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8-8 Manuels et documents (motoplaneurs)

2026-10-01T19:35:50Z

Florentc59 : /* Manuels et documents */

{{:8-_Aéronefs_(motoplaneurs)}}
== Manuels et documents ==

Le planeur n'échappe pas à la règle commune : un matériel est toujours accompagné d'un manuel à destination de l'utilisateur, contenant les explications nécessaires à son usage et les précautions d'emplois. Les manuels à disposition du pilote de planeur sont :
*Le [[wikipedia:Manuel_de_vol_(aéronef)|'''manuel de vol''']] : C'est le manuel utilisateur édité par le constructeur de l'aéronef. Sur la couverture est généralement inscrit l'immatriculation du planeur concerné, car les planeurs d'un même type peuvent comporter de légères différences.
<blockquote>
Le manuel de vol est composés de différentes sections standardisées :
*1 - Généralités
*2 - Limitations - spécifications
*3 - Procédures d'urgence
*4 - Procédures normales
*5 - Performances
*6 - Masses et centrage
*7 - Description du planeur - équipements
*8 - Manipulations, entretien et maintenance (actions autorisées au pilote)
*9 - Suppléments (constructeur + exploitant)
</blockquote>
*La '''fiche de pesée''' : C'est un document édité par l'organisme d'entretien du planeur. Pour fournir des indications de masses et centrages correctes au pilote, l'aéronef est pesé à chaque fois qu'une évolution de masse a lieu (installation d'un instrument de bord, réfection de la peinture, réparation importante...). La fiche de pesée présente les informations à jour sur la masse à vide et les différentes bras de leviers utiles au pilote.

*Les '''manuels des équipements''' : Les équipements de bord sont considérés séparément du planeur. En effet, le constructeur fourni la cellule en état de vol, mais charge au propriétaire de choisir et d'installer les équipements souhaités. Le pilote doit se reporter au manuel de chacun de ces équipements afin de les utiliser correctement. Voici quelques exemple de manuels d'équipements sur les sites web des constructeurs :
**Radio VHF : [https://www.becker-avionics.com/wp-content/uploads/2017/08/AR6201_OI.pdf Modèle Becker AR6201]
**Transpondeur : [https://www.funkeavionics.de/wp-content/uploads/2021/04/TRT800H-LCD.pdf Modèle Funck TRT800H]
**Parachute de secours : [https://www.marsjev.com/data/filecache/58/ATL-88-90-1_EN_15.pdf Modèle Mars-ATL-88-90]
**Variomètre électronique : [https://gliding.lxnav.com/wp-content/uploads/manuals/LXV3ManuelFrenchVer0100.pdf Modèle LX-Nav vario S3 - Français]
**Flarm : [https://www.flarm.com/wp-content/uploads/2025/08/FTD-078-PowerFLARM-Fusion-User-and-Maintenance-Manual-1.6.pdf Modèle Power-FLARM Fusion]

<gallery mode="packed" widths=300px heights=400px>
Fichier:ManuelDeVol_1.png|Couverture d'un '''manuel de vol''' pour un planeur fictif.
Fichier:Exemple_Fiche-de-pesee_1.jpg|Exemple de '''fiche de pesée''' pour un motoplaneur fictif.
Fichier:ManuelRadioVHF_1.png|Exemple de '''manuel équipement''' pour une radio VHF. Source [https://www.becker-avionics.com/ Becker avionics].
</gallery>

== Le carnet de route ==
[[Fichier:Carnet-de-route FR.jpg|thumb|Exemple d'un '''carnet de route''' en France]]
Chaque aéronef possède un carnet où sont inscrits les détails de chaque vol, permettant '''d'enregistrer toute l'activité de vol, d'anomalies ou de maintenance du planeur'''. C'est le '''carnet de route''' ('''Aircraft Logbook''' ou '''Journey Log''' en Anglais). L'article réglementaire SAO.GEN.160 et son AMC1 détaille les modalités de la tenue de ce carnet de route.

''Notes de compréhension :''

* ''Le pilote possède un carnet de vol ('''Pilot Logbook''' en Anglais) pour enregistrer son expérience''
* ''Un organisme de formation possède un registre des vols interne pour suivre son activité.''

''Tous ces enregistrements peuvent donner l'impression de faire des doublons ou de se recouper. Certes les informations son quasi-identiques, mais l'objectif des données est différents dans chacun des cas : pourvoir suivre l'Aéronef, le Pilote, l'Organisme...''

8-8 Manuels et documents (motoplaneurs)

2026-10-01T19:35:39Z

Florentc59 : /* Manuels et documents */

{{:8-_Aéronefs_(motoplaneurs)}}
== Manuels et documents ==

Le planeur n'échappe pas à la règle commune : un matériel est toujours accompagné d'un manuel à destination de l'utilisateur, contenant les explications nécessaires à son usage et les précautions d'emplois. Les manuels à disposition du pilote de planeur sont :
*Le [[wikipedia:Manuel_de_vol_(aéronef)|'''manuel de vol''']] : C'est le manuel utilisateur édité par le constructeur de l'aéronef. Sur la couverture est généralement inscrit l'immatriculation du planeur concerné, car les planeurs d'un même type peuvent comporter de légères différences.
<blockquote>
Le manuel de vol est composés de différentes sections standardisés :
*1 - Généralités
*2 - Limitations - spécifications
*3 - Procédures d'urgence
*4 - Procédures normales
*5 - Performances
*6 - Masses et centrage
*7 - Description du planeur - équipements
*8 - Manipulations, entretien et maintenance (actions autorisées au pilote)
*9 - Suppléments (constructeur + exploitant)
</blockquote>
*La '''fiche de pesée''' : C'est un document édité par l'organisme d'entretien du planeur. Pour fournir des indications de masses et centrages correctes au pilote, l'aéronef est pesé à chaque fois qu'une évolution de masse a lieu (installation d'un instrument de bord, réfection de la peinture, réparation importante...). La fiche de pesée présente les informations à jour sur la masse à vide et les différentes bras de leviers utiles au pilote.

*Les '''manuels des équipements''' : Les équipements de bord sont considérés séparément du planeur. En effet, le constructeur fourni la cellule en état de vol, mais charge au propriétaire de choisir et d'installer les équipements souhaités. Le pilote doit se reporter au manuel de chacun de ces équipements afin de les utiliser correctement. Voici quelques exemple de manuels d'équipements sur les sites web des constructeurs :
**Radio VHF : [https://www.becker-avionics.com/wp-content/uploads/2017/08/AR6201_OI.pdf Modèle Becker AR6201]
**Transpondeur : [https://www.funkeavionics.de/wp-content/uploads/2021/04/TRT800H-LCD.pdf Modèle Funck TRT800H]
**Parachute de secours : [https://www.marsjev.com/data/filecache/58/ATL-88-90-1_EN_15.pdf Modèle Mars-ATL-88-90]
**Variomètre électronique : [https://gliding.lxnav.com/wp-content/uploads/manuals/LXV3ManuelFrenchVer0100.pdf Modèle LX-Nav vario S3 - Français]
**Flarm : [https://www.flarm.com/wp-content/uploads/2025/08/FTD-078-PowerFLARM-Fusion-User-and-Maintenance-Manual-1.6.pdf Modèle Power-FLARM Fusion]

<gallery mode="packed" widths=300px heights=400px>
Fichier:ManuelDeVol_1.png|Couverture d'un '''manuel de vol''' pour un planeur fictif.
Fichier:Exemple_Fiche-de-pesee_1.jpg|Exemple de '''fiche de pesée''' pour un motoplaneur fictif.
Fichier:ManuelRadioVHF_1.png|Exemple de '''manuel équipement''' pour une radio VHF. Source [https://www.becker-avionics.com/ Becker avionics].
</gallery>

== Le carnet de route ==
[[Fichier:Carnet-de-route FR.jpg|thumb|Exemple d'un '''carnet de route''' en France]]
Chaque aéronef possède un carnet où sont inscrits les détails de chaque vol, permettant '''d'enregistrer toute l'activité de vol, d'anomalies ou de maintenance du planeur'''. C'est le '''carnet de route''' ('''Aircraft Logbook''' ou '''Journey Log''' en Anglais). L'article réglementaire SAO.GEN.160 et son AMC1 détaille les modalités de la tenue de ce carnet de route.

''Notes de compréhension :''

* ''Le pilote possède un carnet de vol ('''Pilot Logbook''' en Anglais) pour enregistrer son expérience''
* ''Un organisme de formation possède un registre des vols interne pour suivre son activité.''

''Tous ces enregistrements peuvent donner l'impression de faire des doublons ou de se recouper. Certes les informations son quasi-identiques, mais l'objectif des données est différents dans chacun des cas : pourvoir suivre l'Aéronef, le Pilote, l'Organisme...''

7-2 Polaire des vitesses (motoplaneurs)

2026-09-30T17:19:07Z

Florentc59 : /* Performances de vol pour les aéronefs monomoteur (Motoplaneurs/TMG) */

{{:7-_Performance_de_vol_planification_(motoplaneurs)}}
== Polaire des vitesses des motoplaneurs, performances de vol, vitesse de croisière ==
=== Polaire des vitesses sans puissance ===
#Introduction
#Influence :
##des ascendances/descendances
##du vent
##des Aérofreins
##des volets
##vol optimal au Mc CREADY

=== Performances de vol pour les aéronefs monomoteur ===
#Puissance moteur disponible
#Influence :
##de la température
##de l'altitude
#Performance de l'aéronef suivant les phases de vol
##Définition des termes et des vitesses
##Décollage et d'atterrissage
##Gradients de vent
##pente de la piste et de son état de surface
##Effets de l’altitude, de la densité et de la masse motoplaneur
##Utilisation des données du manuel de vol avion
#Performance de l'aéronef en croisière
##Autonomie et l’influence des différents paramètres recommandés de puissance
##Distance franchissable en air calme aux différents paramètres de puissance
##Utilisation des données du manuel de vol avion

__TOC__

== Polaire des vitesses sans puissance ==
La polaire des vitesses est la courbe représentant la vitesse de chute (Vz) en fonction de la vitesse horizontale (Vx). C'est l'outil fondamental du pilote de planeur pour comprendre les performances de sa machine. La courbe permet une lecture intuitive et rapide des performances du planeur : on peut rapidement identifier la vitesse de finesse maximale, la vitesse de taux de chute minimal et le comportement du planeur aux vitesses élevées.

<gallery mode="packed" widths=150px heights=250px>
File:Speed polar measurement.gif|Principe de mesure des performances d'un planeur. Relevés des couples vitesses/taux de chutes et tracé de la Polaire des Vitesses du planeur.
File:Speed polar GliderType.png|Différentes '''polaire des vitesses''' de trois planeurs aux performances différentes.
</gallery>

=== Le taux de chute minimum ===
Par une lecture graphique rapide, il est possible de déterminer la zone où le taux de chute du planeur est minimum. Le pilote peut '''choisir de voler à cette vitesse de taux de chute minimum''' par exemple dans les ascendances, ou pour consommer le plus lentement possible sa hauteur disponible.

A des vitesses '''plus faibles que la vitesse de taux de chute minimum''', le planeur avancera moins vite mais consomme plus de hauteur. Celà ne comporte que peu d'intérêt pour la performance du vol. Cette zone peut être exploitée lorsque ralentir apporte un fort avantage : par exemple pour traverser plus lentement une puissante ascendance en vol en ligne droite. A ces faibles vitesses, l'angle d'incidence est élevé et il convient de rester vigilent sur la marge restante vis à vis du décrochage. Cette zone est appelée '''vol aux grands angles d'incidence''' ou '''vol au second régime'''.

<gallery mode="packed" widths=150px heights=250px>
File:Speed polar Vzmin fr.gif|Sur la '''polaire des vitesses''' d'un planeur, méthode de recherche du taux de chute minimum pour exploiter le planeur au taux de chute minimum.
File:Speed polar FlightRegime.png|Identification des deux régimes de vol sur la '''polaire des vitesses''' d'un planeur.
</gallery>

=== La finesse maximum ===
Par une lecture graphique, il est possible de déterminer la zone où l'angle de plané est minimum. Il s'agit de la vitesse de vol où le planeur plane le plus loin, donc propose sa '''finesse maximum'''. Le pilote devrait choisir de voler à cette '''vitesse de finesse maximum''' s'il souhaite rejoindre sa prochaine ascendance. En effet, exploiter la finesse maximum (ou l'angle de plané minimum, c'est la même chose) fait perdre le moins de hauteur sur le trajet.

<gallery mode="packed" widths=150px heights=250px>
File:Speed polar MaxGlideRatio fr.gif|thumb|Sur la '''polaire des vitesses''' d'un planeur, méthode de recherche de '''l'angle de plané minimum''' (=finesse maximale) pour déterminer la vitesse permettant de voler le plus loin possible, en air calme.
</gallery>

=== Influence de la configuration du planeur ===
==== Des Aérofreins ====
L'utilisation des aérofreins (AF) dégrade volontairement la polaire :
* La courbe s'enfonce brutalement (augmentation de $V_z$).
* La finesse maximale chute.
* La vitesse de décrochage augmente légèrement.

==== Des volets ====
Les volets de courbure modifient la forme de la polaire :
* '''Volets positifs (vers le bas) :''' Améliorent la portance à basse vitesse (thermique), mais augmentent la traînée à haute vitesse.
* '''Volets négatifs (vers le haut) :''' Optimisent la polaire pour les hautes vitesses en réduisant la traînée de profil.

==== Des water-ballasts ====
La masse du planeur modifie la polaire :

=== Influence de la masse d'air sur les performances ===
==== Des ascendances et descendances ====
Le déplacement de la masse d'air déplace la polaire verticalement sur le graphique :
* '''Ascendance :''' La polaire remonte. Pour une même vitesse sol, la pente de trajectoire s'améliore.
* '''Descendance :''' La polaire s'enfonce. La finesse sol diminue drastiquement.
''Note : La forme de la courbe reste inchangée, c'est son origine par rapport au sol qui varie.''

==== Du vent ====
Le vent déplace la polaire horizontalement :
* '''Vent de face :''' La polaire se déplace vers la droite par rapport au sol. La finesse sol diminue. Il faut voler plus vite pour contrer le vent.
* '''Vent arrière :''' La polaire se déplace vers la gauche. La finesse sol augmente.

=== Le McCready ===
La théorie de Paul McCready permet d'optimiser la vitesse de transition entre deux ascendances.
* Le calage de l'anneau (ou calculateur) dépend de la force de la '''prochaine''' ascendance espérée.
* '''Principe :''' Plus l'ascendance suivante est forte, plus on doit voler vite dans la descendance actuelle pour y arriver plus tôt, même si cela coûte de l'altitude.

== Performances de vol pour les aéronefs monomoteur (Motoplaneurs/TMG) ==

=== Puissance moteur disponible ===
Sur un motoplaneur (TMG), la puissance disponible diminue avec l'altitude car la densité de l'air baisse, réduisant le remplissage des cylindres et l'efficacité de l'hélice.

=== Influence des facteurs atmosphériques ===

==== De la température ====
Une température élevée diminue la densité de l'air ($d$). Conséquences :
* Augmentation de la distance de décollage.
* Diminution du taux de montée.

==== De l'altitude ====
Plus l'altitude-pression augmente, plus les performances moteur et aérodynamiques diminuent. Il est crucial de calculer l''''altitude-densité''' pour connaître les performances réelles de la

=== le piège du second régime de vol ===

7-2 Polaire des vitesses (motoplaneurs)

2026-09-30T17:16:14Z

Florentc59 : /* Polaire des vitesses sans puissance */

7-2 Polaire des vitesses (motoplaneurs)

2026-09-29T17:46:26Z

Florentc59 : /* Polaire des vitesses sans puissance */

7-1 Chargement et centrage (motoplaneurs)

2026-09-21T17:29:21Z

Florentc59 : /* Objectif des considérations de masse et centrage */

{{:7-_Performance_de_vol_planification_(motoplaneurs)}}
== Objectif des considérations de masse et centrage ==

La maîtrise de la masse et du centrage est un pilier de la sécurité du vol.
Le constructeur de l'aéronef fait un lourd travail de conception pour permettre le vol avec son aéronef. Il fourni au pilote un certain nombre de limitations qui, si elles sont respectées, garantissent le bon fonctionnement de l'aéronef. Le pilote a la responsabilité de maintenir l'exploitation de son planeur selon les limitations du constructeur.

Le chapitre 8 détail les moyen techniques à disposition du pilote pour ajuster le centrage du planeur.

Le constructeur fourni deux types de limitations:

1 - Limitations des masses
<blockquote>
*'''Pour des raisons de solidités structurelles :''' Chaque planeur est conçu pour pouvoir réaliser certaines manœuvres en vol, et résister à différentes rafales verticales soudaines. Cela se traduit pour le concepteur de l'aéronef à concevoir un '''aéronef capable de résister à des facteurs de charges minimum''' (par exemple -3g/+6g). Ainsi, toute les masses présentes dans le planeur (dont le planeur lui-même) vont créer des efforts : C'est le cas du fuselage porté par les ailes, mais également du pilote porté par son siège et retenu par ses ceintures, la batterie attachée dans son support... Dépasser les masses prescrites par le concepteur risque d'entraîner des déformations permanentes ou une rupture de la structure alors que la manœuvre est normalement autorisée et en deçà des facteurs de charges maximums. Le train d'atterrissage est également dimensionné selon la masse maximale de l'aéronef.

*'''Pour des raisons de performances :''' Un planeur trop lourd voit sa vitesse de décrochage augmenter, sa finesse se dégrader à basse vitesse, ses distances de décollage s'allonger et sa pente de monté optimal diminuer.
</blockquote>

2 - Limites de position du CG (Centre de Gravité)
<blockquote>
*'''Pour assurer la stabilité et la contrôlabilité :'''
** Un centrage '''avant''' augmente la stabilité et rend le planeur "lourd" à la profondeur. Un planeur centré trop avant pourrait être trop stable ou avoir une capacité à cabrer insuffisante.
** Un centrage '''arrière''' rend le planeur moins stabme, il rend le planeur plus sensible à la vrille. Un planeur centré au delà de la limite arrière peut rendre la sortie de décrochage ou de vrille impossible.
*'''Pour assurer les performances :''' Un centrage optimal (souvent entre le centrage moyen et le centrage maximum arrière autorisé) réduit la déportance nécessaire sur la profondeur, donc la traînée, améliorant ainsi la performance du planeur.
</blockquote>

== Emport ==

=== Terminologie ===
* '''Masse à vide''' (''Empty Weight'' en Anglais) : Masse du planeur avec ses équipements fixes et instruments. Elle inclus la batterie du planeur, mais la fiche de pesée pourra le confirmer en cas de doute.

* '''Masse maximale au décollage''' (''Maximum Take-Off Weight - MTOW'' en Anglas): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sur une balance juste avant le décollage. La masse maxi à l'atterrissage est souvent la même, mais le manuel de vol le confirmera.

* '''Charge utile''' (''Payload'' en Anglais) : Masse du pilote, du passager, des parachutes, du carburant, et des bagages.
<math>Masse_{totale}=Masse_{vide} + Charge~utile</math>

* '''Masse maximale des Elements non-portant''' (''Maximum Weight of Non-Lifting parts'' en Anglais): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sans les ailes et ce qui se trouve dans les ailes. Il s'agit d'une limitation concernant la résistance des pions d'attaches entre l'aile et le fuselage, ainsi que la résistance du longeron d'aile.
<math>Masse_{ENP}=Masse_{fuselage~vide} + Masse_{plan~horizontal} + Charge~utile</math>

=== Limitations de masse ===
* '''Limitations structurales :''' Définies par le constructeur (ex: masse maximale sans ballast eau).
* '''Limitations de performances :''' Masse maximale permettant de respecter les taux de montée minimum au treuillage.
* '''Limitations des soutes à bagages :''' Poids maximal autorisé dans les coffres (souvent limité par la résistance du plancher).
=== Calculs de masse ===

* '''Masses standard :''' Utilisation de valeurs forfaitaires (ex: 70kg ou 85kg selon la réglementation) si le poids réel n'est pas disponible, bien que la pesée réelle soit toujours à privilégiée.

