, le pilote peut produire un décrochage dynamique à une vitesse bien supérieure à Vs (Vs0 ou Vs1 selon la configuration).

 

b) Le décrochage dynamique :

Le décrochage dynamique, par contre, intervient quelle que soit la vitesse, et même à très grande vitesse.

Dans les cas de décrochage dynamique, on trouve:

- Le décrochage en piqué-ressource :

Quand un avion en piqué modifie sa trajectoire pour se mettre en montée, on dit qu'il fait une ressource.

Si une ressource brutale est effectuée sur un avion après un piqué à grande vitesse, il peut décrocher dynamiquement.

En effet, si l'avion à grande vitesse effectue une ressource brutale, nez en l'air après un piqué, le phénomène est accéléré par l'apparition d'une importante force centrifuge qui s'ajoute au poids de l'avion.

Ainsi, le piqué-ressource peut être comparé à un virage dans le plan vertical.

En effet, la vitesse aidant, la gouverne de profondeur va répondre immédiatement à la sollicitation du pilote, et l'avion va se retrouver nez en l'air immédiatement.

Malheureusement, la trajectoire ne suit pas et l'avion, contrairement au désir du pilote, ne va pas remonter et entraîné par son poids, il va, par inertie, par son élan provoqué par la force centrifuge, continuer à plat et il va décrocher d'autant plus sûrement qu'il est à un grand angle d'attaque et qu'à son propre poids vient s'ajouter le poids apparent dû à l'accélération centrifuge qui peut doubler et plus le poids de cet avion.

Or, plus l'avion est lourd moins il plane, donc, par voie de conséquence, plus vite il décroche.

Ce phénomène de l'avion entraîné hors de sa trajectoire peut être commandé volontairement par le pilote.

En décrochage dynamique, l'avion décroche donc pour deux motifs :

- En descente à plat sur sa trajectoire, il a un très grand angle d'attaque.

- De plus, il pèse plus lourd à cause de l'accélération centrifuge et de l'accélération de la pesanteur (g = 9,81m/s).

Ce décrochage extrêmement violent provoque une abattée très brutale.

Il n'est d'ailleurs pas nécessaire de faire une ressource à 500 km/h pour déclencher un décrochage dynamique. En effet, un petit avion qui décroche normalement à 60 km/h, et qui effectue une descente planée à plus de 100 km/h, peut décrocher et effectuer une abattée avec une brutalité inhabituelle si on diminue fortement et rapidement la pente en prenant brusquement une assiette à cabrer.

A noter qu'il est nécessaire de faire attention au décrochage dynamique en approche finale :

Un avion léger se présentant en approche finale à 110 km/h pour atterrir, peut encore en toute sécurité diminuer sa pente, en prenant une assiette plus à cabrer, à condition de le faire progressivement.

Mais si un obstacle jusqu'alors non repéré surgit, et si le pilote tire sèchement sur le manche pour le sauter, l'avion en esquissant une ressource, peut faire une abattée à 110 km/h alors qu'il décroche à 60 km/h en décrochage statique.

Aussi, le décrochage n'est pas une perte de vitesse mais une perte de portance provoquée par un angle d'attaque ou d'incidence trop grand.

Toutefois, l'avion vole grâce à la résistance de l'air, et celle-ci est le fruit de la vitesse : le vol commence donc avec la vitesse et cesse en même temps qu'elle.

Aussi, chaque avion a une vitesse minimale de sustentation, dite vitesse de décrochage, donnée par le constructeur. Cette vitesse peut varier de 50 km/h à plus de 300 km/h pour certains avions.

En outre, il convient d'avoir en mémoire qu'à faible vitesse, un avion est toujours aux grands angles :

On peut dire, néanmoins, qu'un avion aux grands angles décroche, or un avion à faible vitesse est aux grands angles, donc un avion à faible vitesse décroche.

En conséquence, il faut se souvenir que le décrochage dépend de l'angle d'attaque, et surveiller sa vitesse.

Toutefois, il est nécessaire de faire attention dans certaines circonstances. En effet :

- La vitesse de sustentation augmente avec l'altitude. En conséquence, la vitesse de décrochage augmente avec l'altitude. Or, la vitesse indiquée reste constante.

