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12 janvier 2008 6 12 /01 /janvier /2008 18:42
Matériel :

·          1 maquette d’avion (fixer des fils aux extrémités des axes longitudinal, transversal et vertical

·          1 toupie

Introduction : Nous décollons, le véritable pilotage commence, par quels moyens allons-nous contrôler cet avion, la rotation du moteur va-t-elle influer sur les commandes de vol ?

 

v       Axes de rotation, commandes de vol et gouvernes

Ø        Observation : (fig. 1)

Démontrer sur la maquette les axes :

§          De roulis (axe longitudinal)

§          De tangage (axe transversal)

§          De lacet (axe vertical)

Les variations d’attitude de l’aéronef autour de son centre de gravité sont provoquées par le braquage de plans mobiles (gouvernes principales). Ces gouvernes sont activées par des commandes de vol situées dans le poste de pilotage. Chaque commande de vol permet de déplacer l’avion autour de l’un des trois axes.

Ø        Questionnement : Quelles sont les commandes de vol et gouvernes activées pour chaque variation d’attitude autour des axes de roulis, de tangage et de lacet ?

Ø        Conceptions initiales - Evolution, expériences, recherches documentaires :

§          Réponses sous forme écrite par des phrases ou des schémas

§          (fig. 2, 3, 4, 5, 6 et 7) Commentaire des schémas et légendes à inscrire (gouverne de profondeur, manche ou volant, gouverne de direction, aileron)

Au sol, sur Robin, le palonnier commande la roulette de nez

        A l’arrière des gouvernes peuvent se trouver des compensateurs, petites surfaces servant à compenser les efforts que le pilote doit effectuer sur les commandes

Fiche élève n° 7 (AM 1-08) Remplie avec l’aide de l’enseignant

v       Effets secondaires de nos commandes de vol : lacet inverse et roulis induit

Les axes de roulis et de lacet sont étroitement liés en vol

Ø        Lacet inverse

§          Observation : Démonstration sur maquette du lacet inverse : mise en virage à droite Þ

braquage de l’aileron opposé au virage Þ le nez de l’avion se déporte vers la gauche puis revient dans le sens du virage

§          Questionnement : Pourquoi la mise en virage provoque-t-elle la déviation de l’axe longitudinal ?

§          Conceptions initiales - Evolution, expériences, recherches documentaires :

·        

·         (fig. 8) Commentaire du schéma descriptif du phénomène (résumé fiche 9)

Ø        Roulis induit

§          Observation : Démonstration sur maquette du roulis induit : le pilote donne du pied à droite Þ braquage de la gouverne de direction à droite Þ le nez de l’avion se déporte à droite, puis l’avion s’incline à droite

§          Questionnement : Pourquoi l’utilisation du palonnier déclenche-t-elle une mise en virage de l’avion ?

§          Conceptions initiales - Evolution, expériences, recherches documentaires :

·        

·         (fiche 10, fig. 3 à 8) Commentaire de schéma descriptif du phénomène

v       Le effets moteur et conséquences sur le pilotage

Ø        Observation : Le moteur et l’hélice ont pour but de fournir la traction nécessaire afin de maintenir une vitesse, accélérer ou décélérer, mais ils ont des effets perturbateurs non souhaités agissant sur les trois axes de rotation de l’avion, qui tendent à perturber la trajectoire, ce que nous allons devoir contrer.

Ø        Questionnement : Quels sont les principaux effets moteur ?

Ø        Conceptions initiales - Evolution, expériences, recherches documentaires :

§         

§          Ce sont :

·         Le souffle hélicoïdal (fig. 11, 12 et 13)

C’est le plus important des effets sur nos avions légers, qui provoque des modifications de symétrie par rotation autour de l’axe de lacet. C’est à basse vitesse et forte puissance que le souffle hélicoïdal est le plus important car les spires du souffle sont serrées, donc en phase de décollage ou de montée. En vol normal, les spires s’allongent en raison de la vitesse, les effets en sont donc amoindris. Le sens de déport latéral dépend du sens de rotation de l’hélice (à droite pour le Robin). Les corrections s’effectuent au pied avec les palonniers.