=== Principes fondamentaux pour le calcul du CG ===
* '''Définition du CG :''' Point d'application de la résultante des forces de gravité.
* '''Équilibre des forces et moments :''' Pour que le planeur soit en équilibre, la somme des moments autour du point de référence doit être nulle.
<center>$Moment = Masse \times Bras\ de\ levier$</center>
* '''Calcul basique :''' La position du CG est égale à la somme des moments divisée par la somme des masses.

== Détails de masse et de centrage des aéronefs ==

=== Contenu de la documentation ===
* '''Plan de référence (Datum) :''' Ligne imaginaire verticale (souvent le bord d'attaque à l'emplanture) à partir de laquelle tous les bras de levier sont mesurés.
* '''Bras de levier (Arm) :''' Distance horizontale entre le plan de référence et le centre de gravité d'un élément (pilote, batterie, ballast).

=== Extraction des données de la documentation ===
* '''Masse à vide standard :''' Documentée dans le manuel de vol et la fiche de pesée.
* '''Position du CG à vide :''' Point de départ de tout calcul de chargement.
* '''Déviations :''' Toute modification (ajout d'un instrument, changement de batterie) doit faire l'objet d'une mise à jour de la fiche de pesée.

== Détermination de la position du centre de gravité ==

=== Méthodes ===
# '''Méthode arithmétique :''' Somme des moments divisée par la masse totale. C'est la méthode la plus précise.
# '''Méthode graphique :''' Utilisation d'un abaque (nomogramme) où l'on trace des lignes correspondant aux poids des occupants pour vérifier que l'on reste dans "l'enveloppe".

=== Feuille de masse et de centrage ===
* '''Considérations générales :''' Doit être vérifiée avant chaque vol, surtout en cas de changement de pilote ou d'emport de lest.
* '''Enveloppe du CG :''' Graphique représentant la plage autorisée (ordonnée : masse / abscisse : position du CG). Le point d'intersection doit impérativement se situer à l'intérieur de ce polygone.

{| class="wikitable" style="background-color:#fff3cd;"
|+ ATTENTION
|-
| Sur un planeurs, le poids du pilote (en place avant si biplace) est critique. L'absence de gueuses pour un pilote léger peut placer le CG hors limites arrières, rendant le planeur instable.
|}

7-1 Chargement et centrage (motoplaneurs)

2026-09-21T17:25:40Z

Florentc59 : /* Objectif des considérations de masse et centrage */

{{:7-_Performance_de_vol_planification_(motoplaneurs)}}
== Objectif des considérations de masse et centrage ==

La maîtrise de la masse et du centrage est un pilier de la sécurité du vol.
Le constructeur de l'aéronef fait un lourd travail de conception pour permettre le vol avec son aéronef. Il fourni au pilote un certain nombre de limitations qui, si elles sont respectées, garantissent le bon fonctionnement de l'aéronef. Le pilote a la responsabilité de maintenir l'exploitation de son planeur selon les limitations du constructeur.

Le chapitre 8 détail les moyen techniques à disposition du pilote pour ajuster le centrage du planeur.

Le constructeur fourni deux types de limitations:

1 - Limitations des masses
<blockquote>
*'''Pour des raisons de solidités structurelles :''' Chaque planeur est conçu pour pouvoir réaliser certaines manœuvres en vol, et résister à différentes rafales verticales soudaines. Cela se traduit pour le concepteur de l'aéronef à concevoir un aéronef capable de résister à des facteurs de charges minimum (par exemple -3g/+6g), pour une masse maximum donnée. Dépasser la masse maximale indiquée par le concepteur risque d'entraîner des déformations permanentes ou une rupture de la structure alors que la manœuvre est normalement autorisée, en deçà des facteurs de charges maximums. Le train d'atterrissage est également dimensionné selon la masse maximale de l'aéronef.

*'''Pour des raisons de performances :''' Un planeur trop lourd voit sa vitesse de décrochage augmenter, sa finesse se dégrader à basse vitesse, ses distances de décollage s'allonger et sa pente de monté optimal diminuer.
</blockquote>

2 - Limites de position du CG (Centre de Gravité)
<blockquote>
*'''Pour assurer la stabilité et la contrôlabilité :'''
** Un centrage '''avant''' augmente la stabilité et rend le planeur "lourd" à la profondeur. Un planeur centré trop avant pourrait être trop stable ou avoir une capacité à cabrer insuffisante.
** Un centrage '''arrière''' rend le planeur moins stabme, il rend le planeur plus sensible à la vrille. Un planeur centré au delà de la limite arrière peut rendre la sortie de décrochage ou de vrille impossible.
*'''Pour assurer les performances :''' Un centrage optimal (souvent entre le centrage moyen et le centrage maximum arrière autorisé) réduit la déportance nécessaire sur la profondeur, donc la traînée, améliorant ainsi la performance du planeur.
</blockquote>

== Emport ==

=== Terminologie ===
* '''Masse à vide''' (''Empty Weight'' en Anglais) : Masse du planeur avec ses équipements fixes et instruments. Elle inclus la batterie du planeur, mais la fiche de pesée pourra le confirmer en cas de doute.

* '''Masse maximale au décollage''' (''Maximum Take-Off Weight - MTOW'' en Anglas): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sur une balance juste avant le décollage. La masse maxi à l'atterrissage est souvent la même, mais le manuel de vol le confirmera.

* '''Charge utile''' (''Payload'' en Anglais) : Masse du pilote, du passager, des parachutes, du carburant, et des bagages.
<math>Masse_{totale}=Masse_{vide} + Charge~utile</math>

* '''Masse maximale des Elements non-portant''' (''Maximum Weight of Non-Lifting parts'' en Anglais): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sans les ailes et ce qui se trouve dans les ailes. Il s'agit d'une limitation concernant la résistance des pions d'attaches entre l'aile et le fuselage, ainsi que la résistance du longeron d'aile.
<math>Masse_{ENP}=Masse_{fuselage~vide} + Masse_{plan~horizontal} + Charge~utile</math>

=== Limitations de masse ===
* '''Limitations structurales :''' Définies par le constructeur (ex: masse maximale sans ballast eau).
* '''Limitations de performances :''' Masse maximale permettant de respecter les taux de montée minimum au treuillage.
* '''Limitations des soutes à bagages :''' Poids maximal autorisé dans les coffres (souvent limité par la résistance du plancher).
=== Calculs de masse ===

* '''Masses standard :''' Utilisation de valeurs forfaitaires (ex: 70kg ou 85kg selon la réglementation) si le poids réel n'est pas disponible, bien que la pesée réelle soit toujours à privilégiée.

=== Principes fondamentaux pour le calcul du CG ===
* '''Définition du CG :''' Point d'application de la résultante des forces de gravité.
* '''Équilibre des forces et moments :''' Pour que le planeur soit en équilibre, la somme des moments autour du point de référence doit être nulle.
<center>$Moment = Masse \times Bras\ de\ levier$</center>
* '''Calcul basique :''' La position du CG est égale à la somme des moments divisée par la somme des masses.

== Détails de masse et de centrage des aéronefs ==

=== Contenu de la documentation ===
* '''Plan de référence (Datum) :''' Ligne imaginaire verticale (souvent le bord d'attaque à l'emplanture) à partir de laquelle tous les bras de levier sont mesurés.
* '''Bras de levier (Arm) :''' Distance horizontale entre le plan de référence et le centre de gravité d'un élément (pilote, batterie, ballast).

=== Extraction des données de la documentation ===
* '''Masse à vide standard :''' Documentée dans le manuel de vol et la fiche de pesée.
* '''Position du CG à vide :''' Point de départ de tout calcul de chargement.
* '''Déviations :''' Toute modification (ajout d'un instrument, changement de batterie) doit faire l'objet d'une mise à jour de la fiche de pesée.

== Détermination de la position du centre de gravité ==

=== Méthodes ===
# '''Méthode arithmétique :''' Somme des moments divisée par la masse totale. C'est la méthode la plus précise.
# '''Méthode graphique :''' Utilisation d'un abaque (nomogramme) où l'on trace des lignes correspondant aux poids des occupants pour vérifier que l'on reste dans "l'enveloppe".

=== Feuille de masse et de centrage ===
* '''Considérations générales :''' Doit être vérifiée avant chaque vol, surtout en cas de changement de pilote ou d'emport de lest.
* '''Enveloppe du CG :''' Graphique représentant la plage autorisée (ordonnée : masse / abscisse : position du CG). Le point d'intersection doit impérativement se situer à l'intérieur de ce polygone.

{| class="wikitable" style="background-color:#fff3cd;"
|+ ATTENTION
|-
| Sur un planeurs, le poids du pilote (en place avant si biplace) est critique. L'absence de gueuses pour un pilote léger peut placer le CG hors limites arrières, rendant le planeur instable.
|}

7-1 Chargement et centrage (motoplaneurs)

2026-09-21T17:18:47Z

Florentc59 : /* Il existe des limitations de masse */

{{:7-_Performance_de_vol_planification_(motoplaneurs)}}
== Objectif des considérations de masse et centrage ==

La maîtrise de la masse et du centrage est un pilier de la sécurité du vol.
Le constructeur de l'aéronef fait un lourd travail de conception pour permettre le vol avec son aéronef. Il fourni au pilote un certain nombre de limitations qui, si elles sont respectées, garantissent le bon fonctionnement de l'aéronef. Le pilote a la responsabilité de maintenir l'exploitation de son planeur selon les limitations du constructeur.

Le chapitre 8 détail les moyen techniques à disposition du pilote pour ajuster le centrage du planeur.

Il existe
La masse impacte la structure de l'aéronef , tandis que le centrage impacte la stabilité longitudinale (planeur stable/instable, susceptibilité à entrer en vrille...).

=== Il existe des limitations de masse ===
*'''Importance vis-à-vis des limitations structurelles :''' Chaque planeur est conçu pour pouvoir réaliser certaines manœuvres en vol, et résister à différentes rafales verticales soudaines. Cela se traduit pour le concepteur de l'aéronef à concevoir un aéronef capable de résister à des facteurs de charges minimum (par exemple -3g/+6g), pour une masse maximum donnée. Dépasser la masse maximale indiquée par le concepteur risque d'entraîner des déformations permanentes ou une rupture de la structure alors que la manœuvre est normalement autorisée, en deçà des facteurs de charges maximums. Le train d'atterrissage est également dimensionné selon la masse maximale de l'aéronef.

*'''Importance vis-à-vis des limitations de performances :''' Un planeur trop lourd voit sa vitesse de décrochage augmenter, sa finesse se dégrader à basse vitesse, ses distances de décollage s'allonger et sa pente de monté optimal diminuer.

=== Limites du CG (Centre de Gravité) ===
*'''Importance en matière de stabilité et de contrôlabilité :'''
** Un centrage '''avant''' augmente la stabilité et rend le planeur "lourd" à la profondeur. Un planeur centré trop avant pourrait être trop stable ou avoir une capacité à cabrer insuffisante.
** Un centrage '''arrière''' rend le planeur moins stabme, il rend le planeur plus sensible à la vrille. Un planeur centré au delà de la limite arrière peut rendre la sortie de décrochage ou de vrille impossible.
*'''Importance en termes de performances :''' Un centrage optimal (souvent entre le centrage moyen et le centrage maximum arrière autorisé) réduit la déportance nécessaire sur la profondeur, donc la traînée, améliorant ainsi la performance du planeur.

== Emport ==

=== Terminologie ===
* '''Masse à vide''' (''Empty Weight'' en Anglais) : Masse du planeur avec ses équipements fixes et instruments. Elle inclus la batterie du planeur, mais la fiche de pesée pourra le confirmer en cas de doute.

* '''Masse maximale au décollage''' (''Maximum Take-Off Weight - MTOW'' en Anglas): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sur une balance juste avant le décollage. La masse maxi à l'atterrissage est souvent la même, mais le manuel de vol le confirmera.

* '''Charge utile''' (''Payload'' en Anglais) : Masse du pilote, du passager, des parachutes, du carburant, et des bagages.
<math>Masse_{totale}=Masse_{vide} + Charge~utile</math>

* '''Masse maximale des Elements non-portant''' (''Maximum Weight of Non-Lifting parts'' en Anglais): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sans les ailes et ce qui se trouve dans les ailes. Il s'agit d'une limitation concernant la résistance des pions d'attaches entre l'aile et le fuselage, ainsi que la résistance du longeron d'aile.
<math>Masse_{ENP}=Masse_{fuselage~vide} + Masse_{plan~horizontal} + Charge~utile</math>

=== Limitations de masse ===
* '''Limitations structurales :''' Définies par le constructeur (ex: masse maximale sans ballast eau).
* '''Limitations de performances :''' Masse maximale permettant de respecter les taux de montée minimum au treuillage.
* '''Limitations des soutes à bagages :''' Poids maximal autorisé dans les coffres (souvent limité par la résistance du plancher).
=== Calculs de masse ===

* '''Masses standard :''' Utilisation de valeurs forfaitaires (ex: 70kg ou 85kg selon la réglementation) si le poids réel n'est pas disponible, bien que la pesée réelle soit toujours à privilégiée.

=== Principes fondamentaux pour le calcul du CG ===
* '''Définition du CG :''' Point d'application de la résultante des forces de gravité.
* '''Équilibre des forces et moments :''' Pour que le planeur soit en équilibre, la somme des moments autour du point de référence doit être nulle.
<center>$Moment = Masse \times Bras\ de\ levier$</center>
* '''Calcul basique :''' La position du CG est égale à la somme des moments divisée par la somme des masses.

== Détails de masse et de centrage des aéronefs ==

=== Contenu de la documentation ===
* '''Plan de référence (Datum) :''' Ligne imaginaire verticale (souvent le bord d'attaque à l'emplanture) à partir de laquelle tous les bras de levier sont mesurés.
* '''Bras de levier (Arm) :''' Distance horizontale entre le plan de référence et le centre de gravité d'un élément (pilote, batterie, ballast).

=== Extraction des données de la documentation ===
* '''Masse à vide standard :''' Documentée dans le manuel de vol et la fiche de pesée.
* '''Position du CG à vide :''' Point de départ de tout calcul de chargement.
* '''Déviations :''' Toute modification (ajout d'un instrument, changement de batterie) doit faire l'objet d'une mise à jour de la fiche de pesée.

== Détermination de la position du centre de gravité ==

=== Méthodes ===
# '''Méthode arithmétique :''' Somme des moments divisée par la masse totale. C'est la méthode la plus précise.
# '''Méthode graphique :''' Utilisation d'un abaque (nomogramme) où l'on trace des lignes correspondant aux poids des occupants pour vérifier que l'on reste dans "l'enveloppe".

=== Feuille de masse et de centrage ===
* '''Considérations générales :''' Doit être vérifiée avant chaque vol, surtout en cas de changement de pilote ou d'emport de lest.
* '''Enveloppe du CG :''' Graphique représentant la plage autorisée (ordonnée : masse / abscisse : position du CG). Le point d'intersection doit impérativement se situer à l'intérieur de ce polygone.

{| class="wikitable" style="background-color:#fff3cd;"
|+ ATTENTION
|-
| Sur un planeurs, le poids du pilote (en place avant si biplace) est critique. L'absence de gueuses pour un pilote léger peut placer le CG hors limites arrières, rendant le planeur instable.
|}

7-1 Chargement et centrage (motoplaneurs)

2026-09-21T17:15:14Z

Florentc59 : /* Objectif des considérations de masse et centrage */

{{:7-_Performance_de_vol_planification_(motoplaneurs)}}
== Objectif des considérations de masse et centrage ==

La maîtrise de la masse et du centrage est un pilier de la sécurité du vol.
Le constructeur de l'aéronef fait un lourd travail de conception pour permettre le vol avec son aéronef. Il fourni au pilote un certain nombre de limitations qui, si elles sont respectées, garantissent le bon fonctionnement de l'aéronef. Le pilote a la responsabilité de maintenir l'exploitation de son planeur selon les limitations du constructeur.

Le chapitre 8 détail les moyen techniques à disposition du pilote pour ajuster le centrage du planeur.

Il existe
La masse impacte la structure de l'aéronef , tandis que le centrage impacte la stabilité longitudinale (planeur stable/instable, susceptibilité à entrer en vrille...).

=== Il existe des limitations de masse ===
*'''Importance vis-à-vis des limitations structurelles :''' Chaque planeur est conçu pour pouvoir réaliser certaines manœuvres en vol, et résister à différentes rafales verticales soudaines. Cela se traduit pour le concepteur de l'aéronef à concevoir un aéronef capable de résister à des facteurs de charges minimum (par exemple -3g/+6g), pour une masse maximum donnée. Dépasser la masse maximale indiquée par le concepteur risque d'entraîner des déformations permanentes ou une rupture de la structure alors que la manœuvre est normalement autorisée et à l'intérieur du domaine de vol. Le train d'atterrissage est également dimensionné selon la masse maximale de l'aéronef.

*'''Importance vis-à-vis des limitations de performances :''' Un planeur trop lourd voit sa vitesse de décrochage augmenter, sa finesse se dégrader à basse vitesse et ses distances de décollage s'allonger.

=== Limites du CG (Centre de Gravité) ===
*'''Importance en matière de stabilité et de contrôlabilité :'''
** Un centrage '''avant''' augmente la stabilité et rend le planeur "lourd" à la profondeur. Un planeur centré trop avant pourrait être trop stable ou avoir une capacité à cabrer insuffisante.
** Un centrage '''arrière''' rend le planeur moins stabme, il rend le planeur plus sensible à la vrille. Un planeur centré au delà de la limite arrière peut rendre la sortie de décrochage ou de vrille impossible.
*'''Importance en termes de performances :''' Un centrage optimal (souvent entre le centrage moyen et le centrage maximum arrière autorisé) réduit la déportance nécessaire sur la profondeur, donc la traînée, améliorant ainsi la performance du planeur.

== Emport ==

=== Terminologie ===
* '''Masse à vide''' (''Empty Weight'' en Anglais) : Masse du planeur avec ses équipements fixes et instruments. Elle inclus la batterie du planeur, mais la fiche de pesée pourra le confirmer en cas de doute.

* '''Masse maximale au décollage''' (''Maximum Take-Off Weight - MTOW'' en Anglas): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sur une balance juste avant le décollage. La masse maxi à l'atterrissage est souvent la même, mais le manuel de vol le confirmera.

* '''Charge utile''' (''Payload'' en Anglais) : Masse du pilote, du passager, des parachutes, du carburant, et des bagages.
<math>Masse_{totale}=Masse_{vide} + Charge~utile</math>

* '''Masse maximale des Elements non-portant''' (''Maximum Weight of Non-Lifting parts'' en Anglais): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sans les ailes et ce qui se trouve dans les ailes. Il s'agit d'une limitation concernant la résistance des pions d'attaches entre l'aile et le fuselage, ainsi que la résistance du longeron d'aile.
<math>Masse_{ENP}=Masse_{fuselage~vide} + Masse_{plan~horizontal} + Charge~utile</math>

=== Limitations de masse ===
* '''Limitations structurales :''' Définies par le constructeur (ex: masse maximale sans ballast eau).
* '''Limitations de performances :''' Masse maximale permettant de respecter les taux de montée minimum au treuillage.
* '''Limitations des soutes à bagages :''' Poids maximal autorisé dans les coffres (souvent limité par la résistance du plancher).
=== Calculs de masse ===

* '''Masses standard :''' Utilisation de valeurs forfaitaires (ex: 70kg ou 85kg selon la réglementation) si le poids réel n'est pas disponible, bien que la pesée réelle soit toujours à privilégiée.