- La vitesse de sustentation augmente avec la température. En conséquence, la vitesse de décrochage augmente avec la température et se trouve donc plus élevée par temps chaud.

L'oubli de cette loi est la cause de nombreux accidents lors d'atterrissages et décollages par grande chaleur.

- Le décrochage en virage :

Le décrochage peut survenir en virage car un virage a ses limites.

En effet, les ailes devant supporter plusieurs fois le poids réel, l'augmentation exagérée du facteur de charge (virage serré, ressource brutale, atmosphère très turbulente) peut provoquer la rupture en vol du longeron d'aile et la chute irrémédiable jusqu'au sol.

Toutefois, hormis cette conséquence extrême, un avion décroche d'autant plus vite qu'il est plus lourd, et ceci qu'il s'agisse du poids réel ou du poids apparent.

Donc, en raison du facteur de charge, la vitesse de décrochage est toujours plus élevée en virage qu'en vol normal.

Il s'agit d'un décrochage dynamique comme le décrochage en piqué-ressource qui est en fait un virage dans le plan vertical.

Ainsi, le tableau suivant est éloquent en ce qui concerne la vitesse de décrochage par rapport au facteur de charge :

 

Inclinaison - Facteur de charge - Vitesse de décrochage

       

Exemple de vitesse

Inclinaison

Facteur de charge

Vitesse de décrochage

% augmentée de :

de décrochage

1

0 %

1

90 k/h

15°

1,04

2 %

1,02

92 k/h

30°

1,15

7 %

1,07

96 k/h

45°

1,41

20 %

1,2

108 k/h

60°

2

40 %

1,4

126 k/h

70°

3

70 %

1,7

153 k/h

75°

4

100 %

2

180 k/h

80°

6

125 %

2,25

202 k/h

 

En effet, en virage, la portance nécessaire pour équilibrer le poids apparent étant plus élevée qu'en vol normal, il faut davantage de puissance. Or, à puissance égale la vitesse diminue en virage et, pour conserver la vitesse, il faut donc augmenter la puissance. Mais si, le moteur étant déjà "pleins gaz" la vitesse est encore insuffisante par rapport à l'inclinaison, l'avion décroche inéluctablement.

Il existe donc un facteur de charge maximal au-delà duquel le vol n'est plus possible. Tout avion a une limite de manoeuvre, une limite de virage en particulier, que le pilote doit connaître et respecter.

Ainsi, pour un avion classé en :

Catégorie normale : les valeurs de facteur de charge homologuées sont les suivantes :

  • Sécurité : 2,8
  • Limite : 3,8
  • Rupture : 5,7

Catégorie utility :

  • Sécurité : 3,3
  • Limite : 4,4
  • Rupture : 6,6

Mentionnons qu'il s'agit là d'accélérations positives (virages et ressources habituelles).

En accélérations négatives, fréquentes en turbulence et en voltige, les limites de facteur de charge sont établies à 40% des valeurs en positif.

En attaque oblique, la portance des deux ailes n'étant pas identique, l'aile qui a la plus faible portance va décrocher en premier :

Exemple : En cas de dérapage en virage à gauche, donc un dérapage à droite : l'aile gauche qui est basse, venant à la traîne, est moins porteuse et décroche la première : il y a vrille à gauche.

 

HP


7) Les cas de décrochage en virage :

Parmi ces cas, on distingue :

 

a) Le décrochage en dernier virage dérapé :

C'est le cas particulier du dernier virage avant l'atterrissage où le jeune pilote, par appréhension-réflexe due à la proximité du sol, incline moins l'avion.

En effet, supposons l'avion en dernier virage à gauche, moteur réduit avec peu d'inclinaison et trop de cadence, l'avion dérape vers la droite.

En attaque oblique dérapée, l'aile droite, l'aile extérieure, avance la première, et est attaquée la première par les filets d'air, elle a donc la plus forte portance.

L'aile gauche qui vient à la traîne, a une portance plus faible, d'autant plus faible qu'elle est masquée par le fuselage.

Pour peu que la pente soit insuffisante ou l'assiette à piquer insuffisante, l'avion est aux grands angles, et l'aile moins porteuse décrocha la première : autorotation à gauche à basse altitude.

