cours n°5 du 21 octobre 2008: gouvernes et commandes (fin)

23 10 2008

Les effets secondaires des commandes et des gouvernes

Il existe des gouvernes dont le système de commande permet une utilisation multiple : par ex, on trouve des élevons qui font office d’élévateur et d’ailerons ; ou des flaprons qui servent de volet de courbure et d’ailerons.

Ns avons décrit l’effet principal des différentes commandes (effet primaire), mais leur action entraine des mouvements parasites de l’avion : des effets secondaires :

– La commande de profondeur est sans effet secondaire ;

– La commande de roulis entraine un lacet inverse puis une chute du nez de l’appareil dans l’intérieur du virage ;

– La commande de lacet entraîne un roulis induit dans le même sens ;

Le lacet inverse

Le « gauchissement » entraîne un effet secondaire sur la trajectoire : en effet, lorsqu’on incline l’avion, l’aile voyant sa portance augmenter, voit également sa traînée augmenter. Il se produit alors une rotation autour de l’axe de lacet. Le nez part du côté de l’aile haute . Une inclinaison sur la droite engendre donc du lacet à gauche. On parle de lacet inverse.lacet inverse

Pour le corriger, il faut agir sur le palonnier afin d’annuler la dissymétrie du vol.

Le roulis induit

L’action sur les palonniers provoque une rotation autour de l’axe de lacet. Lors de la rotation, l’aile extérieure parcourt une distance supérieure à l’aile intérieure pendant le même temps. L’aile extérieure au virage a une portance plus grande que l’aile intérieure, créant un mouvement de roulis. L’avion, sans intervention sur le volant, s’incline du côté de l’action sur le palonnier. Pour le corriger, il faut contrer l’augmentation d’inclinaison avec les ailerons.

L’effet de girouette

effet de girouette

Dans un roulage ou un décollage par vent traversier, les surfaces latérales sont frappées et l’avion tend à s’orienter dans le lit du vent (face au vent) ce qui nécessite une correction du pilote, en mettant du manche dans le vent et du palonnier à l’inverse du côté du vent.

Le contrôle de la vitesse

Il est nécessaire au pilote de savoir contrôler sa vitesse, notamment lors des descentes rapides. Il dispose de 2 possibilités :

– le moteur : la commande de gaz permet de réguler la puissance fournie par le moteur et ainsi de ne pas dépasser les limites autorisées.

– les freins aérodynamiques (ou dispositifs hyposustentateurs) ils détruisent la qualité aérodynamique du profil: les aérofreins ; des plaques perpendiculaires à l’avion, que l’on déploie pour augmenter la traînée et réduire la vitesse ; et les spoilers qui diminuent la portance, obligeant le pilote à augmenter l’incidence pour maintenir sa trajectoire et ainsi augmenter également la traînée.

aerofreins sur Mirage IV

Les aérofreins sont sortis sur l’extrados de la voilure, sur ce Mirage IV

Les compensateurs

Une gouverne peut devoir conserver une position particulière. Cela réclamera de la part du pilote un effort physique non négligeable s’il n’existe pas de dispositif « compensateur ».compensateur

Un compensateur (ou « trim » en anglais) est un système aérodynamique ou mécanique qui permet de maintenir une gouverne (surface de contrôle) d’un avion dans une position permettant l’équilibre de l’avion.

Lorsque le compensateur est correctement réglé, l’avion conserve son attitude dans l’air: les efforts au manche sont annulés, le pilote peut lâcher les commandes.

Compensation sur les trois axes

  • en tangage. Le compensateur le plus courant (quasiment indispensable) est le compensateur de profondeur, qui contrôle l’appareil sur l’axe de tangage (tendance à piquer ou à cabrer).
  • en roulis. Un compensateur d’ailerons sert à contrer l’inclinaison sur l’axe de roulis
  • en lacet. Un compensateur de direction sert à contrer l’effet d’un vent traversier au décollage ou le couple en lacet dû au souffle hélicoïdal de l’hélice. En l’absence de compensateur de direction, un couple en lacet présent en vol va amener du roulis induit qui pourra être corrigé par le compensateur de roulis.

Types de compensateurs

Le compensateur (ou trim) peut être :

  • aérodynamique : c’est une surface mobile généralement articulée au bord de fuite de la gouverne,
  • mécanique : c’est un sandow ou un ressort disposé dans la chaîne de commande.

Commande du compensateur

  • Commande mécanique sous la forme de levier, molette ou de volant agissant sur le compensateur.
  • Commande électrique (interrupteur, curseur) agissant sur un servo-moteur qui lui même agit sur le compensateur.