=== Principes fondamentaux pour le calcul du CG ===
* '''Définition du CG :''' Point d'application de la résultante des forces de gravité.
* '''Équilibre des forces et moments :''' Pour que le planeur soit en équilibre, la somme des moments autour du point de référence doit être nulle.
<center>$Moment = Masse \times Bras\ de\ levier$</center>
* '''Calcul basique :''' La position du CG est égale à la somme des moments divisée par la somme des masses.

== Détails de masse et de centrage des aéronefs ==

=== Contenu de la documentation ===
* '''Plan de référence (Datum) :''' Ligne imaginaire verticale (souvent le bord d'attaque à l'emplanture) à partir de laquelle tous les bras de levier sont mesurés.
* '''Bras de levier (Arm) :''' Distance horizontale entre le plan de référence et le centre de gravité d'un élément (pilote, batterie, ballast).

=== Extraction des données de la documentation ===
* '''Masse à vide standard :''' Documentée dans le manuel de vol et la fiche de pesée.
* '''Position du CG à vide :''' Point de départ de tout calcul de chargement.
* '''Déviations :''' Toute modification (ajout d'un instrument, changement de batterie) doit faire l'objet d'une mise à jour de la fiche de pesée.

== Détermination de la position du centre de gravité ==

=== Méthodes ===
# '''Méthode arithmétique :''' Somme des moments divisée par la masse totale. C'est la méthode la plus précise.
# '''Méthode graphique :''' Utilisation d'un abaque (nomogramme) où l'on trace des lignes correspondant aux poids des occupants pour vérifier que l'on reste dans "l'enveloppe".

=== Feuille de masse et de centrage ===
* '''Considérations générales :''' Doit être vérifiée avant chaque vol, surtout en cas de changement de pilote ou d'emport de lest.
* '''Enveloppe du CG :''' Graphique représentant la plage autorisée (ordonnée : masse / abscisse : position du CG). Le point d'intersection doit impérativement se situer à l'intérieur de ce polygone.

{| class="wikitable" style="background-color:#fff3cd;"
|+ ATTENTION
|-
| Sur un planeurs, le poids du pilote (en place avant si biplace) est critique. L'absence de gueuses pour un pilote léger peut placer le CG hors limites arrières, rendant le planeur instable.
|}

7-1 Chargement et centrage (motoplaneurs)

2026-09-21T17:14:00Z

Florentc59 : /* Terminologie */

{{:7-_Performance_de_vol_planification_(motoplaneurs)}}
== Objectif des considérations de masse et centrage ==

La maîtrise de la masse et du centrage est un pilier de la sécurité du vol.
Le constructeur de l'aéronef fait un lourd travail de conception pour permettre le vol avec son aéronef. Il fourni au pilote un certain nombre de limitations qui, si elles sont respectées, garantissent le bon fonctionnement de l'aéronef. Le pilote a la responsabilité de maintenir l'exploitation de son planeur selon les limitations du constructeur.

Le chapitre 8 détail les moyen techniques à disposition du pilote pour ajuster le centrage du planeur.

Il existe
La masse impacte la structure de l'aéronef , tandis que le centrage impacte la stabilité longitudinale (planeur stable/instable, susceptibilité à entrer en vrille...).

=== Il existe des limitations de masse ===
# '''Importance vis-à-vis des limitations structurelles :''' Chaque planeur est conçu pour pouvoir réaliser certaines manœuvres en vol, et résister à différentes rafales verticales soudaines. Cela se traduit pour le concepteur de l'aéronef à concevoir un aéronef capable de résister à des facteurs de charges minimum (par exemple -3g/+6g), pour une masse maximum donnée. Dépasser la masse maximale indiquée par le concepteur risque d'entraîner des déformations permanentes ou une rupture de la structure alors que la manœuvre est normalement autorisée et à l'intérieur du domaine de vol. Le train d'atterrissage est également dimensionné selon la masse maximale de l'aéronef.

# '''Importance vis-à-vis des limitations de performances :''' Un planeur trop lourd voit sa vitesse de décrochage augmenter, sa finesse se dégrader à basse vitesse et ses distances de décollage s'allonger.

=== Limites du CG (Centre de Gravité) ===
# '''Importance en matière de stabilité et de contrôlabilité :'''
* Un centrage '''avant''' augmente la stabilité et rend le planeur "lourd" à la profondeur. Un planeur centré trop avant pourrait être trop stable ou avoir une capacité à cabrer insuffisante.
* Un centrage '''arrière''' rend le planeur moins stabme, il rend le planeur plus sensible à la vrille. Un planeur centré au delà de la limite arrière peut rendre la sortie de décrochage ou de vrille impossible.
# '''Importance en termes de performances :''' Un centrage optimal (souvent entre le centrage moyen et le centrage maximum arrière autorisé) réduit la déportance nécessaire sur la profondeur, donc la traînée, améliorant ainsi la performance du planeur.

== Emport ==

=== Terminologie ===
* '''Masse à vide''' (''Empty Weight'' en Anglais) : Masse du planeur avec ses équipements fixes et instruments. Elle inclus la batterie du planeur, mais la fiche de pesée pourra le confirmer en cas de doute.

* '''Masse maximale au décollage''' (''Maximum Take-Off Weight - MTOW'' en Anglas): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sur une balance juste avant le décollage. La masse maxi à l'atterrissage est souvent la même, mais le manuel de vol le confirmera.

* '''Charge utile''' (''Payload'' en Anglais) : Masse du pilote, du passager, des parachutes, du carburant, et des bagages.
<math>Masse_{totale}=Masse_{vide} + Charge~utile</math>

* '''Masse maximale des Elements non-portant''' (''Maximum Weight of Non-Lifting parts'' en Anglais): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sans les ailes et ce qui se trouve dans les ailes. Il s'agit d'une limitation concernant la résistance des pions d'attaches entre l'aile et le fuselage, ainsi que la résistance du longeron d'aile.
<math>Masse_{ENP}=Masse_{fuselage~vide} + Masse_{plan~horizontal} + Charge~utile</math>

=== Limitations de masse ===
* '''Limitations structurales :''' Définies par le constructeur (ex: masse maximale sans ballast eau).
* '''Limitations de performances :''' Masse maximale permettant de respecter les taux de montée minimum au treuillage.
* '''Limitations des soutes à bagages :''' Poids maximal autorisé dans les coffres (souvent limité par la résistance du plancher).
=== Calculs de masse ===

* '''Masses standard :''' Utilisation de valeurs forfaitaires (ex: 70kg ou 85kg selon la réglementation) si le poids réel n'est pas disponible, bien que la pesée réelle soit toujours à privilégiée.

=== Principes fondamentaux pour le calcul du CG ===
* '''Définition du CG :''' Point d'application de la résultante des forces de gravité.
* '''Équilibre des forces et moments :''' Pour que le planeur soit en équilibre, la somme des moments autour du point de référence doit être nulle.
<center>$Moment = Masse \times Bras\ de\ levier$</center>
* '''Calcul basique :''' La position du CG est égale à la somme des moments divisée par la somme des masses.

== Détails de masse et de centrage des aéronefs ==

=== Contenu de la documentation ===
* '''Plan de référence (Datum) :''' Ligne imaginaire verticale (souvent le bord d'attaque à l'emplanture) à partir de laquelle tous les bras de levier sont mesurés.
* '''Bras de levier (Arm) :''' Distance horizontale entre le plan de référence et le centre de gravité d'un élément (pilote, batterie, ballast).

=== Extraction des données de la documentation ===
* '''Masse à vide standard :''' Documentée dans le manuel de vol et la fiche de pesée.
* '''Position du CG à vide :''' Point de départ de tout calcul de chargement.
* '''Déviations :''' Toute modification (ajout d'un instrument, changement de batterie) doit faire l'objet d'une mise à jour de la fiche de pesée.

== Détermination de la position du centre de gravité ==

=== Méthodes ===
# '''Méthode arithmétique :''' Somme des moments divisée par la masse totale. C'est la méthode la plus précise.
# '''Méthode graphique :''' Utilisation d'un abaque (nomogramme) où l'on trace des lignes correspondant aux poids des occupants pour vérifier que l'on reste dans "l'enveloppe".

=== Feuille de masse et de centrage ===
* '''Considérations générales :''' Doit être vérifiée avant chaque vol, surtout en cas de changement de pilote ou d'emport de lest.
* '''Enveloppe du CG :''' Graphique représentant la plage autorisée (ordonnée : masse / abscisse : position du CG). Le point d'intersection doit impérativement se situer à l'intérieur de ce polygone.

{| class="wikitable" style="background-color:#fff3cd;"
|+ ATTENTION
|-
| Sur un planeurs, le poids du pilote (en place avant si biplace) est critique. L'absence de gueuses pour un pilote léger peut placer le CG hors limites arrières, rendant le planeur instable.
|}

7-1 Chargement et centrage (motoplaneurs)

2026-09-21T17:12:33Z

Florentc59 : /* Terminologie */

{{:7-_Performance_de_vol_planification_(motoplaneurs)}}
== Objectif des considérations de masse et centrage ==

La maîtrise de la masse et du centrage est un pilier de la sécurité du vol.
Le constructeur de l'aéronef fait un lourd travail de conception pour permettre le vol avec son aéronef. Il fourni au pilote un certain nombre de limitations qui, si elles sont respectées, garantissent le bon fonctionnement de l'aéronef. Le pilote a la responsabilité de maintenir l'exploitation de son planeur selon les limitations du constructeur.

Le chapitre 8 détail les moyen techniques à disposition du pilote pour ajuster le centrage du planeur.

Il existe
La masse impacte la structure de l'aéronef , tandis que le centrage impacte la stabilité longitudinale (planeur stable/instable, susceptibilité à entrer en vrille...).

=== Il existe des limitations de masse ===
# '''Importance vis-à-vis des limitations structurelles :''' Chaque planeur est conçu pour pouvoir réaliser certaines manœuvres en vol, et résister à différentes rafales verticales soudaines. Cela se traduit pour le concepteur de l'aéronef à concevoir un aéronef capable de résister à des facteurs de charges minimum (par exemple -3g/+6g), pour une masse maximum donnée. Dépasser la masse maximale indiquée par le concepteur risque d'entraîner des déformations permanentes ou une rupture de la structure alors que la manœuvre est normalement autorisée et à l'intérieur du domaine de vol. Le train d'atterrissage est également dimensionné selon la masse maximale de l'aéronef.

# '''Importance vis-à-vis des limitations de performances :''' Un planeur trop lourd voit sa vitesse de décrochage augmenter, sa finesse se dégrader à basse vitesse et ses distances de décollage s'allonger.

=== Limites du CG (Centre de Gravité) ===
# '''Importance en matière de stabilité et de contrôlabilité :'''
* Un centrage '''avant''' augmente la stabilité et rend le planeur "lourd" à la profondeur. Un planeur centré trop avant pourrait être trop stable ou avoir une capacité à cabrer insuffisante.
* Un centrage '''arrière''' rend le planeur moins stabme, il rend le planeur plus sensible à la vrille. Un planeur centré au delà de la limite arrière peut rendre la sortie de décrochage ou de vrille impossible.
# '''Importance en termes de performances :''' Un centrage optimal (souvent entre le centrage moyen et le centrage maximum arrière autorisé) réduit la déportance nécessaire sur la profondeur, donc la traînée, améliorant ainsi la performance du planeur.

== Emport ==

=== Terminologie ===
* '''Masse à vide''' (''Empty Weight'' en Anglais) : Masse du planeur avec ses équipements fixes et instruments. Elle inclus la batterie du planeur, mais la fiche de pesée pourra le confirmer en cas de doute.

* '''Masse maximale au décollage''' (''Maximum Take-Off Weight - MTOW'' en Anglas): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sur une balance juste avant le décollage. La masse maxi à l'atterrissage est souvent la même, mais le manuel de vol le confirmera.

* '''Charge utile (Payload) :''' Masse du pilote, du passager, des parachutes, du carburant, et des bagages.
<math>Masse_{totale}=Masse_{vide} + Charge~utile</math>

* '''Masse maximale des Elements non-portant''' (''Maximum Weight of Non-Lifting parts'' en Anglais): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sans les ailes et ce qui se trouve dans les ailes. Il s'agit d'une limitation concernant la résistance des pions d'attaches entre l'aile et le fuselage, ainsi que la résistance du longeron d'aile.
<math>Masse_{ENP}=Masse_{fuselage~vide} + Masse_{plan~horizontal} + Charge~utile</math>

=== Limitations de masse ===
* '''Limitations structurales :''' Définies par le constructeur (ex: masse maximale sans ballast eau).
* '''Limitations de performances :''' Masse maximale permettant de respecter les taux de montée minimum au treuillage.
* '''Limitations des soutes à bagages :''' Poids maximal autorisé dans les coffres (souvent limité par la résistance du plancher).
=== Calculs de masse ===

* '''Masses standard :''' Utilisation de valeurs forfaitaires (ex: 70kg ou 85kg selon la réglementation) si le poids réel n'est pas disponible, bien que la pesée réelle soit toujours à privilégiée.

=== Principes fondamentaux pour le calcul du CG ===
* '''Définition du CG :''' Point d'application de la résultante des forces de gravité.
* '''Équilibre des forces et moments :''' Pour que le planeur soit en équilibre, la somme des moments autour du point de référence doit être nulle.
<center>$Moment = Masse \times Bras\ de\ levier$</center>
* '''Calcul basique :''' La position du CG est égale à la somme des moments divisée par la somme des masses.

== Détails de masse et de centrage des aéronefs ==

=== Contenu de la documentation ===
* '''Plan de référence (Datum) :''' Ligne imaginaire verticale (souvent le bord d'attaque à l'emplanture) à partir de laquelle tous les bras de levier sont mesurés.
* '''Bras de levier (Arm) :''' Distance horizontale entre le plan de référence et le centre de gravité d'un élément (pilote, batterie, ballast).

=== Extraction des données de la documentation ===
* '''Masse à vide standard :''' Documentée dans le manuel de vol et la fiche de pesée.
* '''Position du CG à vide :''' Point de départ de tout calcul de chargement.
* '''Déviations :''' Toute modification (ajout d'un instrument, changement de batterie) doit faire l'objet d'une mise à jour de la fiche de pesée.

== Détermination de la position du centre de gravité ==

=== Méthodes ===
# '''Méthode arithmétique :''' Somme des moments divisée par la masse totale. C'est la méthode la plus précise.
# '''Méthode graphique :''' Utilisation d'un abaque (nomogramme) où l'on trace des lignes correspondant aux poids des occupants pour vérifier que l'on reste dans "l'enveloppe".

=== Feuille de masse et de centrage ===
* '''Considérations générales :''' Doit être vérifiée avant chaque vol, surtout en cas de changement de pilote ou d'emport de lest.
* '''Enveloppe du CG :''' Graphique représentant la plage autorisée (ordonnée : masse / abscisse : position du CG). Le point d'intersection doit impérativement se situer à l'intérieur de ce polygone.

{| class="wikitable" style="background-color:#fff3cd;"
|+ ATTENTION
|-
| Sur un planeurs, le poids du pilote (en place avant si biplace) est critique. L'absence de gueuses pour un pilote léger peut placer le CG hors limites arrières, rendant le planeur instable.
|}

7-1 Chargement et centrage (motoplaneurs)

2026-09-21T17:11:33Z

Florentc59 : /* Objectif des considérations de masse et centrage */

{{:7-_Performance_de_vol_planification_(motoplaneurs)}}
== Objectif des considérations de masse et centrage ==

La maîtrise de la masse et du centrage est un pilier de la sécurité du vol.
Le constructeur de l'aéronef fait un lourd travail de conception pour permettre le vol avec son aéronef. Il fourni au pilote un certain nombre de limitations qui, si elles sont respectées, garantissent le bon fonctionnement de l'aéronef. Le pilote a la responsabilité de maintenir l'exploitation de son planeur selon les limitations du constructeur.

Le chapitre 8 détail les moyen techniques à disposition du pilote pour ajuster le centrage du planeur.

Il existe
La masse impacte la structure de l'aéronef , tandis que le centrage impacte la stabilité longitudinale (planeur stable/instable, susceptibilité à entrer en vrille...).

=== Il existe des limitations de masse ===
# '''Importance vis-à-vis des limitations structurelles :''' Chaque planeur est conçu pour pouvoir réaliser certaines manœuvres en vol, et résister à différentes rafales verticales soudaines. Cela se traduit pour le concepteur de l'aéronef à concevoir un aéronef capable de résister à des facteurs de charges minimum (par exemple -3g/+6g), pour une masse maximum donnée. Dépasser la masse maximale indiquée par le concepteur risque d'entraîner des déformations permanentes ou une rupture de la structure alors que la manœuvre est normalement autorisée et à l'intérieur du domaine de vol. Le train d'atterrissage est également dimensionné selon la masse maximale de l'aéronef.

# '''Importance vis-à-vis des limitations de performances :''' Un planeur trop lourd voit sa vitesse de décrochage augmenter, sa finesse se dégrader à basse vitesse et ses distances de décollage s'allonger.

=== Limites du CG (Centre de Gravité) ===
# '''Importance en matière de stabilité et de contrôlabilité :'''
* Un centrage '''avant''' augmente la stabilité et rend le planeur "lourd" à la profondeur. Un planeur centré trop avant pourrait être trop stable ou avoir une capacité à cabrer insuffisante.
* Un centrage '''arrière''' rend le planeur moins stabme, il rend le planeur plus sensible à la vrille. Un planeur centré au delà de la limite arrière peut rendre la sortie de décrochage ou de vrille impossible.
# '''Importance en termes de performances :''' Un centrage optimal (souvent entre le centrage moyen et le centrage maximum arrière autorisé) réduit la déportance nécessaire sur la profondeur, donc la traînée, améliorant ainsi la performance du planeur.

== Emport ==

=== Terminologie ===
* '''Masse à vide''' (''Empty Weight'' en Anglais) : Masse du planeur avec ses équipements fixes et instruments. Elle inclus la batterie du planeur, mais la fiche de pesée pourra le confirmer en cas de doute.

* '''Masse maximale au décollage''' (''Maximum Take-Off Weight - MTOW'' en Anglas): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sur une balance juste avant le décollage. La masse maxi à l'atterrissage est souvent la même, mais le manuel de vol le confirmera.

* '''Charge utile (Payload) :''' Masse du pilote, du passager, des parachutes et des bagages.
<math>Masse_{totale}=Masse_{vide} + Charge~utile</math>

* '''Masse maximale des Elements non-portant''' (''Maximum Weight of Non-Lifting parts'' en Anglais): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sans les ailes et ce qui se trouve dans les ailes. Il s'agit d'une limitation concernant la résistance des pions d'attaches entre l'aile et le fuselage, ainsi que la résistance du longeron d'aile.
<math>Masse_{ENP}=Masse_{fuselage~vide} + Masse_{plan~horizontal} + Charge~utile</math>

=== Limitations de masse ===
* '''Limitations structurales :''' Définies par le constructeur (ex: masse maximale sans ballast eau).
* '''Limitations de performances :''' Masse maximale permettant de respecter les taux de montée minimum au treuillage.
* '''Limitations des soutes à bagages :''' Poids maximal autorisé dans les coffres (souvent limité par la résistance du plancher).
=== Calculs de masse ===

* '''Masses standard :''' Utilisation de valeurs forfaitaires (ex: 70kg ou 85kg selon la réglementation) si le poids réel n'est pas disponible, bien que la pesée réelle soit toujours à privilégiée.