 

 

 

 

b) Le décrochage en dernier virage glissé :

C'est le cas d'un avion en vent arrière qui fait un virage à 180° à gauche en glissant avec une pente trop faible ou un assiette à piquer trop faible et avec éventuellement une cadence inverse.

Cet avion peut décrocher en basculant sur l'aile droite, l'aile haute, le nez faisant en même temps une abattée classique. L'avion tourne alors un demi-tour de vrille à droite et ne sortira au mieux des conditions de décrochage qu'après trois quarts de tour si le pilote parvient à arrêter l'autorotation pour redresser et se remettre en palier à condition que l'altitude de départ le permette avant de rencontrer le sol.

 

 

 

 

c) Le décrochage en virage au décollage :

C'est le cas d'un avion qui décolle en virant à gauche aussitôt en montant.

Si le pilote cadence exagérément avec une bille à l'extérieur à droite, l'avion dérape.

Même avec le moteur pleins gaz, la vitesse peut être faible en raison d'une pente de montée ou d'une assiette à cabrer trop importante, du facteur de charge, d'une attaque oblique ou de grands angles, amenant l'avion à décrocher sur l'aile gauche, l'aile basse, en vrillant avec le nez qui s'abat simultanément.

Quand ces conditions, l'avion n'a pas assez de hauteur pour sortir du décrochage et percute le sol après un demi-tour de vrille à gauche et cela avec un plein moteur.

Pour la même raison, c'est ce qui peut arriver, quand un pilote vire après une panne au décollage avec aussi une mise en attaque oblique qui peut être glissée ou dérapée avec une mise aux grands angles.

 

d) Le décrochage en virage serré en visite à des amis :

C'est le cas du "bonjour bonjour!" ou du "bonjour chez vous" en virage circulaire centré sur une maison, notamment à basse altitude pour mieux voir, en serrant de plus de plus en plus ce virage pour virer sur place sans perdre cette maison de vue et sans d'ailleurs augmenter le régime moteur pour compenser la surcharge aérodynamique.

Or, l'avion décroche beaucoup plus vite en virage, et d'autant plus vite que le virage est plus serré.

Aussi, l'avion écrasé par le poids apparent est déjà à la limite du décrochage, et il suffit de tirer un peu vivement sur le manche pour que l'avion aux grands angles et éventuellement en virage dérapé, décroche exactement comme dans le cas d'un piqué-ressource.

L'avion, aux grands angles et en attaque oblique, va alors décrocher en autorotation qui, vu la faible altitude, se termine inévitablement au sol en accrochant éventuellement avant un arbre ou une ligne électrique situé sur la trajectoire.

Ainsi, en visite à des amis on peut "accrocher ou on décrocher".

 

e) Le décrochage en arrivée par grand vent :

C'est le cas d'un avion qui arrivant sur un terrain inconnu où souffle en rafales un vent très fort, se trouve en vent arrière.

En virant à gauche, vent plein travers, cet avion peut dériver fortement en s'éloignant au lieu de se rapprocher de l'entrée de la piste.

L'avion étant faiblement incliné, si le pilote n'osant peut être pas l'incliner davantage en raison de la turbulence qui le secoue, et ne regardant pas nécessairement sa bille, pousse inconsciemment et progressivement son pieds à gauche pour annuler cette dérive anormale, il va augmenter de plus en plus la cadence en risquant de mettre en dérapage l'avion qui va encore s'éloigner davantage de la piste et dans le même sens que le vent.

En outre, par effet de roulis induit dû à cette forte cadence, l'avion a tendance à s'incliner à gauche amenant peut être le pilote a mettre du manche à droite pour contrer cette inclinaison intempestive, et a accentuer le dérapage.

De plus, du fait de cette forte inclinaison, l'effet d'inversion des gouvernes commence, et la direction braquée à gauche va créer une augmentation de pente, une augmentation de l'assiette à piquer, le nez de l'avion va alors plonger vers le sol amenant le pilote a tirer sur le manche pour diminuer la pente en reprenant une assiette moins à piquer. Mais si, l'avion se trouve aux grands angles, il peut partir en décrochage en virage dérapé.

 

f) Le décrochage "bille au milieu" :

Pour provoquer un décrochage, il n'est pas indispensable que toutes les conditions se trouvent réunies : une seule suffit.