·         Le couple de renversement (fig. 14)

Expérience : mise en route d’un moteur électrique. A la mise en route, le moteur a tendance à vouloir tourner en sens inverse de l’arbre du moteur, il subit le couple de renversement.

L’avion est donc soumis aux mêmes effets, le moteur et l’hélice tournent dans un sens (à droite pour le Robin) et l’ensemble de l’avion a tendance à tourner dans l’autre sens, en rotation autour de l’axe de roulis, par variation d’inclinaison. Pour l’en empêcher il faudra agir sur les ailerons à l’aide du manche, latéralement (manche à droite sur Robin). Sur nos avions légers, cet effet est négligeable.

·         Le couple de tangage (fig. 15 et 16)

Comme son nom l’indique, il provoque des rotations autour de l’axe de tangage, ce qui aura un effet cabreur ou piqueur que l’on contrera à l’aide de la gouverne de profondeur commandée par le manche d’avant en arrière.

Au regard des fig. 15 et 16, on s’aperçoit que la veine fluide provoquée par l’hélice tend à être canalisée par l’extrados de l’aile et déviée vers le bas après le bord de fuite, venant ainsi frapper l’empennage arrière par le dessus, provoquant une dépression négative d sous celui-ci. Si la puissance augmente, le souffle augmente accroissant la dépression négative de l’empennage d’ qui créait l’effet cabreur. Si on réduit la puissance, le souffle diminue (la dépression négative également), ce qui tend à faire piquer naturellement l’avion.

·         Les effets gyroscopiques (fig. 17)

Expérience : faire tourner une toupie.

Tout objet qui tourne rapidement est une masse en rotation qui se comporte comme un gyroscope. Le gyroscope a la propriété de garder son axe de rotation fixe dans l’espace, sauf si on le perturbe auquel cas il réagit d’une certaine façon. L’hélice se comporte donc comme un gyroscope. Si on garde une même trajectoire rectiligne à même assiette, il ne se passe rien. Par contre si on modifie la position de l’avion, il va y  avoir une réaction non désirée et momentanée pendant la modification de position et par rapport au disque de l’hélice, 90° plus loin que l’action produite, dans le sens de rotation de l’hélice.

·         Quels sont les effets sur le pilotage ?

¨        Au décollage, dès la mise en puissance et en montée le souffle hélicoïdal sera prédominant, il faudra le contrer (rotation autour de l’axe de lacet vers la gauche sur Robin) par du pied à droite

¨        (fig. 18 et 19) En vol en palier, après une diminution ou une augmentation importante de puissance, le souffle hélicoïdal et le couple de tangage vont respectivement engendrer une inclinaison à droite ou à gauche et une assiette à piquer ou à cabrer de l’avion.

v       Technique de pilotage : le décollage

Ø        Observation : Lire fiche 20 : « Le décollage de DR 400 – 120 »

Ø        Questionnement : Dans quelles conditions, le roulage sera-t-il plus court ?

Ø        Conceptions initiales - Evolution, expériences, recherches documentaires :

§          Utilisation d’un volet hypersustentateur Þ oui, augmentation de la portance par braquage des volets, la vitesse créant la portance nécessaire au décollage (portance > poids) est atteinte plus tôt.

§          Au niveau de la mer plutôt qu’en altitude Þ oui, car plus l’air est dense (masse volumique de l’air élevée), plus grande est la résistance de l’air et donc la portance.

§          Par température faible plutôt qu’élevée Þ oui, car la masse volumique de l’air frais est plus grande.

§          Par vent debout plutôt que par vent arrière Þ oui, car c’est le vent debout (ou vent de face) qui va créer une portance supplémentaire et la vitesse de décollage sera atteinte plus tôt.

 

Fiche élève n° 8 (C 1-05) et 9 (C 1-06) remplie avec l’aide de l’enseignant

 

Travail à la maison : Initiation à l’aéronautique pp 53 – 56

QCM 8 Vol local : décollage (axes de rotation, commandes de vol et gouvernes, effets secondaires, effets moteur, technique de pilotage) questions 1 à 20
QCM 8 Vol local : décollage (axes de rotation, commandes de vol et gouvernes, effets secondaires, effets moteur, technique de pilotage) questions 21 à 38

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Published by Borgne - dans Cours
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