=== Principes fondamentaux pour le calcul du CG ===
* '''Définition du CG :''' Point d'application de la résultante des forces de gravité.
* '''Équilibre des forces et moments :''' Pour que le planeur soit en équilibre, la somme des moments autour du point de référence doit être nulle.
<center>$Moment = Masse \times Bras\ de\ levier$</center>
* '''Calcul basique :''' La position du CG est égale à la somme des moments divisée par la somme des masses.

== Détails de masse et de centrage des aéronefs ==

=== Contenu de la documentation ===
* '''Plan de référence (Datum) :''' Ligne imaginaire verticale (souvent le bord d'attaque à l'emplanture) à partir de laquelle tous les bras de levier sont mesurés.
* '''Bras de levier (Arm) :''' Distance horizontale entre le plan de référence et le centre de gravité d'un élément (pilote, batterie, ballast).

=== Extraction des données de la documentation ===
* '''Masse à vide standard :''' Documentée dans le manuel de vol et la fiche de pesée.
* '''Position du CG à vide :''' Point de départ de tout calcul de chargement.
* '''Déviations :''' Toute modification (ajout d'un instrument, changement de batterie) doit faire l'objet d'une mise à jour de la fiche de pesée.

== Détermination de la position du centre de gravité ==

=== Méthodes ===
# '''Méthode arithmétique :''' Somme des moments divisée par la masse totale. C'est la méthode la plus précise.
# '''Méthode graphique :''' Utilisation d'un abaque (nomogramme) où l'on trace des lignes correspondant aux poids des occupants pour vérifier que l'on reste dans "l'enveloppe".

=== Feuille de masse et de centrage ===
* '''Considérations générales :''' Doit être vérifiée avant chaque vol, surtout en cas de changement de pilote ou d'emport de lest.
* '''Enveloppe du CG :''' Graphique représentant la plage autorisée (ordonnée : masse / abscisse : position du CG). Le point d'intersection doit impérativement se situer à l'intérieur de ce polygone.

{| class="wikitable" style="background-color:#fff3cd;"
|+ ATTENTION
|-
| Sur un planeurs, le poids du pilote (en place avant si biplace) est critique. L'absence de gueuses pour un pilote léger peut placer le CG hors limites arrières, rendant le planeur instable.
|}

7-1 Chargement et centrage (motoplaneurs)

2026-09-21T17:04:15Z

Florentc59 : /* Chargement et centrage */

{{:7-_Performance_de_vol_planification_(motoplaneurs)}}
== Objectif des considérations de masse et centrage ==

=== Limitations de masse ===
# '''Importance vis-à-vis des limitations structurelles :''' Chaque planeur est conçu pour supporter des facteurs de charge précis. Dépasser la masse maximale (MTOW) risque d'entraîner des déformations permanentes ou une rupture de la structure malgré une manœuvre normalement autorisée à l'intérieur du domaine de vol.
# '''Importance vis-à-vis des limitations de performances :''' Un planeur trop lourd voit sa vitesse de décrochage augmenter, sa finesse se dégrader à basse vitesse et ses distances de décollage s'allonger.

=== Limites du CG (Centre de Gravité) ===
# '''Importance en matière de stabilité et de contrôlabilité :'''
* Un centrage '''avant''' augmente la stabilité et rend le planeur "lourd" à la profondeur. Un planeur centré trop avant pourrait avoir une capacité à cabrer insuffisante.
* Un centrage '''arrière''' réduit la stabilité, il rend le planeur plus sensible à la vrille. Un planeur centré au delà de la limite arrière peut rendre la sortie de décrochage ou de vrille impossible.
# '''Importance en termes de performances :''' Un centrage optimal (souvent entre le centrage moyen et le centrage maximum arrière autorisé) réduit la déportance nécessaire sur la profondeur, donc la traînée, améliorant ainsi la performance du planeur.

== Emport ==

=== Terminologie ===
* '''Masse à vide''' (''Empty Weight'' en Anglais) : Masse du planeur avec ses équipements fixes et instruments. Elle inclus la batterie du planeur, mais la fiche de pesée pourra le confirmer en cas de doute.

* '''Masse maximale au décollage''' (''Maximum Take-Off Weight - MTOW'' en Anglas): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sur une balance juste avant le décollage. La masse maxi à l'atterrissage est souvent la même, mais le manuel de vol le confirmera.

* '''Charge utile (Payload) :''' Masse du pilote, du passager, des parachutes et des bagages.
<math>Masse_{totale}=Masse_{vide} + Charge~utile</math>

* '''Masse maximale des Elements non-portant''' (''Maximum Weight of Non-Lifting parts'' en Anglais): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sans les ailes et ce qui se trouve dans les ailes. Il s'agit d'une limitation concernant la résistance des pions d'attaches entre l'aile et le fuselage, ainsi que la résistance du longeron d'aile.
<math>Masse_{ENP}=Masse_{fuselage~vide} + Masse_{plan~horizontal} + Charge~utile</math>

=== Limitations de masse ===
* '''Limitations structurales :''' Définies par le constructeur (ex: masse maximale sans ballast eau).
* '''Limitations de performances :''' Masse maximale permettant de respecter les taux de montée minimum au treuillage.
* '''Limitations des soutes à bagages :''' Poids maximal autorisé dans les coffres (souvent limité par la résistance du plancher).
=== Calculs de masse ===

* '''Masses standard :''' Utilisation de valeurs forfaitaires (ex: 70kg ou 85kg selon la réglementation) si le poids réel n'est pas disponible, bien que la pesée réelle soit toujours à privilégiée.

=== Principes fondamentaux pour le calcul du CG ===
* '''Définition du CG :''' Point d'application de la résultante des forces de gravité.
* '''Équilibre des forces et moments :''' Pour que le planeur soit en équilibre, la somme des moments autour du point de référence doit être nulle.
<center>$Moment = Masse \times Bras\ de\ levier$</center>
* '''Calcul basique :''' La position du CG est égale à la somme des moments divisée par la somme des masses.

== Détails de masse et de centrage des aéronefs ==

=== Contenu de la documentation ===
* '''Plan de référence (Datum) :''' Ligne imaginaire verticale (souvent le bord d'attaque à l'emplanture) à partir de laquelle tous les bras de levier sont mesurés.
* '''Bras de levier (Arm) :''' Distance horizontale entre le plan de référence et le centre de gravité d'un élément (pilote, batterie, ballast).

=== Extraction des données de la documentation ===
* '''Masse à vide standard :''' Documentée dans le manuel de vol et la fiche de pesée.
* '''Position du CG à vide :''' Point de départ de tout calcul de chargement.
* '''Déviations :''' Toute modification (ajout d'un instrument, changement de batterie) doit faire l'objet d'une mise à jour de la fiche de pesée.

== Détermination de la position du centre de gravité ==

=== Méthodes ===
# '''Méthode arithmétique :''' Somme des moments divisée par la masse totale. C'est la méthode la plus précise.
# '''Méthode graphique :''' Utilisation d'un abaque (nomogramme) où l'on trace des lignes correspondant aux poids des occupants pour vérifier que l'on reste dans "l'enveloppe".

=== Feuille de masse et de centrage ===
* '''Considérations générales :''' Doit être vérifiée avant chaque vol, surtout en cas de changement de pilote ou d'emport de lest.
* '''Enveloppe du CG :''' Graphique représentant la plage autorisée (ordonnée : masse / abscisse : position du CG). Le point d'intersection doit impérativement se situer à l'intérieur de ce polygone.

{| class="wikitable" style="background-color:#fff3cd;"
|+ ATTENTION
|-
| Sur un planeurs, le poids du pilote (en place avant si biplace) est critique. L'absence de gueuses pour un pilote léger peut placer le CG hors limites arrières, rendant le planeur instable.
|}

7-1 Chargement et centrage (motoplaneurs)

2026-09-21T16:59:39Z

Florentc59 : /* Objectif des considérations de masse et centrage */

{{:7-_Performance_de_vol_planification_(motoplaneurs)}}
== Chargement et centrage ==

La maîtrise de la masse et du centrage est un pilier de la sécurité du vol. La masse impacte la structure de l'aéronef (solidité des ailes, solidité du train d'atterrissage...), tandis que le centrage impacte la stabilité longitudinale (planeur stable/instable, susceptibilité à entrer en vrille...).

Le constructeur de l'aéronef fait un lourd travail de conception pour permettre le vol avec le son aéronef. Il fourni au pilote un certain nombre de limitations qui, si elles sont respectées, garantissent le bon fonctionnement de l'aéronef. Le pilote a la responsabilité de maintenir l'exploitation de son planeur selon les limitations du constructeur.

Le chapitre 8 détail les moyen techniques à disposition du pilote pour ajuster le centrage du planeur.

== Objectif des considérations de masse et centrage ==

=== Limitations de masse ===
# '''Importance vis-à-vis des limitations structurelles :''' Chaque planeur est conçu pour supporter des facteurs de charge précis. Dépasser la masse maximale (MTOW) risque d'entraîner des déformations permanentes ou une rupture de la structure malgré une manœuvre normalement autorisée à l'intérieur du domaine de vol.
# '''Importance vis-à-vis des limitations de performances :''' Un planeur trop lourd voit sa vitesse de décrochage augmenter, sa finesse se dégrader à basse vitesse et ses distances de décollage s'allonger.

=== Limites du CG (Centre de Gravité) ===
# '''Importance en matière de stabilité et de contrôlabilité :'''
* Un centrage '''avant''' augmente la stabilité et rend le planeur "lourd" à la profondeur. Un planeur centré trop avant pourrait avoir une capacité à cabrer insuffisante.
* Un centrage '''arrière''' réduit la stabilité, il rend le planeur plus sensible à la vrille. Un planeur centré au delà de la limite arrière peut rendre la sortie de décrochage ou de vrille impossible.
# '''Importance en termes de performances :''' Un centrage optimal (souvent entre le centrage moyen et le centrage maximum arrière autorisé) réduit la déportance nécessaire sur la profondeur, donc la traînée, améliorant ainsi la performance du planeur.

== Emport ==

=== Terminologie ===
* '''Masse à vide''' (''Empty Weight'' en Anglais) : Masse du planeur avec ses équipements fixes et instruments. Elle inclus la batterie du planeur, mais la fiche de pesée pourra le confirmer en cas de doute.

* '''Masse maximale au décollage''' (''Maximum Take-Off Weight - MTOW'' en Anglas): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sur une balance juste avant le décollage. La masse maxi à l'atterrissage est souvent la même, mais le manuel de vol le confirmera.

* '''Charge utile (Payload) :''' Masse du pilote, du passager, des parachutes et des bagages.
<math>Masse_{totale}=Masse_{vide} + Charge~utile</math>

* '''Masse maximale des Elements non-portant''' (''Maximum Weight of Non-Lifting parts'' en Anglais): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sans les ailes et ce qui se trouve dans les ailes. Il s'agit d'une limitation concernant la résistance des pions d'attaches entre l'aile et le fuselage, ainsi que la résistance du longeron d'aile.
<math>Masse_{ENP}=Masse_{fuselage~vide} + Masse_{plan~horizontal} + Charge~utile</math>

=== Limitations de masse ===
* '''Limitations structurales :''' Définies par le constructeur (ex: masse maximale sans ballast eau).
* '''Limitations de performances :''' Masse maximale permettant de respecter les taux de montée minimum au treuillage.
* '''Limitations des soutes à bagages :''' Poids maximal autorisé dans les coffres (souvent limité par la résistance du plancher).
=== Calculs de masse ===

* '''Masses standard :''' Utilisation de valeurs forfaitaires (ex: 70kg ou 85kg selon la réglementation) si le poids réel n'est pas disponible, bien que la pesée réelle soit toujours à privilégiée.

=== Principes fondamentaux pour le calcul du CG ===
* '''Définition du CG :''' Point d'application de la résultante des forces de gravité.
* '''Équilibre des forces et moments :''' Pour que le planeur soit en équilibre, la somme des moments autour du point de référence doit être nulle.
<center>$Moment = Masse \times Bras\ de\ levier$</center>
* '''Calcul basique :''' La position du CG est égale à la somme des moments divisée par la somme des masses.

== Détails de masse et de centrage des aéronefs ==

=== Contenu de la documentation ===
* '''Plan de référence (Datum) :''' Ligne imaginaire verticale (souvent le bord d'attaque à l'emplanture) à partir de laquelle tous les bras de levier sont mesurés.
* '''Bras de levier (Arm) :''' Distance horizontale entre le plan de référence et le centre de gravité d'un élément (pilote, batterie, ballast).

=== Extraction des données de la documentation ===
* '''Masse à vide standard :''' Documentée dans le manuel de vol et la fiche de pesée.
* '''Position du CG à vide :''' Point de départ de tout calcul de chargement.
* '''Déviations :''' Toute modification (ajout d'un instrument, changement de batterie) doit faire l'objet d'une mise à jour de la fiche de pesée.

== Détermination de la position du centre de gravité ==

=== Méthodes ===
# '''Méthode arithmétique :''' Somme des moments divisée par la masse totale. C'est la méthode la plus précise.
# '''Méthode graphique :''' Utilisation d'un abaque (nomogramme) où l'on trace des lignes correspondant aux poids des occupants pour vérifier que l'on reste dans "l'enveloppe".

=== Feuille de masse et de centrage ===
* '''Considérations générales :''' Doit être vérifiée avant chaque vol, surtout en cas de changement de pilote ou d'emport de lest.
* '''Enveloppe du CG :''' Graphique représentant la plage autorisée (ordonnée : masse / abscisse : position du CG). Le point d'intersection doit impérativement se situer à l'intérieur de ce polygone.

{| class="wikitable" style="background-color:#fff3cd;"
|+ ATTENTION
|-
| Sur un planeurs, le poids du pilote (en place avant si biplace) est critique. L'absence de gueuses pour un pilote léger peut placer le CG hors limites arrières, rendant le planeur instable.
|}

7-1 Chargement et centrage (motoplaneurs)

2026-09-21T16:56:55Z

Florentc59 : /* Chargement et centrage */

{{:7-_Performance_de_vol_planification_(motoplaneurs)}}
== Chargement et centrage ==

La maîtrise de la masse et du centrage est un pilier de la sécurité du vol. La masse impacte la structure de l'aéronef (solidité des ailes, solidité du train d'atterrissage...), tandis que le centrage impacte la stabilité longitudinale (planeur stable/instable, susceptibilité à entrer en vrille...).

Le constructeur de l'aéronef fait un lourd travail de conception pour permettre le vol avec le son aéronef. Il fourni au pilote un certain nombre de limitations qui, si elles sont respectées, garantissent le bon fonctionnement de l'aéronef. Le pilote a la responsabilité de maintenir l'exploitation de son planeur selon les limitations du constructeur.

Le chapitre 8 détail les moyen techniques à disposition du pilote pour ajuster le centrage du planeur.

== Objectif des considérations de masse et centrage ==

=== Limitations de masse ===
# '''Importance vis-à-vis des limitations structurelles :''' Chaque planeur est conçu pour supporter des facteurs de charge précis. Dépasser la masse maximale (MTOW) risque d'entraîner des déformations permanentes ou une rupture de la structure malgré une manœuvre normalement autorisée à l'intérieur du domaine de vol.
# '''Importance vis-à-vis des limitations de performances :''' Un planeur trop lourd voit sa vitesse de décrochage ($V_{s}$) augmenter, sa finesse se dégrader à basse vitesse et ses distances de décollage (au remorquage) s'allonger.

=== Limites du CG (Centre de Gravité) ===
# '''Importance en matière de stabilité et de contrôlabilité :'''
* Un centrage '''avant''' augmente la stabilité et rend le planeur "lourd" à la profondeur. Un planeur centré trop avant pourrait avoir une capacité à cabrer insuffisante.
* Un centrage '''arrière''' réduit la stabilité, il rend le planeur plus sensible à la vrille. Un planeur centré trop arrière peut rendre la sortie de décrochage ou de vrille impossible.
# '''Importance en termes de performances :''' Un centrage optimal (souvent entre le centrage moyen et le centrage maximum arrière autorisé) réduit la déportance nécessaire sur la profondeur, donc la traînée, améliorant ainsi la performance de plané.

== Emport ==

=== Terminologie ===
* '''Masse à vide''' (''Empty Weight'' en Anglais) : Masse du planeur avec ses équipements fixes et instruments. Elle inclus la batterie du planeur, mais la fiche de pesée pourra le confirmer en cas de doute.

* '''Masse maximale au décollage''' (''Maximum Take-Off Weight - MTOW'' en Anglas): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sur une balance juste avant le décollage. La masse maxi à l'atterrissage est souvent la même, mais le manuel de vol le confirmera.

* '''Charge utile (Payload) :''' Masse du pilote, du passager, des parachutes et des bagages.
<math>Masse_{totale}=Masse_{vide} + Charge~utile</math>

* '''Masse maximale des Elements non-portant''' (''Maximum Weight of Non-Lifting parts'' en Anglais): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sans les ailes et ce qui se trouve dans les ailes. Il s'agit d'une limitation concernant la résistance des pions d'attaches entre l'aile et le fuselage, ainsi que la résistance du longeron d'aile.
<math>Masse_{ENP}=Masse_{fuselage~vide} + Masse_{plan~horizontal} + Charge~utile</math>

=== Limitations de masse ===
* '''Limitations structurales :''' Définies par le constructeur (ex: masse maximale sans ballast eau).
* '''Limitations de performances :''' Masse maximale permettant de respecter les taux de montée minimum au treuillage.
* '''Limitations des soutes à bagages :''' Poids maximal autorisé dans les coffres (souvent limité par la résistance du plancher).
=== Calculs de masse ===

* '''Masses standard :''' Utilisation de valeurs forfaitaires (ex: 70kg ou 85kg selon la réglementation) si le poids réel n'est pas disponible, bien que la pesée réelle soit toujours à privilégiée.

=== Principes fondamentaux pour le calcul du CG ===
* '''Définition du CG :''' Point d'application de la résultante des forces de gravité.
* '''Équilibre des forces et moments :''' Pour que le planeur soit en équilibre, la somme des moments autour du point de référence doit être nulle.
<center>$Moment = Masse \times Bras\ de\ levier$</center>
* '''Calcul basique :''' La position du CG est égale à la somme des moments divisée par la somme des masses.

== Détails de masse et de centrage des aéronefs ==

=== Contenu de la documentation ===
* '''Plan de référence (Datum) :''' Ligne imaginaire verticale (souvent le bord d'attaque à l'emplanture) à partir de laquelle tous les bras de levier sont mesurés.
* '''Bras de levier (Arm) :''' Distance horizontale entre le plan de référence et le centre de gravité d'un élément (pilote, batterie, ballast).

=== Extraction des données de la documentation ===
* '''Masse à vide standard :''' Documentée dans le manuel de vol et la fiche de pesée.
* '''Position du CG à vide :''' Point de départ de tout calcul de chargement.
* '''Déviations :''' Toute modification (ajout d'un instrument, changement de batterie) doit faire l'objet d'une mise à jour de la fiche de pesée.

== Détermination de la position du centre de gravité ==

=== Méthodes ===
# '''Méthode arithmétique :''' Somme des moments divisée par la masse totale. C'est la méthode la plus précise.
# '''Méthode graphique :''' Utilisation d'un abaque (nomogramme) où l'on trace des lignes correspondant aux poids des occupants pour vérifier que l'on reste dans "l'enveloppe".