En effet, en virage, un avion peut parfaitement décrocher à la vitesse normalement prescrite et bille au milieu, si le pilote provoque la mise aux grands angles et augmente le facteur de charge en tirant brutalement le manche en arrière s'il s'agit notamment d'un virage à grande inclinaison.

Le décrochage sera alors dissymétrique même sans attaque oblique.

En conséquence, pour négocier un virage en toute sécurité, il convient de :

- Maintenir la bille au milieu, sauf pour une glissade (maintenir une bille ou une demie bille dans le sens de l'inclinaison du virage).

- Avoir une vitesse suffisante compte tenu de l'inclinaison.

- Eviter les changements brusques de l'assiette de l'avion.

Ces évolutions ne doivent être effectuées qu'en souplesse. De même que l'altitude et la vitesse sont des garanties de sécurité.

 

En conclusion, la vitesse de décrochage augmente avec :

- Le poids réel de l'avion (chargement).

- Le poids apparent (facteur de charge en virage, ressource, turbulence).

- La température (journée chaude).

- L'altitude ( arrivée et départ sur terrains élevés où la vitesse indiquée reste inchangée dans ce cas).

 

HP


8) Les remèdes au décrochage :

Actuellement, les appareils certifiés (hors avion de voltige pour lesquels les surfaces portantes doivent pouvoir décrocher facilement) ont tous un comportement calibré, imposé par les règles de certification, et assez semblable d'un appareil à l'autre pour que le pilote ne soit pas trop désorienté quand il change d'avion.

Ainsi, la prévention du décrochage de l'aile est assurée par un avertisseur, alarme sonore et parfois également lumineuse, qui prévient de l'approche de l'incidence de décrochage 5 à 10 kt avant que l'avion n'atteigne celle-ci. Alors averti, le pilote est invité à retrouver très vite une incidence plus faible et à appliquer progressivement la puissance afin d'éviter en priorité de perdre de l'altitude.

A cet effet, pour retourner au vol non décroché, le pilote doit rendre la main en poussant le manche vers l'avant dans le but de diminuer l'incidence. Cependant, cette manoeuvre ne permet pas toujours de revenir à un vol contrôlé avant l'impact avec le sol si l'incidence a atteint puis dépassée une valeur trop grande.

Par conséquent, lors des premiers frémissements de l'avertisseur de décrochage et si les paramètres (puissance, masse, altitude-pression) sont raisonnables, il n'est pas en général trop tard pour retrouver au moins le vol en palier. 

Toutefois, parmi les divers remèdes au décrochage, on distingue :

 

a) Les remèdes curatifs :

L'augmentation de la pente ou la prise d'une assiette à piquer ou moins cabrée.

 

b) Les remèdes préventifs :

Ce sont tous les procédés aérodynamiques. On distingue alors :

 

- Les becs de sécurité ou de bord d'attaque :

Ils utilisent l'effet de fente.

Ils sont tous, maintenant, mobiles ou escamotables mais peuvent être soit :

* commandés par le pilote.

* automatiques, se fermant et s'ouvrant par le vent relatif, et l'écoulement turbulent provoqué à l'extrados par un grand angle d'attaque.

Quand les becs sont fermés et appliqués contre le bord d'attaque, ils épousent étroitement sa forme. Si l'aile est aux grands angles, les filets d'air décollent à l'extrados. Si les becs sont ouverts, la fente canalise les filets d'air et les dirige de force sur l'extrados où ils reconstituent la couche-limite et décollent ensuite à un angle beaucoup plus élevé.

Ces becs peuvent être aussi combinés avec des volets à fente.

Il existe également des fentes de bord d'attaque intégrées au profil dites slots. Sur commande, le revêtement même de l'extrados et de l'intrados s'ouvre vers l'intérieur de l'aile sur une certaine largeur, immédiatement à l'arrière du bord d'attaque, créant ainsi une fente.

Précisons que les ailes équipées de becs sont pratiquement indécrochable, l'avion se contentant de s'enfoncer à plat sans abattée. La sécurité est grandement augmentée, y compris au décollage, avec des becs car l'aile ne décroche plus, elle "s'accroche".

En outre, le décrochage des avions modernes, même sans becs, tend à se limiter à la première face de perte d'altitude sans abattée.

 

- Les profils évolutifs :

On peut faire varier la dimension du profil sur une même aile.

Il s'agit de variation d'incidence ou de calage et de variation de forme.

Selon les profils et la forme en plan de l'aile, il arrive que les extrémités de l'aile décrochent avant la partie centrale qui bénéficie du souffle de l'hélice.

Aussi, deux solutions permettent de remédier à cette anomalie :

* La variation d'incidence ou de calage :

L'aile est construite avec plus d'incidence à l'emplanture qu'à l'extrémité. L'incidence diminue de l'emplanture vers l'extrémité : l'aile est vrillée un peu comme une pale d'hélice, ce qui permet, en retardant le décrochage des extrémités, de conserver une certaine efficacité des ailerons mais aussi de diminuer la vitesse de décrochage de l'avion.

* La variation de profil ou de forme :

Il s'agit du changement de profil entre l'emplanture et le bord marginal de l'aile.

Le profil peut être biconvexe symétrique à l'emplanture et plan convexe à l'extrémité.

A noter que l'évolution du profil peut être combinée avec le vrillage. Plus qu'un remède dans ce cas, il s'agit en fait d'une amélioration du décrochage.

 

- Les cloisons et vortex :

Ces deux procédés n'intéressent pratiquement que les gros avions.

En effet, sur les ailes en flèche, l'écoulement de l'air a tendance à suivre le mouvement de la flèche, à glisser de l'emplanture vers l'extrémité.

* Les cloisons :

Pour contraindre l'air à s'écouler parallèlement au fuselage, des cloisons de décrochage le canalisent (aile de Caravelle).

* Les vortex :

L'extrados central des ailes et l'intrados de l'empennage horizontal peuvent être hérissés de sortes de lames de couteau de 5 cm de hauteur environ, à raison de deux rangées transversales de 25 lames sur chaque aile et une rangée de 15 sous l'empennage (Boeing 707).

Le but de ces aspérités, appelées générateurs de vortex, est de retarder le décollement de la couche-limite.

Un vortex, en mécanique des fluides, est un tourbillon creux produit dans certaines conditions d'écoulement (tourbillons marginaux par exemple).

Ainsi, l'écoulement général autour d'une aile peut être laminaire avec une couche-limite turbulente en vortex.

Les générateurs de vortex créent donc une couche-limite non laminaire permanente qui décolle beaucoup plus tard, comme si elle s'accrochait aux aspérités.

De même, l'extrados d'une aile delta est le siège d'un immense et unique vortex sur chaque demi-aile. Les deux vortex assurent une hypersustentation naturelle permettant à l'avion de voler à de très grands angles et de se poser très cabré, sans décrochage.

 

- Les procédés de détection :

* Les arêtes de bord d'attaque :

Les arêtes de bord d'attaque se présentent comme des baguettes, de section triangulaire, d'une vingtaine de centimètres de long.

Elles sont fixées au bord d'attaque horizontalement de part et d'autre du fuselage.

Elles favorisent et accroissent le buffeting, prévenant ainsi le pilote qu'il atteint l'angle critique.

* Les avertisseurs sonores :

Si ce procédé est aérodynamique par sa cause, l'effet est très matérialiste.

En effet, au bord d'attaque de l'aile, se trouve une petite palette de la grandeur d'un timbre poste, placée horizontalement, et mobile autour d'un axe.

Au sol, elle est normalement maintenue en position basse par son poids mais si on la soulève avec son doigt, un klaxon puissant retentit à l'intérieur de l'habitacle.

 

 

Avertisseur de décrochage à palette

 

 

De la même façon, en vol, quand l'avion est aux grands angles, la palette se soulève et actionne l'avertisseur qui prévient le pilote de l'approche du décrochage.

Le principe de l'avertisseur de décrochage électromécanique est simple car cet instrument est rustique, sensible et relativement fidèle :

  •  Aux incidences de vol :

L'écoulement de l'air autour du bord d'attaque de l'aile se sépare en deux au point d'arrêt (A).

L'écoulement d'intrados entraîne la palette (P) de l'avertisseur de décrochage vers l'arrière. Le contact électrique (C) est inactif.

 

 

Vol normal

 

 

  •  Aux incidences de décrochage :

L'écoulement d'extrados contourne le bord d'attaque car (A) s'est déplacé vers l'arrière.