=== Feuille de masse et de centrage ===
* '''Considérations générales :''' Doit être vérifiée avant chaque vol, surtout en cas de changement de pilote ou d'emport de lest.
* '''Enveloppe du CG :''' Graphique représentant la plage autorisée (ordonnée : masse / abscisse : position du CG). Le point d'intersection doit impérativement se situer à l'intérieur de ce polygone.

{| class="wikitable" style="background-color:#fff3cd;"
|+ ATTENTION
|-
| Sur un planeurs, le poids du pilote (en place avant si biplace) est critique. L'absence de gueuses pour un pilote léger peut placer le CG hors limites arrières, rendant le planeur instable.
|}

7-1 Chargement et centrage (motoplaneurs)

2026-09-21T16:49:36Z

Florentc59 : /* Terminologie */

{{:7-_Performance_de_vol_planification_(motoplaneurs)}}
== Chargement et centrage ==

La maîtrise de la masse et du centrage est un pilier de la sécurité du vol. La masse impacte la structure de l'aéronef, tandis que le centrage impacte la stabilité : un mauvais centrage peut rendre le planeur impilotable ou empêcher la sortie de vrille.

== Objectif des considérations de masse et centrage ==

=== Limitations de masse ===
# '''Importance vis-à-vis des limitations structurelles :''' Chaque planeur est conçu pour supporter des facteurs de charge précis. Dépasser la masse maximale (MTOW) risque d'entraîner des déformations permanentes ou une rupture de la structure malgré une manœuvre normalement autorisée à l'intérieur du domaine de vol.
# '''Importance vis-à-vis des limitations de performances :''' Un planeur trop lourd voit sa vitesse de décrochage ($V_{s}$) augmenter, sa finesse se dégrader à basse vitesse et ses distances de décollage (au remorquage) s'allonger.

=== Limites du CG (Centre de Gravité) ===
# '''Importance en matière de stabilité et de contrôlabilité :'''
* Un centrage '''avant''' augmente la stabilité et rend le planeur "lourd" à la profondeur. Un planeur centré trop avant pourrait avoir une capacité à cabrer insuffisante.
* Un centrage '''arrière''' réduit la stabilité, il rend le planeur plus sensible à la vrille. Un planeur centré trop arrière peut rendre la sortie de décrochage ou de vrille impossible.
# '''Importance en termes de performances :''' Un centrage optimal (souvent entre le centrage moyen et le centrage maximum arrière autorisé) réduit la déportance nécessaire sur la profondeur, donc la traînée, améliorant ainsi la performance de plané.

== Emport ==

=== Terminologie ===
* '''Masse à vide''' (''Empty Weight'' en Anglais) : Masse du planeur avec ses équipements fixes et instruments. Elle inclus la batterie du planeur, mais la fiche de pesée pourra le confirmer en cas de doute.

* '''Masse maximale au décollage''' (''Maximum Take-Off Weight - MTOW'' en Anglas): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sur une balance juste avant le décollage. La masse maxi à l'atterrissage est souvent la même, mais le manuel de vol le confirmera.

* '''Charge utile (Payload) :''' Masse du pilote, du passager, des parachutes et des bagages.
<math>Masse_{totale}=Masse_{vide} + Charge~utile</math>

* '''Masse maximale des Elements non-portant''' (''Maximum Weight of Non-Lifting parts'' en Anglais): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sans les ailes et ce qui se trouve dans les ailes. Il s'agit d'une limitation concernant la résistance des pions d'attaches entre l'aile et le fuselage, ainsi que la résistance du longeron d'aile.
<math>Masse_{ENP}=Masse_{fuselage~vide} + Masse_{plan~horizontal} + Charge~utile</math>

=== Limitations de masse ===
* '''Limitations structurales :''' Définies par le constructeur (ex: masse maximale sans ballast eau).
* '''Limitations de performances :''' Masse maximale permettant de respecter les taux de montée minimum au treuillage.
* '''Limitations des soutes à bagages :''' Poids maximal autorisé dans les coffres (souvent limité par la résistance du plancher).
=== Calculs de masse ===

* '''Masses standard :''' Utilisation de valeurs forfaitaires (ex: 70kg ou 85kg selon la réglementation) si le poids réel n'est pas disponible, bien que la pesée réelle soit toujours à privilégiée.

=== Principes fondamentaux pour le calcul du CG ===
* '''Définition du CG :''' Point d'application de la résultante des forces de gravité.
* '''Équilibre des forces et moments :''' Pour que le planeur soit en équilibre, la somme des moments autour du point de référence doit être nulle.
<center>$Moment = Masse \times Bras\ de\ levier$</center>
* '''Calcul basique :''' La position du CG est égale à la somme des moments divisée par la somme des masses.

== Détails de masse et de centrage des aéronefs ==

=== Contenu de la documentation ===
* '''Plan de référence (Datum) :''' Ligne imaginaire verticale (souvent le bord d'attaque à l'emplanture) à partir de laquelle tous les bras de levier sont mesurés.
* '''Bras de levier (Arm) :''' Distance horizontale entre le plan de référence et le centre de gravité d'un élément (pilote, batterie, ballast).

=== Extraction des données de la documentation ===
* '''Masse à vide standard :''' Documentée dans le manuel de vol et la fiche de pesée.
* '''Position du CG à vide :''' Point de départ de tout calcul de chargement.
* '''Déviations :''' Toute modification (ajout d'un instrument, changement de batterie) doit faire l'objet d'une mise à jour de la fiche de pesée.

== Détermination de la position du centre de gravité ==

=== Méthodes ===
# '''Méthode arithmétique :''' Somme des moments divisée par la masse totale. C'est la méthode la plus précise.
# '''Méthode graphique :''' Utilisation d'un abaque (nomogramme) où l'on trace des lignes correspondant aux poids des occupants pour vérifier que l'on reste dans "l'enveloppe".

=== Feuille de masse et de centrage ===
* '''Considérations générales :''' Doit être vérifiée avant chaque vol, surtout en cas de changement de pilote ou d'emport de lest.
* '''Enveloppe du CG :''' Graphique représentant la plage autorisée (ordonnée : masse / abscisse : position du CG). Le point d'intersection doit impérativement se situer à l'intérieur de ce polygone.

{| class="wikitable" style="background-color:#fff3cd;"
|+ ATTENTION
|-
| Sur un planeurs, le poids du pilote (en place avant si biplace) est critique. L'absence de gueuses pour un pilote léger peut placer le CG hors limites arrières, rendant le planeur instable.
|}

7-1 Chargement et centrage (motoplaneurs)

2026-09-21T16:41:56Z

Florentc59 : /* Emport */

{{:7-_Performance_de_vol_planification_(motoplaneurs)}}
== Chargement et centrage ==

La maîtrise de la masse et du centrage est un pilier de la sécurité du vol. La masse impacte la structure de l'aéronef, tandis que le centrage impacte la stabilité : un mauvais centrage peut rendre le planeur impilotable ou empêcher la sortie de vrille.

== Objectif des considérations de masse et centrage ==

=== Limitations de masse ===
# '''Importance vis-à-vis des limitations structurelles :''' Chaque planeur est conçu pour supporter des facteurs de charge précis. Dépasser la masse maximale (MTOW) risque d'entraîner des déformations permanentes ou une rupture de la structure malgré une manœuvre normalement autorisée à l'intérieur du domaine de vol.
# '''Importance vis-à-vis des limitations de performances :''' Un planeur trop lourd voit sa vitesse de décrochage ($V_{s}$) augmenter, sa finesse se dégrader à basse vitesse et ses distances de décollage (au remorquage) s'allonger.

=== Limites du CG (Centre de Gravité) ===
# '''Importance en matière de stabilité et de contrôlabilité :'''
* Un centrage '''avant''' augmente la stabilité et rend le planeur "lourd" à la profondeur. Un planeur centré trop avant pourrait avoir une capacité à cabrer insuffisante.
* Un centrage '''arrière''' réduit la stabilité, il rend le planeur plus sensible à la vrille. Un planeur centré trop arrière peut rendre la sortie de décrochage ou de vrille impossible.
# '''Importance en termes de performances :''' Un centrage optimal (souvent entre le centrage moyen et le centrage maximum arrière autorisé) réduit la déportance nécessaire sur la profondeur, donc la traînée, améliorant ainsi la performance de plané.

== Emport ==

=== Terminologie ===
* '''Masse à vide''' (''Empty Weight'' en Anglais) : Masse du planeur avec ses équipements fixes et instruments. Elle inclus la batterie du planeur, mais la fiche de pesée pourra le confirmer en cas de doute.

* '''Masse maximale des Elements non-portant''' (''Maximum Weight of Non-Lifting parts'' en Anglais): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sans les ailes et ce qui se trouve dans les ailes. Il s'agit d'une limitation concernant la résistance des pions d'attaches entre l'aile et le fuselage, ainsi que la résistance du longeron d'aile.

* '''Masse maximale au décollage''' (''Maximum Take-Off Weight - MTOW'' en Anglas): Valeur maximale permise de la masse du planeur chargé, sur une balance juste avant le décollage. La masse maxi à l'atterrissage est souvent la même (permettant d'ailleurs, sans que ça ne soit recommandé, de se poser avec les water-ballast non vidés), mais le manuel de vol le confirmera.

* '''Charge utile (Payload) :''' Masse du pilote, du passager, des parachutes et des bagages.

=== Limitations de masse ===
* '''Limitations structurales :''' Définies par le constructeur (ex: masse maximale sans ballast eau).
* '''Limitations de performances :''' Masse maximale permettant de respecter les taux de montée minimum au treuillage.
* '''Limitations des soutes à bagages :''' Poids maximal autorisé dans les coffres (souvent limité par la résistance du plancher).
=== Calculs de masse ===

* '''Masses standard :''' Utilisation de valeurs forfaitaires (ex: 70kg ou 85kg selon la réglementation) si le poids réel n'est pas disponible, bien que la pesée réelle soit toujours à privilégiée.

=== Principes fondamentaux pour le calcul du CG ===
* '''Définition du CG :''' Point d'application de la résultante des forces de gravité.
* '''Équilibre des forces et moments :''' Pour que le planeur soit en équilibre, la somme des moments autour du point de référence doit être nulle.
<center>$Moment = Masse \times Bras\ de\ levier$</center>
* '''Calcul basique :''' La position du CG est égale à la somme des moments divisée par la somme des masses.

== Détails de masse et de centrage des aéronefs ==

=== Contenu de la documentation ===
* '''Plan de référence (Datum) :''' Ligne imaginaire verticale (souvent le bord d'attaque à l'emplanture) à partir de laquelle tous les bras de levier sont mesurés.
* '''Bras de levier (Arm) :''' Distance horizontale entre le plan de référence et le centre de gravité d'un élément (pilote, batterie, ballast).

=== Extraction des données de la documentation ===
* '''Masse à vide standard :''' Documentée dans le manuel de vol et la fiche de pesée.
* '''Position du CG à vide :''' Point de départ de tout calcul de chargement.
* '''Déviations :''' Toute modification (ajout d'un instrument, changement de batterie) doit faire l'objet d'une mise à jour de la fiche de pesée.

== Détermination de la position du centre de gravité ==

=== Méthodes ===
# '''Méthode arithmétique :''' Somme des moments divisée par la masse totale. C'est la méthode la plus précise.
# '''Méthode graphique :''' Utilisation d'un abaque (nomogramme) où l'on trace des lignes correspondant aux poids des occupants pour vérifier que l'on reste dans "l'enveloppe".

=== Feuille de masse et de centrage ===
* '''Considérations générales :''' Doit être vérifiée avant chaque vol, surtout en cas de changement de pilote ou d'emport de lest.
* '''Enveloppe du CG :''' Graphique représentant la plage autorisée (ordonnée : masse / abscisse : position du CG). Le point d'intersection doit impérativement se situer à l'intérieur de ce polygone.

{| class="wikitable" style="background-color:#fff3cd;"
|+ ATTENTION
|-
| Sur un planeurs, le poids du pilote (en place avant si biplace) est critique. L'absence de gueuses pour un pilote léger peut placer le CG hors limites arrières, rendant le planeur instable.
|}

REP- Remorquage planeurs (motoplaneurs)

2026-09-21T15:31:25Z

Florentc59 : /* La descente en remorquage */

La qualification de remorquage de planeurs par un motoplaneur confère au titulaire d'une licence SPL-motoplaneur le privilège d'effectuer des vols de remorquage avec un motoplaneur. Il pourra ainsi apporter sa contribution au mouvement vélivole pour lancer les planeurs !

Noter que l'objet de '''ce contenu théorique ne traite que de la formation du pilote du motoplaneur'''. Les exigences d'exploitations (Part-SAO), les éventuelles contraintes environnementales, et les éventuelles questions d'assurances ou autorisation du gestionnaire de l'aérodrome ne sont évoquées que partiellement et uniquement lorsqu'elles concernent le pilote du motoplaneur. [[Fichier:Bouton_Motoplaneur-ModuleREP.png|vignette]]
== Réglementation relative aux vols remorqués ==
[[File:Remorquage motoplaneur TMG 1.jpg|thumb|500px|Lancement d'un planeur ancien WA28 ''Espadon'' par la technique du '''remorquage par motoplaneur'''. ''Photo offerte par Vincent Detaille'']]
[[File:Remorquage TMG 2.jpg|thumb|500px|Lancement d'un planeur moderne ASW27 par la technique du '''remorquage par motoplaneur'''. ''Photo offerte par Vincent Detaille'']]

'''<u>Réglementation pour la licence de pilote :</u>''' La réglementation est définie à '''l'article SFCL.205''' du règlement d'exécution (UE) 2020/358 (Règlement pour le Vol à Voile) :

* '''Avant de pouvoir entrer en formation''' "Remorquage de planeurs par un motoplaneur", le pilote doit justifier d'une expérience minimale en motoplaneur de 30 heures de vol et 60 décollages et atterrissages sur motoplaneur depuis l'obtention de sa licence SPL-motoplaneur.
* '''La formation initiale''' doit être réalisée dans un DTO ou un ATO, comprenant une partie théorique incluant un certains sujets (objet de la présente page), et une partie pratique incluant au moins 10 vols d'instructions en remorquage dont au moins 5 vols en instruction en double commande. L'attestation de fin de formation (il n'y a pas de test à faire avec un FE(s) après la formation) permettra au candidat de demander la qualification "remorquage de planeurs par un motoplaneur" auprès de son autorité nationale.
* '''L'expérience récente minimale''' pour exercer les privilèges de cette qualification est d'avoir effectué au moins 5 vols de remorquage au cours des 24 derniers mois. Si l'expérience récente est insuffisante, le pilote doit, avant de reprendre l'exercice de ses privilèges, effectuer les remorquages manquants en double commande avec un instructeur, ou sous la supervision d'un instructeur.

<u>'''Réglementation pour l'exploitation du motoplaneur''' :</u> Pour une activité de remorquage de planeur, le pilote exploite l'aéronef selon '''le règlement (EU) 2018/1976 Part-SAO.''' L'activité de remorquage de planeur ne présente pas de spécificité vis à vis de cette règles d'exploitations. L'article GM1 SAO.OP.155 précise d'ailleurs que le remorquage de planeur '''n'est pas une opérations spécialisées'''.

<u>'''Réglementation des règles de l'air''' :</u> Quelques règles concernent le remorquage de planeur et sont définies dans la réglementation européenne SERA :

* '''Remorquages''' [SERA.3120] : Cet article rappel simplement que tout remorquage doit se faire selon les règles européennes, mais que des règles nationales ou des manières spécifiées par un organisme de la circulation aérienne peuvent exister.
* '''Vols en formation''' [SERA.3135] : Bien qu'un remorquage de planeur n'est pas explicitement indiqué comme un vol en formation par la réglementation, c'est communément admis. '''Le chef de la formation est communément le pilote de l'aéronef remorqueur'''. Noter que le chef de formation dans le remorqueur ne doit pas faire oublier la légitimité du commandant de bord dans le planeur qui reste co-décideur pour lancer ou annuler le vol, interrompre le remorqué, questionner la configuration de attelage...etc. Pour ce qui est de la navigation et des comptes rendus de position, '''l'ensemble de l'attelage se comporte comme un seul aéronef'''. Par exemple, les communications radios ne sont faite qu'une seule fois. Noter qu'il faudra tout de même anticiper le largage, moment où la formation est dissoute et les deux aéronefs doivent gérer leur navigation et comptes rendus de position chacun de leur côté.
* '''Priorité de passage''' [SERA.3210] : Lorsque le motoplaneur est encore dans la phase de remorquage, il cède comme normalement en vol moteur la priorité aux dirigeables, aux planeurs et aux ballons, mais il est prioritaire vis à vis des aéronefs motorisés hors remorquage. Après le largage, il reprend son status d'aéronef motorisé hors remorquage.

== Équipement pour l’activité de remorquage ==
[[File:Motoplaneur remorqueur SF25c.jpg|thumb|600px|Motoplaneur équipé d'un '''enrouleur''' pour le remorquage de planeurs. Noter la présence du '''rétroviseur''' obligatoire. ''Photo offerte par Vincent Detaille.'']]
Pour l'activité remorquage de planeurs, les équipements indispensables sont :

* '''Un motoplaneur''' autorisé pour le remorquage de planeurs : voir le manuel de vol et/ou la TCDS :
** '''2 Pompes carburant''' [CS 22 Appendix K (E)] : Le motoplaneur doit disposer de deux pompes à carburant ayant des sources de fonctionnement différentes. Il doit exister une manière de vérifier que les deux pompes fonctionnes (comme à la manière du test magnétos).
** '''Indicateur de température culasse''' [CS 22 Appendix K (F)] : Alors qu'en vol simple il n'est obligatoire que si un volet de capot moteur est installé, il devient obligatoire dans tous les cas pour un vol en remorquage.
** '''Miroir''' [CS 22 Appendix K (F)] : le miroir doit permettre de facilement voir le planeur.
** '''Un système d'attache et de largage''' : Crochet avec poignée de largage dans le cockpit, ou Enrouleur avec cisaille commandée par une poignée dans le cockpit.
* '''Un câble équipé''' : La longueur du câble est généralement comprise entre 40 et 60 mètres. Cette distance offre un compromis optimal entre la stabilité de l'attelage et la réactivité des corrections de trajectoire. Selon la réglementation de certification [CS 22 Appendix K (G)], le câble doit être équipé d'un fusible mécanique pour rompre la liaison Remorqueur / Planeur en cas de surcharge critique (le type de fusible est indiquée dans le manuel de vol). Le câble est équipé d'un anneau spécifique pour s'insérer dans le crochet de remorquage du planeur, et dans le crochet du remorqueur (sauf enrouleur).

Note opérationnelle : Tout dysfonctionnement d'un de ces systèmes (largage, impossibilité d'ajuster correctement le rétroviseur, 2nd pompe à carburant inopérante...) constitue un motif d'interdiction stricte du vol de remorquage.

== Techniques de remorquage de planeurs, notamment ==
Le remorquage d’un planeur par un motoplaneur (TMG) exige une coordination parfaite, une discipline de pilotage stricte et une compréhension fine des interactions aérodynamiques entre les deux aéronefs. Cette section aborde les compétences techniques indispensables pour mener à bien chaque phase du vol en toute sécurité.

Il est rappelé que le pilote remorqueur est le leader du vol en formation qu’est le remorquage. Chaque aéronef dispose de son propre commandant de bord.