L'écoulement d'extrados entraîne la palette (P) vers l'avant et établit ainsi le contact (C) qui active l'avertisseur de décrochage.

 

 

Approche du décrochage

 

 

A noter que cette situation se présente automatiquement à l'atterrissage et, s'il s'agit d'un avion à roue arrière qui roule en position cabrée, le klaxon continue de mugir tant que l'avion n'est pas arrêté. C'est un léger inconvénient eu égard, d'ailleurs, aux services rendus.

En outre, le pilote doit contrôler le fonctionnement de l'avertisseur de décrochage lors de la visite prévol de l'avion car la palette doit pouvoir bouger librement et l'alarme doit retentir lorsque cette palette est maintenue en position haute.

* Les avertisseurs lumineux :

C'est une variante du système sonore.

Au lieu d'avertisseur sonore, la palette peut commander un voyant lumineux, en général rouge, qui s'allume sous les yeux du pilote.

Souvent, les avertisseurs sonores et lumineux sont employés simultanément.

 

HP


9) Les diverses recommandations :

Dans les diverses recommandations auprès du pilote, on distingue :

 

a) La reconnaissance des symptômes précurseurs au décrochage :

- Comment l'avion prévient :

* Apparition du  Buffeting.

* Déclenchement du Klaxon de l'avertisseur de décrochage.

* Rien : Pas de signe précurseur.

 

b) La connaissance des éléments du manuel de vol en ce qui concerne le comportement de l'avion en cours de décrochage :

Le pilote doit se poser les questions suivantes:

- Comment l'avion décroche-t-il? :

* L'avion décroche-t-il avec une violente abattée ou s'enfonce-t-il?

- Quel est l'influence des volets? :

* Quel est le rôle des volets (l'avion embarque-t-il à gauche, à droite, tantôt d'u côté, tantôt de l'autre, ou reste-t-il symétrique?).

- Quelle est la perte d'altitude si le décrochage ne peut être empêché? :

- La pleine puissance peut-elle être appliquée? :

* Le pilote peut-il appliquer la pleine puissance à Vs + 2% par exemple?

- L'avion présente-il un risque de départ en vrille? :

- Quel est le rôle des commandes de vol à très basse vitesse? :

- Est-il possible de contrer aux ailerons ou vaut-il mieux tenir l'inclinaison nulle au pied seul? :

 

c) La situation dégradée en vol :

En cas de situation dégradée en vol, la trajectoire et la vitesse doivent rester les soucis majeurs du pilote. En effet, ce dernier ne doit pas se laisser influencer par des sollicitations extérieures. En outre, il ne doit pas se laisser imposer une trajectoire qui peut le faire décrocher : vol trop lent en patrouille, trajectoire trop serrée induite par un dépassement d'axe, demande spécifique d'un contrôleur, etc...

Il est donc impératif pour le pilote de guetter le badin ou son anémomètre. En effet, éviter de décrocher revient à éviter qu'une incidence trop forte n'empêche l'aile de remplir sa fonction de surface portante. Toutefois, en l'absence d'instrument spécifique ou d'incidencemètre, il est difficile de mesurer directement l'incidence.

C'est pourquoi il apparaît nécessaire de contrôler en permanence l'incidence par la lecture de la vitesse indiquée car en vol stabilisé, à facteur de charge et à masse donnés, incidence et vitesse indiquée forment un couple indissociable : le pilote sait ou sait alors calculer à quelle vitesse de son avion correspond l'incidence de décrochage. Néanmoins, il doit être prudent car dès que le facteur de charge cesse d'être constant, la vitesse et l'incidence ne sont plus reliées par des lois simples, d'où l'importance de ne pas s'éterniser dans les phases transitoires instationnaires.

Décrire ce phénomène dans sa globalité comme une perte de vitesse ou comme une vitesse insuffisante compte tenu de l'ensemble des données du vol, était une manière de définir sa cause tandis que le mot décrochage désigne en quelque sorte sa conséquence. De ce fait, dans les manuels de pilotage, le terme "décrochage" s'est peu à peu substitué à l'expression commune de "perte de vitesse". Ainsi, on a décroché parce qu'il a fallu donner de l'incidence à l'aile pour maintenir la portance, et ce parce que la vitesse diminuait.

En outre, "décrochage" est plus scientifique mais pourtant "perte de vitesse" d'emblée évoquait la mécanique du vol et délivrait instantanément un message de mise en garde.

A noter toutefois que les contrôleurs sont formés pour comprendre très vite les préoccupations des pilotes et un refus n'a pas à être justifié immédiatement car, seul, le pilote reste décideur dans la conduite et la maîtrise de son avion.

 

d) Le contrôle systématique du bon fonctionnement de l'avertisseur de décrochage lors de la visite prévol :

Le contrôle de l'avertisseur de décrochage dans le cadre de la visite prévol permet de s'assurer avec certitude de son bon fonctionnement.

Néanmoins, le contrôle du capteur de décrochage dépend de sa technologie. Par exemple :

- Sur un DR400 :

Le pilote doit vérifier que le mouvement de la palette est libre et que le klaxon retentit quand il la met en position haute.

 

 

- Sur un DA40 :

Le pilote doit regarder si l'orifice cerclé de rouge est bien dégagé.

 

 

e) Les mises en garde relatives au décrochage :

La connaissance de certaines mises en garde relatives au décrochage est essentielle pour le pilote qui veut voler sereinement car, en somme, la sécurité c'est avant tout de savoir ne pas décrocher même s'il a appris à se sortir d'un décrochage provoqué ou accidentel.

On peut citer :

- La connaissance parfaite des caractéristiques de l'avion.

- Ne pas pratiquer le vol lent qui est inutile et qui peut devenir dangereux notamment en aviation de loisir et de plaisir.

- Ne jamais voler en dessous de 1,45 Vs de la configuration approche en tour de piste, ni en dessous de 1,3 Vs0 en finale, ni même en dessous de 1,45 Vs1 dans les autres phases du vol.

 

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10) Le décrochage en haute altitude :

Il peut arriver, notamment en altitude, qu'au-delà d'une certaine incidence l'application de toute la puissance disponible ne suffise plus à empêcher la vitesse de régresser inexorablement.

De ce fait, la variation en fonction de la masse de l'avion pose également un problème car quand l'avion est en virage, il subit une accélération, un facteur de charge, et son poids apparent augmente.

Par conséquence, la vitesse de décrochage augmente aussi mais l'incidence de décrochage reste la même, environ 16 à 18 degrés. Il y a donc intérêt à avoir un avertisseur de décrochage qui fonctionne à une incidence donnée (petite palette ou petite fente sur le bord d'attaque de l'aile sur un avion léger par exemple).

Toutefois, sur un avion de ligne qui navigue à des altitudes supérieures à celles d'un avion léger, le pilote doit passer de l'exploitation de la Vi à celle du Mach.

Sur un biréacteur, après le décollage, le pilote rentre les volets hypersustentateurs pour accélérer en palier jusqu'à la VMO (Maximum Operating Speed) de 330 kt (par exemple) et comme l'avion n'est pas certifié pour voler plus vite, il tire sur le manche pour commencer la montée initiale à vitesse indiquée constante. En passant 11 000 ft, le machmètre indique 0,6 mais la vitesse propre (TAS) de l'avion augmente avec l'altitude et la vitesse du son diminue avec la température. Comme le machmètre indique le rapport entre la vitesse par rapport à l'air et la vitesse du son, le mach va augmenter lentement au fur et à mesure que l'avion gagne de l'altitude. A 25 000 ft, le Mach est de 0,78 et à 30 000 ft, il est de 0,86 et c'est la valeur du MMO (Maximum Mach Operating Number), le Mach maxi en opération qui est une valeur certifiée et définie par le constructeur qu'il ne faut pas dépasser car au-delà commence la zone transsonique où des ondes de choc vont commencer à apparaître lorsque localement l'écoulement atteint Mach 1. Dans cette situation, la couche limite devient instable, ce qui provoque un buffeting comparable à celui qui précède le décrochage basse vitesse, et puis, brutalement, l'équilibre du vol est modifié et l'avion part en abattée dans un plongeon irrécupérable encore plus dangereux que le décrochage bas, c'est ce qu'on appelle le décrochage haut.

A noter que dans les années cinquante, le mur du son a tué de nombreux pilotes et qu'actuellement, nos avions sont encore bien souvent subsoniques et non pas supersoniques.