=== Signaux et procédures de communication ===
Signaux visuels :

* '''Battement d'ailes du remorqueur''' durant le remorqué : le planeur doit larguer au plus vite, c'est un signal d'urgence.
* '''Battement de la gouverne de direction''' : Le planeur doit vérifier la configuration de son planeur (aérofreins, volets, radio VHF...). De nos jours, si ce signal visuel est utilisé, il est très probable que la communication radio soit inopérante. Vérifier donc attentivement la fréquence et le volume.
* '''Certains signaux visuels''' moins universels sont utilisés sur différentes plateformes. Il sera impératif de recevoir un briefing détaillé pour en prendre connaissance (planeur ailes horizontales = mise en puissance? ; signaux visuels pour l'accrochage du câble?...)

Procédures radio :

* Le pilote du remorqueur est communément le chef de la formation, il passe les messages radios pour l'ensemble de la formation.
* La communication intra-formation (entre le remorqueur et le planeur) est d'expérience difficile. Un point délicat est de créer le contact avec l'autre pilote à un moment non-prévu, alors que la charge de travail et la concentration sont élevées. Les messages courts, trop appauvris sont souvent inefficaces (bannir les message du type "largue ! largue !"). Un message construit répété en boucle montre plus d’efficacité.
* Procédure de changement de fréquence :
* D'une façon générale, aucun message ne doit être fait au largage. Si un message était nécessaire, il devrait se conformer à la richesse de la phraséologie classique. Bannir les simples messages "Merci!" ou "c'est largué!" qui ne permettent pas de garantir une identification claire de l'émetteur et du destinataire.

===Procédures au sol et Décollage (normal et par vent de travers) ===

===== Stockage au starter =====
Lorsque l’aéronef doit être stationné au “starter planeur”, ces éléments doivent être pris en compte :
* Choisir une zone dans la mesure du possible à l’écart des piétons.
* Placer l’aéronef en dehors des pistes et taxiway.
* La position de l’aéronef stationné ne doit pas créer un risque pour le prochain départ (face à une balise, un obstacle, face aux piétons…).
* L’aéronef stationné et laissé seul doit rester prêt au vol. Dans le cas contraire, installer des indicateurs qui permettent d’identifier que l’appareil n’est pas prêt (ex : porte à bagage ouverte > sur le siège pilote) ; bouchon d’essence fermé...

===== Mise en route et alignement =====
* La mise en route du moteur est à prévoir dans le but d’éviter l’attente prolongée, et d’éviter la précipitation. Un signal classique pour démarrer le moteur : l’ensemble de l’équipage assis, verrière partiellement fermée.
* Un message radio est passé avant de pénétrer la piste.
* Le remorqueur se place environ 20m devant le planeur, aligné. Le virage de retournement doit être large et à faible allure (la voie du train d’atterrissage peut être faible, le basculement, aidé du vent, est un risque).
* le remorqueur doit garder ses distances avec le planeur pour éviter de souffler le planeur, dont particulièrement les verrières parfois restées ouvertes, et pour tenir à distance l’hélice tournante des pietons.

===== Tension du câble, check-list décollage, décision de décollage =====
* La tension du câble est réalisée dès que le pilote du remorqueur constate dans le rétroviseur l’absence de personnes devant les ailes du planeur. Les AF sortis sont un bon signal que le pilote planeur est prêt, mais non nécessaire.
* Après la tension du câble, il est recommandé de ne plus activer le frein de parking pour éviter de l'oublier.
* Le pilote remorqueur réalise sa dernière checklist “CEV”.
* Suivant les procédures locales, le pilote remorqueur attend le test radio bilatéral a l'initiative du pilote planeur.
* Le pilote planeur fait lever son aile s’il entend la réponse de l’ULM
* Le pilote ULM qui voit les ailes horizontales dans le rétroviseur décide de lancer le décollage.
**Un court briefing par radio devrait être réalisé avec le pilote planeur pour les cas particuliers : décollage aile basse, décollages sur un autre terrain, trajectoire spéciale, convoyage…etc)
**Un message radio est passé pour annoncer le décollage.

=====Décollage “mode compétition”=====
Cette procédure peut être utilisée pour accélérer les décollages, notamment en compétition. '''Elle implique une personne compétente supplémentaire appelée “chef de piste” et deux aides au sol''', pour suppléer les pilotes dans la préparation et la surveillance :
*Le chef de piste réalise les essais radio au préalable avec le pilote planeur et le pilote ULM.
*Le chef de piste manage le pilote planeur afin qu’il soit prêt avant l'arrivée du remorqueur, checklist CRIS totalement (S inclus, briefing sécurité inclus).
*L’aide en bout d’aile demande au pilote planeur si tout est OK pour lever l’aile environ 15s avant l’arrivé du remorqueur, alors que la seconde aide au sol se place environ 10m devant le planeur, le bras en l’air et fixe
*Le remorqueur s’aligne
*Le câble est attaché, puis tendu dès que la seconde aide a libéré l’avant des ailes du planeur.
*Après la tension du câble, il est recommandé de ne plus activer le frein de parking.
*Le pilote remorqueur réalise sa dernière checklist “CEV”
**Le chef de piste devrait aider à la gestion carburant par l’étude des temps de vol, et demander si besoin par radio un point sur le carburant pour rappeler le sujet au pilote remorqueur.
*Le chef de piste réalise les vérifications (trolley, AF, verrière, câble tendu, trafics compatibles), et décide de lancer le décollage
**Si besoin, il ajuste/informe par radio (ex : “peux-tu re-tendre”, “avancer de 5m à faible allure”, “information trafic…”)
**Il passe le message radio à la place du remorqueur (ex : “le remorqueur XX, décollage piste XX en vol remorqué”)
**Le remorqueur qui reçoit ce message décide (ou pas) de décoller puis met en puissance sans message radio supplémentaire.

=====Mise en puissance et décollage=====
*La mise en puissance est faite jusqu’à plein gaz,
*La poignée de largage est accessible, mais pas forcément tenue en main (la main est normalement sur la manette des gaz). Si elle est tenue en main, elle est obligatoirement lâchée à la rotation.
*Si le remorqueur a encore une roue au sol au point de décision (classiquement mi-piste), le décollage est interrompu (voir procédure adaptée)
*Si le remorqueur n’a plus aucune roue au sol au point de décision (classiquement mi-piste), et que les conditions sont “dans le cadre” (vent, température ambiante, masses aéronefs), l’accélération et la pente de montée plein gaz permettra de passer les obstacles (à préciser par une étude sur chaque piste, chaque aérodrome)
*La vitesse doit prioritairement être maintenue par rapport au taux de montée.

===Procédures durant le vol ===
=====La Montée normale=====
*Vitesse cible par défaut, sauf indication contraire du CdB planeur : 110 - 130 km/h
*Vitesse acceptable (de façon transitoire): 100 - 150 km/h
*Vitesse dangereuse : <95km/h et >160km/h
*Entre vitesse et assiette, la priorité est la stabilisation de l’assiette, des variations de vitesse sont normales dans une atmosphère convective.
*L’inclinaison des virages est faible, avec un maximum de l’ordre de 30°. Rappel : L'inclinaison diminue les performances.
*L’ordre indicatif de la charge de travail pour le pilote du remorqueur est
**Tenu de l’aéronef (assiette, vitesse, conjugaison) et l’anti-collision
**Gestion des paramètres moteurs (températures…)
**Trajectoire (gestion des nuisances pour les riverains)
**Recherche d'ascendance
*Trajectoire et évitement : Planification d'un circuit de montée fluide (virages à inclinaison modérée, moyenne 15 à 20°, maximum 30°) en évitant les zones turbulentes, les zones habitées et en assurant une veille anti-collision permanente.
*Gestion du câble lâche : En cas de décélération ou de mauvaise symétrie, le câble peut se détendre. Le pilote du TMG doit maintenir une vitesse et une assiette constantes pour permettre au planeur de résorber le mou en douceur, évitant ainsi une secousse violente lors de la mise en tension.

=====Le convoyage en remorquage=====
La réalisation d'un convoyage comporte quelques particularités d'autant plus impactante qu'un convoyage est rare. L'expérience récente en convoyage des pilotes, et même de l'entourage susceptible de conseiller des pilotes, est souvent très faible :

* Besoin de réaliser la navigation : C'est le pilote remorqueur qui assume cette charge de travail supplémentaire et qui décide de la trajectoire.
* Sortie de la zone de confort : aérodrome, environnement... de nombreuses choses nouvelles peuvent rapidement augmenter la charge de travail du pilote remorqueur. Toute préparation préalable est bénéfique.
* La gestion de la montée : Un attelage en monté = attelage en sécurité. A plus forte raison en atmosphère convective. Une astuce est de conserver une légère montée tout au long du convoyage. Pour ce faire :
** réduire le taux de monté dès l'altitude de sécurité atteinte pour consommer le plus lentement possible le "plafond disponible".
** Limiter le taux de monté au minimum, sans chercher à descendre
** se laisser monter dans les ascendances (ne pas chercher à conserver l'altitude). Éviter les ascendances

=====La descente en remorquage=====
Dans certains rares cas, la descente de l'attelage en vol est incontournable.

Il est rappelé ici que le non-largage du câble, a lui seul, n'est pas une raison pour réaliser une descente : voir procédure "non largage de câble"

Le câble doit rester sous tension, ce qui implique que le plan de descente ne doit pas être plus fort que la finesse du planeur. Pour ce faire, le planeur doit sortir ses aérofreins préalablement à la mise en descente dans le but de faire diminuer sa finesse aux voisinage de 10. Le taux de descente de l'attelage sera de l'ordre de -2m/s (doit une finesse de 15 à 108km/h).

L'interruption de la descente est normalement décidée par le remorqueur, et devra être suivie par une courte montée pour marquer le changement de trajectoire. Pour éliminer toute probabilité de détente, le planeur pourra rentrer les aérofreins après avoir constaté la montée.

===Les procédures de largage du planeur ===
*Le largage est normalement à l'initiative du pilote planeur (Mais le pilote remorqueur a autorité pour demander un largage au pilote planeur (T° moteur, approche du plafond…etc), par radio ou par battement d’aile). Après avoir visuellement validé le largage, le pilote planeur :
**serre le virage, ou
**réalise un virage à droite ou à gauche si le largage a lieu en ligne droite.
*Le pilote remorqueur réalise ensuite un faible virage dans l’autre sens. Le virage doit être suffisamment souple pour absorber une erreur si le largage n'était pas effectif.
*Un message radio est passé pour indiquer la position, et partager sa trajectoire de retour.
*La descente après largage est réalisée sans exagérer la vitesse air : l'atmosphère est convective, et le gain de temps lié à la la vitesse air n'est pas légitime.
*Un enrouleur peut être activé lorsque la charge de travail est redevenue plus faible.
*La trajectoire doit être pensée pour intégrer le circuit de piste publié.
*Un point doit être réalisé pour vérifier que le câble est totalement enroulé ou largué. Si ce n’est pas le cas, utiliser la procédure “Atterrissage avec câble de remorquage”.

=== Procédure de largage du câble de remorquage ===
La gestion du câble de remorquage par le pilote de TMG comporte deux aspects distincts : le largage normal du câble en zone dédiée avant l'atterrissage, et le largage d'urgence en vol pour préserver la sécurité de l'équipage. En raison de sa faible garde au sol et de sa configuration, le TMG est particulièrement sensible aux risques d'accrochage du câble lors de la phase d'approche.
1. Le largage normal du câble (Procédure standard)

Contrairement aux avions remorqueurs lourds qui atterrissent parfois avec le câble, la procédure standard en TMG consiste à s'en séparer avant de se poser afin d'éviter tout accrochage avec des obstacles (clôtures, balises, cultures).

Arrivée sur la zone de largage (Drop Zone) : Le pilote s'aligne face au vent au-dessus de la zone définie par le règlement intérieur de l'aérodrome (généralement le seuil de piste ou une bande en herbe dédiée).

Paramètres de largage : L'approche s'effectue à une altitude de sécurité stabilisée (généralement entre 50 et 100 pieds sol) et à la vitesse recommandée par le manuel de vol.

Action de largage : Le pilote actionne fermement la commande de largage (poignée jaune).

Vérification visuelle : Une brève observation dans le rétroviseur ou un coup d'œil latéral permet de confirmer que le câble s'est correctement détaché et qu'il est au sol.

Intégration pour l'atterrissage : Le pilote effectue ensuite un circuit court (souvent une PTU ou une PTE adaptée) pour venir se poser sans tarder, le moteur étant déjà réduit.

2. Le largage d'urgence par le TMG (Sécurité en vol)

Le pilote de TMG doit être prêt à larguer le câble instantanément si la sécurité du vol est compromise par le comportement du planeur ou une défaillance technique.

Cas d'actionnement immédiat :

Effet pylône (Position haute du planeur) : Si le planeur monte excessivement au-dessus de la trajectoire, il lève la queue du TMG, entraînant une mise en piqué incontrôlable du remorqueur. Si l'action sur le manche ne suffit pas à contrer, le largage doit être instantané.
Panne moteur du TMG : En cas de perte de puissance à basse hauteur, le pilote doit larguer le câble immédiatement pour retrouver sa finesse maximale et gérer l'atterrissage d'urgence, sans attendre que le planeur ne largue de son côté.
Incapacité de largage du planeur : Si le planeur signale (par radio ou signaux visuels) qu'il ne parvient pas à détacher le câble, le TMG prend l'initiative de larguer le câble pour libérer le planeur.

Règle d'or en urgence : La poignée jaune de largage doit être accessible immédiatement et sans hésitation. En cas de doute sur la trajectoire ou de mise en danger du TMG par le planeur, on largue d'abord, on analyse ensuite.

3. Précautions et menaces associées
Oubli de largage : Atterrir avec le câble suspendu sous un TMG présente un risque majeur de basculement (passé-avant) ou de collision si le câble accroche une balise de piste. Cette action doit impérativement figurer dans la check-list "Avant Atterrissage".

=== Atterrissage avec câble de remorquage (le cas échéant) ===
Si le câble n'est pas largué avant l'atterrissage :
*Trajectoire au sol :
**rayon de virage suffisant pour ne pas rouler sur son câble, ou le toucher avec l’hélice
**prendre en compte le câble qui traîne pour éviter d’accrocher un obstacle au sol
*Trajectoire en vol : Faire en sorte que l’extrémité du câble pendu sous l’aéronef ne touche pas le sol avant le seuil de piste. Celà implique de choisir un point d'aboutissement de la trajectoire en finale environ 250m en aval du seuil de la piste.

=====Atterrissage et retour au starter=====
A cause de la fatigue, des opérations répétitives, et de l'érosion de la vigilance durant une après-midi, le pilote a tendance à rogner les marges sur toutes ses actions : point d'aboutissement avant le seuil de piste, virage à trop forte allure, espacement avec les obstacles, rigueur dans les checklist...etc.

Connaître ce phénomène est la première étape pour limiter son impact. Le pilote peut alors mettre en place des repères simples qu'il ne doit pas rogner. L'entourage immédiat du pilote est aussi en mesure de communiquer avec bienveillance ses observations si les marges deviennent trop faible.

=== Procédures d’urgence pendant le remorquage, y compris en cas de dysfonctionnement de l’équipement ===
=====Procédure d’interruption du décollage (volontaire ou non)=====
*S’assurer de la séparation de l’attelage, actionner la cisaille si besoin
*L’ULM doit poursuivre le plus loin possible pour libérer la piste pour le planeur :
**Décoller est l’option privilégiée
**Avancer au bout de la piste sans ralentir, obliquer “à l’opposé du sens de dégagement normal du planeur”, en attendant que la situation décante et soit comprise.
**ACTIONS À RISQUES : réduire les gaz, freiner, dégager la piste dans le même sens que le planeur.
*Le pilote planeur a les consignes suivantes :
**Larguer, se poser avec AF, freiner, dégager la piste dans le sens habituelle si opportun.

=====Procédure Panne ou perte de puissance moteur=====
*Pendant le décollage si piste restante disponible : interrompre le décollage (voir procédure d’interruption du décollage)
*En dessous de l’altitude de sécurité :
**Si vario > 0 : analyse pour offrir le premier champ possible, puis larguer
**Si vario < 0 : Larguer et appliquer la procédure de panne moteur pour l’ULM seul.
*Au dessus de l’altitude de sécurité :
**Larguer et appliquer la procédure de panne moteur pour l’ULM seul.
*Dans tous les cas de panne moteur, le retour au terrain ne doit être envisagé que dans une situation de hauteur confortable. L’atterrissage dans un champ, ou l’activation du parachute de secours, sont des options qu’il faut privilégier. La probabilité de petits dégâts matériels et humains est certes forte, mais au bénéfice de la disparition des probabilités de gros dégâts et d’accidents mortels.

=====Surchauffe moteur en remorquage (remorquage prolongé par temps chaud)=====
Les paramètres moteurs sont monitorés durant le vol. L’approche des limites maximales de température moteur par temps chaud peut conduire à demander le largage sans urgence au pilote planeur (par radio ou battement d’ailes).
Une façon facultative de limiter l’augmentation de température pour prolonger le remorquage est de réduire le régime moteur de 200tr/min et d’augmenter la Vi de 10km/h, jusqu'à 2 fois, dans le but de poursuivre la montée en mode dégradé malgré le temps chaud.

=====Procédure montée non nominale : À tout moment du vol, et particulièrement en montée initiale=====
*Vérifier les paramètres moteurs
*passer le message radio suivant, calmement avec une voix forte, quelque soit l’état de l’occupation de la radio :
**“Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp - je répète - Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp - je répète - Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp”.
**Le nombre de répétitions dépend de l’urgence de la situation.
**MESSAGE NON EFFICACE: “Tes Aérofreins!” (trop court pour éveiller la conscience du pilote planeur).
*Dans une atmosphère convective, une forte descendance peut empêcher l’attelage de monter. Proche du sol, la descendance devrait s’atténuer. Changer de zone pour tenter de sortir de cette descendance.
*Dans le cas d’une descente où l’approche du sol devient potentiellement catastrophique dans les prochaines secondes, larguer et reprendre la montée sans planeur.
*Le signal conventionnel “battement de la gouverne de direction” reste utilisable suivant la situation.

=== Procédures de sécurité ===

=== Performances en vol du type d’aéronef concerné lors du remorquage de planeurs ===

=== Surveillance et évitement des collisions ===

Comme vu plus haut, c'est le pilote remorqueur qui est le leader de la patrouille que forme l'attelage planeur. C'est à lui d'assurer la surveillance du ciel, tandis que le planeur assure le maintien de sa position relative par rapport au remorqueur.
La surveillance du ciel est réalisée de façon similaire au vol moteur simple. il faut noter que pour l'activité de remorquage, il sera probable de croiser des planeurs en transition, en spirale, en spirale en situation de raccrochage proche de la vent arrière, particulièrement si les conditions météo ne permettent pas au planeur de gagner de la hauteur rapidement. Poussé à l’extrême, cette situation d'accumulation de planeurs dans la zone d'évolution des attelages et du remorqueur peut justifier l'arrêt temporaire des lancements.

En activité club, le pilote remorqueur pourrait imaginer connaître la position des quelques planeurs de son club, et se croire en confiance. Mais d'autres aéronefs de passage pourraient exploiter la zone durant la journée.

Les situations où plusieurs attelages réalisent des lancements simultanément sont plus complexes, à plus forte raison lorsque c'est inhabituel.

Dès qu'un trafic est identifié, et bien que l'attelage soit prioritaire, la trajectoire doit être pensées pour conserver une marge raisonnable compte tenu de la manœuvrabilité faible de l'attelage.

Dans ces tâches, le pilote planeur peut apporter une contribution facultative et opportuniste. Le pilote remorqueur ne devrait pas être surpris :
*communiquer sur l'identification d'un trafic
*donner des souhaits sur la zone d'évolution
*larguer afin de dissoudre l'attelage pour permettre des trajectoires incompatibles avec le vol remorqué (descente, virage serré...), par exemple dans le cas d'une manœuvre d'évitement.

=== Données de performance des planeurs, notamment ===
==== Vitesses appropriées ====
==== Caractéristiques de décrochage en virage ====

=== Effets des turbulences de sillage et du souffle descendant sur les performances, les caractéristiques de vol et la vitesse de décrochage du planeur remorqué ===
[[File:FAA-8083-13 Fig 7-6.PNG|thumb|Turbulence de sillage et souffle de l'hélice. Le planeur doit stabiliser sa position au dessus ou en dessous. Voler dans la turbulence n'est pas dangeureux, mais impacte fortement les performances et le confort du vol]]

===Effets du souffle de l’hélice lors de la phase initiale du décollage par vent de travers ===

REP- Remorquage planeurs (motoplaneurs)

2026-09-21T15:19:44Z

Florentc59 : /* Atterrissage et retour au starter */

La qualification de remorquage de planeurs par un motoplaneur confère au titulaire d'une licence SPL-motoplaneur le privilège d'effectuer des vols de remorquage avec un motoplaneur. Il pourra ainsi apporter sa contribution au mouvement vélivole pour lancer les planeurs !

Noter que l'objet de '''ce contenu théorique ne traite que de la formation du pilote du motoplaneur'''. Les exigences d'exploitations (Part-SAO), les éventuelles contraintes environnementales, et les éventuelles questions d'assurances ou autorisation du gestionnaire de l'aérodrome ne sont évoquées que partiellement et uniquement lorsqu'elles concernent le pilote du motoplaneur. [[Fichier:Bouton_Motoplaneur-ModuleREP.png|vignette]]
== Réglementation relative aux vols remorqués ==
[[File:Remorquage motoplaneur TMG 1.jpg|thumb|500px|Lancement d'un planeur ancien WA28 ''Espadon'' par la technique du '''remorquage par motoplaneur'''. ''Photo offerte par Vincent Detaille'']]
[[File:Remorquage TMG 2.jpg|thumb|500px|Lancement d'un planeur moderne ASW27 par la technique du '''remorquage par motoplaneur'''. ''Photo offerte par Vincent Detaille'']]

'''<u>Réglementation pour la licence de pilote :</u>''' La réglementation est définie à '''l'article SFCL.205''' du règlement d'exécution (UE) 2020/358 (Règlement pour le Vol à Voile) :

* '''Avant de pouvoir entrer en formation''' "Remorquage de planeurs par un motoplaneur", le pilote doit justifier d'une expérience minimale en motoplaneur de 30 heures de vol et 60 décollages et atterrissages sur motoplaneur depuis l'obtention de sa licence SPL-motoplaneur.
* '''La formation initiale''' doit être réalisée dans un DTO ou un ATO, comprenant une partie théorique incluant un certains sujets (objet de la présente page), et une partie pratique incluant au moins 10 vols d'instructions en remorquage dont au moins 5 vols en instruction en double commande. L'attestation de fin de formation (il n'y a pas de test à faire avec un FE(s) après la formation) permettra au candidat de demander la qualification "remorquage de planeurs par un motoplaneur" auprès de son autorité nationale.
* '''L'expérience récente minimale''' pour exercer les privilèges de cette qualification est d'avoir effectué au moins 5 vols de remorquage au cours des 24 derniers mois. Si l'expérience récente est insuffisante, le pilote doit, avant de reprendre l'exercice de ses privilèges, effectuer les remorquages manquants en double commande avec un instructeur, ou sous la supervision d'un instructeur.

<u>'''Réglementation pour l'exploitation du motoplaneur''' :</u> Pour une activité de remorquage de planeur, le pilote exploite l'aéronef selon '''le règlement (EU) 2018/1976 Part-SAO.''' L'activité de remorquage de planeur ne présente pas de spécificité vis à vis de cette règles d'exploitations. L'article GM1 SAO.OP.155 précise d'ailleurs que le remorquage de planeur '''n'est pas une opérations spécialisées'''.

<u>'''Réglementation des règles de l'air''' :</u> Quelques règles concernent le remorquage de planeur et sont définies dans la réglementation européenne SERA :

* '''Remorquages''' [SERA.3120] : Cet article rappel simplement que tout remorquage doit se faire selon les règles européennes, mais que des règles nationales ou des manières spécifiées par un organisme de la circulation aérienne peuvent exister.
* '''Vols en formation''' [SERA.3135] : Bien qu'un remorquage de planeur n'est pas explicitement indiqué comme un vol en formation par la réglementation, c'est communément admis. '''Le chef de la formation est communément le pilote de l'aéronef remorqueur'''. Noter que le chef de formation dans le remorqueur ne doit pas faire oublier la légitimité du commandant de bord dans le planeur qui reste co-décideur pour lancer ou annuler le vol, interrompre le remorqué, questionner la configuration de attelage...etc. Pour ce qui est de la navigation et des comptes rendus de position, '''l'ensemble de l'attelage se comporte comme un seul aéronef'''. Par exemple, les communications radios ne sont faite qu'une seule fois. Noter qu'il faudra tout de même anticiper le largage, moment où la formation est dissoute et les deux aéronefs doivent gérer leur navigation et comptes rendus de position chacun de leur côté.
* '''Priorité de passage''' [SERA.3210] : Lorsque le motoplaneur est encore dans la phase de remorquage, il cède comme normalement en vol moteur la priorité aux dirigeables, aux planeurs et aux ballons, mais il est prioritaire vis à vis des aéronefs motorisés hors remorquage. Après le largage, il reprend son status d'aéronef motorisé hors remorquage.

== Équipement pour l’activité de remorquage ==
[[File:Motoplaneur remorqueur SF25c.jpg|thumb|600px|Motoplaneur équipé d'un '''enrouleur''' pour le remorquage de planeurs. Noter la présence du '''rétroviseur''' obligatoire. ''Photo offerte par Vincent Detaille.'']]
Pour l'activité remorquage de planeurs, les équipements indispensables sont :

* '''Un motoplaneur''' autorisé pour le remorquage de planeurs : voir le manuel de vol et/ou la TCDS :
** '''2 Pompes carburant''' [CS 22 Appendix K (E)] : Le motoplaneur doit disposer de deux pompes à carburant ayant des sources de fonctionnement différentes. Il doit exister une manière de vérifier que les deux pompes fonctionnes (comme à la manière du test magnétos).
** '''Indicateur de température culasse''' [CS 22 Appendix K (F)] : Alors qu'en vol simple il n'est obligatoire que si un volet de capot moteur est installé, il devient obligatoire dans tous les cas pour un vol en remorquage.
** '''Miroir''' [CS 22 Appendix K (F)] : le miroir doit permettre de facilement voir le planeur.
** '''Un système d'attache et de largage''' : Crochet avec poignée de largage dans le cockpit, ou Enrouleur avec cisaille commandée par une poignée dans le cockpit.
* '''Un câble équipé''' : La longueur du câble est généralement comprise entre 40 et 60 mètres. Cette distance offre un compromis optimal entre la stabilité de l'attelage et la réactivité des corrections de trajectoire. Selon la réglementation de certification [CS 22 Appendix K (G)], le câble doit être équipé d'un fusible mécanique pour rompre la liaison Remorqueur / Planeur en cas de surcharge critique (le type de fusible est indiquée dans le manuel de vol). Le câble est équipé d'un anneau spécifique pour s'insérer dans le crochet de remorquage du planeur, et dans le crochet du remorqueur (sauf enrouleur).

Note opérationnelle : Tout dysfonctionnement d'un de ces systèmes (largage, impossibilité d'ajuster correctement le rétroviseur, 2nd pompe à carburant inopérante...) constitue un motif d'interdiction stricte du vol de remorquage.

== Techniques de remorquage de planeurs, notamment ==
Le remorquage d’un planeur par un motoplaneur (TMG) exige une coordination parfaite, une discipline de pilotage stricte et une compréhension fine des interactions aérodynamiques entre les deux aéronefs. Cette section aborde les compétences techniques indispensables pour mener à bien chaque phase du vol en toute sécurité.

Il est rappelé que le pilote remorqueur est le leader du vol en formation qu’est le remorquage. Chaque aéronef dispose de son propre commandant de bord.

=== Signaux et procédures de communication ===
Signaux visuels :

* '''Battement d'ailes du remorqueur''' durant le remorqué : le planeur doit larguer au plus vite, c'est un signal d'urgence.
* '''Battement de la gouverne de direction''' : Le planeur doit vérifier la configuration de son planeur (aérofreins, volets, radio VHF...). De nos jours, si ce signal visuel est utilisé, il est très probable que la communication radio soit inopérante. Vérifier donc attentivement la fréquence et le volume.
* '''Certains signaux visuels''' moins universels sont utilisés sur différentes plateformes. Il sera impératif de recevoir un briefing détaillé pour en prendre connaissance (planeur ailes horizontales = mise en puissance? ; signaux visuels pour l'accrochage du câble?...)

Procédures radio :

* Le pilote du remorqueur est communément le chef de la formation, il passe les messages radios pour l'ensemble de la formation.
* La communication intra-formation (entre le remorqueur et le planeur) est d'expérience difficile. Un point délicat est de créer le contact avec l'autre pilote à un moment non-prévu, alors que la charge de travail et la concentration sont élevées. Les messages courts, trop appauvris sont souvent inefficaces (bannir les message du type "largue ! largue !"). Un message construit répété en boucle montre plus d’efficacité.
* Procédure de changement de fréquence :
* D'une façon générale, aucun message ne doit être fait au largage. Si un message était nécessaire, il devrait se conformer à la richesse de la phraséologie classique. Bannir les simples messages "Merci!" ou "c'est largué!" qui ne permettent pas de garantir une identification claire de l'émetteur et du destinataire.

===Procédures au sol et Décollage (normal et par vent de travers) ===

===== Stockage au starter =====
Lorsque l’aéronef doit être stationné au “starter planeur”, ces éléments doivent être pris en compte :
* Choisir une zone dans la mesure du possible à l’écart des piétons.
* Placer l’aéronef en dehors des pistes et taxiway.
* La position de l’aéronef stationné ne doit pas créer un risque pour le prochain départ (face à une balise, un obstacle, face aux piétons…).
* L’aéronef stationné et laissé seul doit rester prêt au vol. Dans le cas contraire, installer des indicateurs qui permettent d’identifier que l’appareil n’est pas prêt (ex : porte à bagage ouverte > sur le siège pilote) ; bouchon d’essence fermé...

===== Mise en route et alignement =====
* La mise en route du moteur est à prévoir dans le but d’éviter l’attente prolongée, et d’éviter la précipitation. Un signal classique pour démarrer le moteur : l’ensemble de l’équipage assis, verrière partiellement fermée.
* Un message radio est passé avant de pénétrer la piste.
* Le remorqueur se place environ 20m devant le planeur, aligné. Le virage de retournement doit être large et à faible allure (la voie du train d’atterrissage peut être faible, le basculement, aidé du vent, est un risque).
* le remorqueur doit garder ses distances avec le planeur pour éviter de souffler le planeur, dont particulièrement les verrières parfois restées ouvertes, et pour tenir à distance l’hélice tournante des pietons.

===== Tension du câble, check-list décollage, décision de décollage =====
* La tension du câble est réalisée dès que le pilote du remorqueur constate dans le rétroviseur l’absence de personnes devant les ailes du planeur. Les AF sortis sont un bon signal que le pilote planeur est prêt, mais non nécessaire.
* Après la tension du câble, il est recommandé de ne plus activer le frein de parking pour éviter de l'oublier.
* Le pilote remorqueur réalise sa dernière checklist “CEV”.
* Suivant les procédures locales, le pilote remorqueur attend le test radio bilatéral a l'initiative du pilote planeur.
* Le pilote planeur fait lever son aile s’il entend la réponse de l’ULM
* Le pilote ULM qui voit les ailes horizontales dans le rétroviseur décide de lancer le décollage.
**Un court briefing par radio devrait être réalisé avec le pilote planeur pour les cas particuliers : décollage aile basse, décollages sur un autre terrain, trajectoire spéciale, convoyage…etc)
**Un message radio est passé pour annoncer le décollage.

=====Décollage “mode compétition”=====
Cette procédure peut être utilisée pour accélérer les décollages, notamment en compétition. '''Elle implique une personne compétente supplémentaire appelée “chef de piste” et deux aides au sol''', pour suppléer les pilotes dans la préparation et la surveillance :
*Le chef de piste réalise les essais radio au préalable avec le pilote planeur et le pilote ULM.
*Le chef de piste manage le pilote planeur afin qu’il soit prêt avant l'arrivée du remorqueur, checklist CRIS totalement (S inclus, briefing sécurité inclus).
*L’aide en bout d’aile demande au pilote planeur si tout est OK pour lever l’aile environ 15s avant l’arrivé du remorqueur, alors que la seconde aide au sol se place environ 10m devant le planeur, le bras en l’air et fixe
*Le remorqueur s’aligne
*Le câble est attaché, puis tendu dès que la seconde aide a libéré l’avant des ailes du planeur.
*Après la tension du câble, il est recommandé de ne plus activer le frein de parking.
*Le pilote remorqueur réalise sa dernière checklist “CEV”
**Le chef de piste devrait aider à la gestion carburant par l’étude des temps de vol, et demander si besoin par radio un point sur le carburant pour rappeler le sujet au pilote remorqueur.
*Le chef de piste réalise les vérifications (trolley, AF, verrière, câble tendu, trafics compatibles), et décide de lancer le décollage
**Si besoin, il ajuste/informe par radio (ex : “peux-tu re-tendre”, “avancer de 5m à faible allure”, “information trafic…”)
**Il passe le message radio à la place du remorqueur (ex : “le remorqueur XX, décollage piste XX en vol remorqué”)
**Le remorqueur qui reçoit ce message décide (ou pas) de décoller puis met en puissance sans message radio supplémentaire.

=====Mise en puissance et décollage=====
*La mise en puissance est faite jusqu’à plein gaz,
*La poignée de largage est accessible, mais pas forcément tenue en main (la main est normalement sur la manette des gaz). Si elle est tenue en main, elle est obligatoirement lâchée à la rotation.
*Si le remorqueur a encore une roue au sol au point de décision (classiquement mi-piste), le décollage est interrompu (voir procédure adaptée)
*Si le remorqueur n’a plus aucune roue au sol au point de décision (classiquement mi-piste), et que les conditions sont “dans le cadre” (vent, température ambiante, masses aéronefs), l’accélération et la pente de montée plein gaz permettra de passer les obstacles (à préciser par une étude sur chaque piste, chaque aérodrome)
*La vitesse doit prioritairement être maintenue par rapport au taux de montée.

===Procédures durant le vol ===
=====La Montée normale=====
*Vitesse cible par défaut, sauf indication contraire du CdB planeur : 110 - 130 km/h
*Vitesse acceptable (de façon transitoire): 100 - 150 km/h
*Vitesse dangereuse : <95km/h et >160km/h
*Entre vitesse et assiette, la priorité est la stabilisation de l’assiette, des variations de vitesse sont normales dans une atmosphère convective.
*L’inclinaison des virages est faible, avec un maximum de l’ordre de 30°. Rappel : L'inclinaison diminue les performances.
*L’ordre indicatif de la charge de travail pour le pilote du remorqueur est
**Tenu de l’aéronef (assiette, vitesse, conjugaison) et l’anti-collision
**Gestion des paramètres moteurs (températures…)
**Trajectoire (gestion des nuisances pour les riverains)
**Recherche d'ascendance

=====Le convoyage en remorquage=====
La réalisation d'un convoyage comporte quelques particularités d'autant plus impactante qu'un convoyage est rare. L'expérience récente en convoyage des pilotes, et même de l'entourage susceptible de conseiller des pilotes, est souvent très faible :

* Besoin de réaliser la navigation : C'est le pilote remorqueur qui assume cette charge de travail supplémentaire et qui décide de la trajectoire.
* Sortie de la zone de confort : aérodrome, environnement... de nombreuses choses nouvelles peuvent rapidement augmenter la charge de travail du pilote remorqueur. Toute préparation préalable est bénéfique.
* La gestion de la montée : Un attelage en monté = attelage en sécurité. A plus forte raison en atmosphère convective. Une astuce est de conserver une légère montée tout au long du convoyage. Pour ce faire :
** réduire le taux de monté dès l'altitude de sécurité atteinte pour consommer le plus lentement possible le "plafond disponible".
** Limiter le taux de monté au minimum, sans chercher à descendre
** se laisser monter dans les ascendances (ne pas chercher à conserver l'altitude). Éviter les ascendances

=====La descente en remorquage=====
Rare mais probable.

Cette vitesse est définie par le manuel de vol du TMG et les limites de structure du planeur remorqué. Elle doit être tenue de manière fiable pour garantir la sécurité de l'attelage à court terme, et permettre le bon fonctionnement du moteur à moyen terme.
Trajectoire et évitement : Planification d'un circuit de montée fluide (virages à inclinaison modérée, moyenne 15 à 20°, maximum 30°) en évitant les zones turbulentes, les zones habitées et en assurant une veille anti-collision permanente.

Le vol en remorquage : Virages et tenue de position Le comportement en virage est l'un des aspects les plus délicats du remorquage.
Sillage et vortex : Le pilote du TMG doit comprendre la forme du sillage aérodynamique qu'il génère afin d'aider le planeur à rester dans la position idéale (généralement légèrement au-dessus du sillage).
Gestion du câble lâche (Slack Rope) : En cas de décélération ou de mauvaise symétrie, le câble peut se détendre. Le pilote du TMG doit maintenir une vitesse et une assiette constantes pour permettre au planeur de résorber le mou en douceur, évitant ainsi une secousse violente lors de la mise en tension.

===Les procédures de largage du planeur ===
*Le largage est normalement à l'initiative du pilote planeur (Mais le pilote remorqueur a autorité pour demander un largage au pilote planeur (T° moteur, approche du plafond…etc), par radio ou par battement d’aile). Après avoir visuellement validé le largage, le pilote planeur :
**serre le virage, ou
**réalise un virage à droite ou à gauche si le largage a lieu en ligne droite.
*Le pilote remorqueur réalise ensuite un faible virage dans l’autre sens. Le virage doit être suffisamment souple pour absorber une erreur si le largage n'était pas effectif.
*Un message radio est passé pour indiquer la position, et partager sa trajectoire de retour.
*La descente après largage est réalisée sans exagérer la vitesse air : l'atmosphère est convective, et le gain de temps lié à la la vitesse air n'est pas légitime.
*Un enrouleur peut être activé lorsque la charge de travail est redevenue plus faible.
*La trajectoire doit être pensée pour intégrer le circuit de piste publié.
*Un point doit être réalisé pour vérifier que le câble est totalement enroulé ou largué. Si ce n’est pas le cas, utiliser la procédure “Atterrissage avec câble de remorquage”.

=== Procédure de largage du câble de remorquage ===
La gestion du câble de remorquage par le pilote de TMG comporte deux aspects distincts : le largage normal du câble en zone dédiée avant l'atterrissage, et le largage d'urgence en vol pour préserver la sécurité de l'équipage. En raison de sa faible garde au sol et de sa configuration, le TMG est particulièrement sensible aux risques d'accrochage du câble lors de la phase d'approche.
1. Le largage normal du câble (Procédure standard)

Contrairement aux avions remorqueurs lourds qui atterrissent parfois avec le câble, la procédure standard en TMG consiste à s'en séparer avant de se poser afin d'éviter tout accrochage avec des obstacles (clôtures, balises, cultures).