En conséquence, la suite de la montée se fait alors à Mach constant en acceptant que la vitesse indiquée diminue en sachant néanmoins que cela peut mal se terminer.

Comme la vitesse indiquée correspondant au Mach maximum diminue avec l'altitude, la vitesse de décrochage augmente légèrement. En outre, arrivé à son plafond de sustentation, l'avion ne peut pas voler plus haut et, à cette altitude il n'y aura plus qu'une seule vitesse possible. Néanmoins, en vol à altitude constante, l'avion qui consomme du carburant s'allège en élargissant de ce fait la plage des vitesses possibles. Mais dans la pratique, la puissance des moteurs ne permet pas de monter jusqu'au plafond de sustentation. Aussi, l'altitude maximale est celle où l'avion consomme le moins.

Il est donc intéressant pour le pilote de chercher une altitude la pus élevée possible tout en gardant des marges suffisantes, c'est l'altitude optimale. Pour ce faire, l'avion est équipé d'une sonde d'incidence associée à un avertisseur de décrochage mais l'information obtenue n'est pas présentée directement sur le tableau de bord du cockpit. De plus, cette mesure est moins précise que celle de la vitesse qui est directement liée à l'incidence. C'est donc cette valeur qui est choisie pour être le paramètre principal de conduite du vol.

Cependant, l'avertisseur de décochage a une mesure peu précise et peut amener de fausses alarmes et se déclencher avec des marges qui ne sont pas constantes. A basse altitude, il sonne avant le buffeting vers 1,15 Vs mais en altitude cela n'est pas sûr.

Pour mémoire, le GPS n'est d'aucune utilité pour la conduite du vol dans la mesure où il donne la vitesse réelle par rapport au sol au niveau de la navigation mais il ne donne aucune indication par rapport  l'incidence et au domaine de vol.

Ainsi, le pilote peut se retrouver en croisière à 35 000 ft dans des conditions qui sont très proches de celles de l'approche. Il doit alors prendre des marges de sécurité permettant d'incliner l'avion sans décrocher et de supporter un facteur de charge dû à la turbulence. En approche, il est prescrit de calculer une vitesse Vrf (Approach Reference Speed) au moins égale à 1,3 Vs quoique le vol soit aussi possible sans danger à 1,2 Vs avec toutefois un avion plus cabrer et un risque de toucher de la queue la piste à l'atterrissage. Par contre en altitude, il n'y a pas de valeur réglementaire mais on considère toutefois qu'une valeur de n = 1,3 avant le décrochage est une valeur minimale raisonnable. Cependant dans la pratique à n = 1,2 Vs, le pilote ne dépasse pas 20° d'inclinaison pour garder une marge raisonnable. En effet, il ne faut pas oublier que les ailes modernes ont des profils optimisés pour la croisière parfois au détriment de la qualité du décrochage qui devient alors une option secondaire. D'autant plus que les logiciels de protection équipements les avions de ligne sont terriblement efficace et interdisent à l'avion de s'approcher des limites fixées. Il est donc possible que le décrochage se produise brutalement sans prévenir et sans buffeting. Il est également possible que la gouverne de profondeur n'ait alors pas assez d'efficacité ou soit masquée dans le flux turbulent généré par la voilure. En outre, un centrage arrière, recherché pour diminuer la consommation, diminue la stabilité, ce qui n'améliore pas la situation. De plus, le fait que les constructeurs ont progressivement diminué la surface des plans fixes, toujours pour diminuer la consommation, en s'appuyant sur l'efficacité des commandes de vol électriques et des divers systèmes de protection du domaine de vol, peut nuire à la sécurité même du pilotage. Ainsi, un givrage des sondes pitots associés à celui des ailes peut provoqué un décrochage parfois irrécupérable. L'avion peut partir en abattée et s'enfoncer à plat nez cabré sans qu'aucune action sur les commandes de vol ne permet de sortir de cette situation sable qualifiée de "deep stall".

Aussi, à haute altitude, l'objectif sécuritaire principal est d'éviter tout décrochage en adoptant une altitude de croisière assurant une plage de vitesses suffisante mais néanmoins confortable dans ses marges, notamment si le vol s'effectue dans des conditions de givrage important, malgré la présence et l'utilisation de dispositifs spéciaux de dégivrage.

 

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