Arrivée sur la zone de largage (Drop Zone) : Le pilote s'aligne face au vent au-dessus de la zone définie par le règlement intérieur de l'aérodrome (généralement le seuil de piste ou une bande en herbe dédiée).

Paramètres de largage : L'approche s'effectue à une altitude de sécurité stabilisée (généralement entre 50 et 100 pieds sol) et à la vitesse recommandée par le manuel de vol.

Action de largage : Le pilote actionne fermement la commande de largage (poignée jaune).

Vérification visuelle : Une brève observation dans le rétroviseur ou un coup d'œil latéral permet de confirmer que le câble s'est correctement détaché et qu'il est au sol.

Intégration pour l'atterrissage : Le pilote effectue ensuite un circuit court (souvent une PTU ou une PTE adaptée) pour venir se poser sans tarder, le moteur étant déjà réduit.

2. Le largage d'urgence par le TMG (Sécurité en vol)

Le pilote de TMG doit être prêt à larguer le câble instantanément si la sécurité du vol est compromise par le comportement du planeur ou une défaillance technique.

Cas d'actionnement immédiat :

Effet pylône (Position haute du planeur) : Si le planeur monte excessivement au-dessus de la trajectoire, il lève la queue du TMG, entraînant une mise en piqué incontrôlable du remorqueur. Si l'action sur le manche ne suffit pas à contrer, le largage doit être instantané.
Panne moteur du TMG : En cas de perte de puissance à basse hauteur, le pilote doit larguer le câble immédiatement pour retrouver sa finesse maximale et gérer l'atterrissage d'urgence, sans attendre que le planeur ne largue de son côté.
Incapacité de largage du planeur : Si le planeur signale (par radio ou signaux visuels) qu'il ne parvient pas à détacher le câble, le TMG prend l'initiative de larguer le câble pour libérer le planeur.

Règle d'or en urgence : La poignée jaune de largage doit être accessible immédiatement et sans hésitation. En cas de doute sur la trajectoire ou de mise en danger du TMG par le planeur, on largue d'abord, on analyse ensuite.

3. Précautions et menaces associées
Oubli de largage : Atterrir avec le câble suspendu sous un TMG présente un risque majeur de basculement (passé-avant) ou de collision si le câble accroche une balise de piste. Cette action doit impérativement figurer dans la check-list "Avant Atterrissage".

=== Atterrissage avec câble de remorquage (le cas échéant) ===
Si le câble n'est pas largué avant l'atterrissage :
*Trajectoire au sol :
**rayon de virage suffisant pour ne pas rouler sur son câble, ou le toucher avec l’hélice
**prendre en compte le câble qui traîne pour éviter d’accrocher un obstacle au sol
*Trajectoire en vol : Faire en sorte que l’extrémité du câble pendu sous l’aéronef ne touche pas le sol avant le seuil de piste. Celà implique de choisir un point d'aboutissement de la trajectoire en finale environ 250m en aval du seuil de la piste.

=====Atterrissage et retour au starter=====
A cause de la fatigue, des opérations répétitives, et de l'érosion de la vigilance durant une après-midi, le pilote a tendance à rogner les marges sur toutes ses actions : point d'aboutissement avant le seuil de piste, virage à trop forte allure, espacement avec les obstacles, rigueur dans les checklist...etc.

Connaître ce phénomène est la première étape pour limiter son impact. Le pilote peut alors mettre en place des repères simples qu'il ne doit pas rogner. L'entourage immédiat du pilote est aussi en mesure de communiquer avec bienveillance ses observations si les marges deviennent trop faible.

=== Procédures d’urgence pendant le remorquage, y compris en cas de dysfonctionnement de l’équipement ===
=====Procédure d’interruption du décollage (volontaire ou non)=====
*S’assurer de la séparation de l’attelage, actionner la cisaille si besoin
*L’ULM doit poursuivre le plus loin possible pour libérer la piste pour le planeur :
**Décoller est l’option privilégiée
**Avancer au bout de la piste sans ralentir, obliquer “à l’opposé du sens de dégagement normal du planeur”, en attendant que la situation décante et soit comprise.
**ACTIONS À RISQUES : réduire les gaz, freiner, dégager la piste dans le même sens que le planeur.
*Le pilote planeur a les consignes suivantes :
**Larguer, se poser avec AF, freiner, dégager la piste dans le sens habituelle si opportun.

=====Procédure Panne ou perte de puissance moteur=====
*Pendant le décollage si piste restante disponible : interrompre le décollage (voir procédure d’interruption du décollage)
*En dessous de l’altitude de sécurité :
**Si vario > 0 : analyse pour offrir le premier champ possible, puis larguer
**Si vario < 0 : Larguer et appliquer la procédure de panne moteur pour l’ULM seul.
*Au dessus de l’altitude de sécurité :
**Larguer et appliquer la procédure de panne moteur pour l’ULM seul.
*Dans tous les cas de panne moteur, le retour au terrain ne doit être envisagé que dans une situation de hauteur confortable. L’atterrissage dans un champ, ou l’activation du parachute de secours, sont des options qu’il faut privilégier. La probabilité de petits dégâts matériels et humains est certes forte, mais au bénéfice de la disparition des probabilités de gros dégâts et d’accidents mortels.

=====Surchauffe moteur en remorquage (remorquage prolongé par temps chaud)=====
Les paramètres moteurs sont monitorés durant le vol. L’approche des limites maximales de température moteur par temps chaud peut conduire à demander le largage sans urgence au pilote planeur (par radio ou battement d’ailes).
Une façon facultative de limiter l’augmentation de température pour prolonger le remorquage est de réduire le régime moteur de 200tr/min et d’augmenter la Vi de 10km/h, jusqu'à 2 fois, dans le but de poursuivre la montée en mode dégradé malgré le temps chaud.

=====Procédure montée non nominale : À tout moment du vol, et particulièrement en montée initiale=====
*Vérifier les paramètres moteurs
*passer le message radio suivant, calmement avec une voix forte, quelque soit l’état de l’occupation de la radio :
**“Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp - je répète - Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp - je répète - Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp”.
**Le nombre de répétitions dépend de l’urgence de la situation.
**MESSAGE NON EFFICACE: “Tes Aérofreins!” (trop court pour éveiller la conscience du pilote planeur).
*Dans une atmosphère convective, une forte descendance peut empêcher l’attelage de monter. Proche du sol, la descendance devrait s’atténuer. Changer de zone pour tenter de sortir de cette descendance.
*Dans le cas d’une descente où l’approche du sol devient potentiellement catastrophique dans les prochaines secondes, larguer et reprendre la montée sans planeur.
*Le signal conventionnel “battement de la gouverne de direction” reste utilisable suivant la situation.

=== Procédures de sécurité ===

=== Performances en vol du type d’aéronef concerné lors du remorquage de planeurs ===

=== Surveillance et évitement des collisions ===

Comme vu plus haut, c'est le pilote remorqueur qui est le leader de la patrouille que forme l'attelage planeur. C'est à lui d'assurer la surveillance du ciel, tandis que le planeur assure le maintien de sa position relative par rapport au remorqueur.
La surveillance du ciel est réalisée de façon similaire au vol moteur simple. il faut noter que pour l'activité de remorquage, il sera probable de croiser des planeurs en transition, en spirale, en spirale en situation de raccrochage proche de la vent arrière, particulièrement si les conditions météo ne permettent pas au planeur de gagner de la hauteur rapidement. Poussé à l’extrême, cette situation d'accumulation de planeurs dans la zone d'évolution des attelages et du remorqueur peut justifier l'arrêt temporaire des lancements.

En activité club, le pilote remorqueur pourrait imaginer connaître la position des quelques planeurs de son club, et se croire en confiance. Mais d'autres aéronefs de passage pourraient exploiter la zone durant la journée.

Les situations où plusieurs attelages réalisent des lancements simultanément sont plus complexes, à plus forte raison lorsque c'est inhabituel.

Dès qu'un trafic est identifié, et bien que l'attelage soit prioritaire, la trajectoire doit être pensées pour conserver une marge raisonnable compte tenu de la manœuvrabilité faible de l'attelage.

Dans ces tâches, le pilote planeur peut apporter une contribution facultative et opportuniste. Le pilote remorqueur ne devrait pas être surpris :
*communiquer sur l'identification d'un trafic
*donner des souhaits sur la zone d'évolution
*larguer afin de dissoudre l'attelage pour permettre des trajectoires incompatibles avec le vol remorqué (descente, virage serré...), par exemple dans le cas d'une manœuvre d'évitement.

=== Données de performance des planeurs, notamment ===
==== Vitesses appropriées ====
==== Caractéristiques de décrochage en virage ====

=== Effets des turbulences de sillage et du souffle descendant sur les performances, les caractéristiques de vol et la vitesse de décrochage du planeur remorqué ===
[[File:FAA-8083-13 Fig 7-6.PNG|thumb|Turbulence de sillage et souffle de l'hélice. Le planeur doit stabiliser sa position au dessus ou en dessous. Voler dans la turbulence n'est pas dangeureux, mais impacte fortement les performances et le confort du vol]]

===Effets du souffle de l’hélice lors de la phase initiale du décollage par vent de travers ===

REP- Remorquage planeurs (motoplaneurs)

2026-09-21T15:13:09Z

Florentc59 :

La qualification de remorquage de planeurs par un motoplaneur confère au titulaire d'une licence SPL-motoplaneur le privilège d'effectuer des vols de remorquage avec un motoplaneur. Il pourra ainsi apporter sa contribution au mouvement vélivole pour lancer les planeurs !

Noter que l'objet de '''ce contenu théorique ne traite que de la formation du pilote du motoplaneur'''. Les exigences d'exploitations (Part-SAO), les éventuelles contraintes environnementales, et les éventuelles questions d'assurances ou autorisation du gestionnaire de l'aérodrome ne sont évoquées que partiellement et uniquement lorsqu'elles concernent le pilote du motoplaneur. [[Fichier:Bouton_Motoplaneur-ModuleREP.png|vignette]]
== Réglementation relative aux vols remorqués ==
[[File:Remorquage motoplaneur TMG 1.jpg|thumb|500px|Lancement d'un planeur ancien WA28 ''Espadon'' par la technique du '''remorquage par motoplaneur'''. ''Photo offerte par Vincent Detaille'']]
[[File:Remorquage TMG 2.jpg|thumb|500px|Lancement d'un planeur moderne ASW27 par la technique du '''remorquage par motoplaneur'''. ''Photo offerte par Vincent Detaille'']]

'''<u>Réglementation pour la licence de pilote :</u>''' La réglementation est définie à '''l'article SFCL.205''' du règlement d'exécution (UE) 2020/358 (Règlement pour le Vol à Voile) :

* '''Avant de pouvoir entrer en formation''' "Remorquage de planeurs par un motoplaneur", le pilote doit justifier d'une expérience minimale en motoplaneur de 30 heures de vol et 60 décollages et atterrissages sur motoplaneur depuis l'obtention de sa licence SPL-motoplaneur.
* '''La formation initiale''' doit être réalisée dans un DTO ou un ATO, comprenant une partie théorique incluant un certains sujets (objet de la présente page), et une partie pratique incluant au moins 10 vols d'instructions en remorquage dont au moins 5 vols en instruction en double commande. L'attestation de fin de formation (il n'y a pas de test à faire avec un FE(s) après la formation) permettra au candidat de demander la qualification "remorquage de planeurs par un motoplaneur" auprès de son autorité nationale.
* '''L'expérience récente minimale''' pour exercer les privilèges de cette qualification est d'avoir effectué au moins 5 vols de remorquage au cours des 24 derniers mois. Si l'expérience récente est insuffisante, le pilote doit, avant de reprendre l'exercice de ses privilèges, effectuer les remorquages manquants en double commande avec un instructeur, ou sous la supervision d'un instructeur.

<u>'''Réglementation pour l'exploitation du motoplaneur''' :</u> Pour une activité de remorquage de planeur, le pilote exploite l'aéronef selon '''le règlement (EU) 2018/1976 Part-SAO.''' L'activité de remorquage de planeur ne présente pas de spécificité vis à vis de cette règles d'exploitations. L'article GM1 SAO.OP.155 précise d'ailleurs que le remorquage de planeur '''n'est pas une opérations spécialisées'''.

<u>'''Réglementation des règles de l'air''' :</u> Quelques règles concernent le remorquage de planeur et sont définies dans la réglementation européenne SERA :

* '''Remorquages''' [SERA.3120] : Cet article rappel simplement que tout remorquage doit se faire selon les règles européennes, mais que des règles nationales ou des manières spécifiées par un organisme de la circulation aérienne peuvent exister.
* '''Vols en formation''' [SERA.3135] : Bien qu'un remorquage de planeur n'est pas explicitement indiqué comme un vol en formation par la réglementation, c'est communément admis. '''Le chef de la formation est communément le pilote de l'aéronef remorqueur'''. Noter que le chef de formation dans le remorqueur ne doit pas faire oublier la légitimité du commandant de bord dans le planeur qui reste co-décideur pour lancer ou annuler le vol, interrompre le remorqué, questionner la configuration de attelage...etc. Pour ce qui est de la navigation et des comptes rendus de position, '''l'ensemble de l'attelage se comporte comme un seul aéronef'''. Par exemple, les communications radios ne sont faite qu'une seule fois. Noter qu'il faudra tout de même anticiper le largage, moment où la formation est dissoute et les deux aéronefs doivent gérer leur navigation et comptes rendus de position chacun de leur côté.
* '''Priorité de passage''' [SERA.3210] : Lorsque le motoplaneur est encore dans la phase de remorquage, il cède comme normalement en vol moteur la priorité aux dirigeables, aux planeurs et aux ballons, mais il est prioritaire vis à vis des aéronefs motorisés hors remorquage. Après le largage, il reprend son status d'aéronef motorisé hors remorquage.

== Équipement pour l’activité de remorquage ==
[[File:Motoplaneur remorqueur SF25c.jpg|thumb|600px|Motoplaneur équipé d'un '''enrouleur''' pour le remorquage de planeurs. Noter la présence du '''rétroviseur''' obligatoire. ''Photo offerte par Vincent Detaille.'']]
Pour l'activité remorquage de planeurs, les équipements indispensables sont :

* '''Un motoplaneur''' autorisé pour le remorquage de planeurs : voir le manuel de vol et/ou la TCDS :
** '''2 Pompes carburant''' [CS 22 Appendix K (E)] : Le motoplaneur doit disposer de deux pompes à carburant ayant des sources de fonctionnement différentes. Il doit exister une manière de vérifier que les deux pompes fonctionnes (comme à la manière du test magnétos).
** '''Indicateur de température culasse''' [CS 22 Appendix K (F)] : Alors qu'en vol simple il n'est obligatoire que si un volet de capot moteur est installé, il devient obligatoire dans tous les cas pour un vol en remorquage.
** '''Miroir''' [CS 22 Appendix K (F)] : le miroir doit permettre de facilement voir le planeur.
** '''Un système d'attache et de largage''' : Crochet avec poignée de largage dans le cockpit, ou Enrouleur avec cisaille commandée par une poignée dans le cockpit.
* '''Un câble équipé''' : La longueur du câble est généralement comprise entre 40 et 60 mètres. Cette distance offre un compromis optimal entre la stabilité de l'attelage et la réactivité des corrections de trajectoire. Selon la réglementation de certification [CS 22 Appendix K (G)], le câble doit être équipé d'un fusible mécanique pour rompre la liaison Remorqueur / Planeur en cas de surcharge critique (le type de fusible est indiquée dans le manuel de vol). Le câble est équipé d'un anneau spécifique pour s'insérer dans le crochet de remorquage du planeur, et dans le crochet du remorqueur (sauf enrouleur).

Note opérationnelle : Tout dysfonctionnement d'un de ces systèmes (largage, impossibilité d'ajuster correctement le rétroviseur, 2nd pompe à carburant inopérante...) constitue un motif d'interdiction stricte du vol de remorquage.

== Techniques de remorquage de planeurs, notamment ==
Le remorquage d’un planeur par un motoplaneur (TMG) exige une coordination parfaite, une discipline de pilotage stricte et une compréhension fine des interactions aérodynamiques entre les deux aéronefs. Cette section aborde les compétences techniques indispensables pour mener à bien chaque phase du vol en toute sécurité.

Il est rappelé que le pilote remorqueur est le leader du vol en formation qu’est le remorquage. Chaque aéronef dispose de son propre commandant de bord.

=== Signaux et procédures de communication ===
Signaux visuels :

* '''Battement d'ailes du remorqueur''' durant le remorqué : le planeur doit larguer au plus vite, c'est un signal d'urgence.
* '''Battement de la gouverne de direction''' : Le planeur doit vérifier la configuration de son planeur (aérofreins, volets, radio VHF...). De nos jours, si ce signal visuel est utilisé, il est très probable que la communication radio soit inopérante. Vérifier donc attentivement la fréquence et le volume.
* '''Certains signaux visuels''' moins universels sont utilisés sur différentes plateformes. Il sera impératif de recevoir un briefing détaillé pour en prendre connaissance (planeur ailes horizontales = mise en puissance? ; signaux visuels pour l'accrochage du câble?...)

Procédures radio :

* Le pilote du remorqueur est communément le chef de la formation, il passe les messages radios pour l'ensemble de la formation.
* La communication intra-formation (entre le remorqueur et le planeur) est d'expérience difficile. Un point délicat est de créer le contact avec l'autre pilote à un moment non-prévu, alors que la charge de travail et la concentration sont élevées. Les messages courts, trop appauvris sont souvent inefficaces (bannir les message du type "largue ! largue !"). Un message construit répété en boucle montre plus d’efficacité.
* Procédure de changement de fréquence :
* D'une façon générale, aucun message ne doit être fait au largage. Si un message était nécessaire, il devrait se conformer à la richesse de la phraséologie classique. Bannir les simples messages "Merci!" ou "c'est largué!" qui ne permettent pas de garantir une identification claire de l'émetteur et du destinataire.

===Procédures au sol et Décollage (normal et par vent de travers) ===

===== Stockage au starter =====
Lorsque l’aéronef doit être stationné au “starter planeur”, ces éléments doivent être pris en compte :
* Choisir une zone dans la mesure du possible à l’écart des piétons.
* Placer l’aéronef en dehors des pistes et taxiway.
* La position de l’aéronef stationné ne doit pas créer un risque pour le prochain départ (face à une balise, un obstacle, face aux piétons…).
* L’aéronef stationné et laissé seul doit rester prêt au vol. Dans le cas contraire, installer des indicateurs qui permettent d’identifier que l’appareil n’est pas prêt (ex : porte à bagage ouverte > sur le siège pilote) ; bouchon d’essence fermé...

===== Mise en route et alignement =====
* La mise en route du moteur est à prévoir dans le but d’éviter l’attente prolongée, et d’éviter la précipitation. Un signal classique pour démarrer le moteur : l’ensemble de l’équipage assis, verrière partiellement fermée.
* Un message radio est passé avant de pénétrer la piste.
* Le remorqueur se place environ 20m devant le planeur, aligné. Le virage de retournement doit être large et à faible allure (la voie du train d’atterrissage peut être faible, le basculement, aidé du vent, est un risque).
* le remorqueur doit garder ses distances avec le planeur pour éviter de souffler le planeur, dont particulièrement les verrières parfois restées ouvertes, et pour tenir à distance l’hélice tournante des pietons.

===== Tension du câble, check-list décollage, décision de décollage =====
* La tension du câble est réalisée dès que le pilote du remorqueur constate dans le rétroviseur l’absence de personnes devant les ailes du planeur. Les AF sortis sont un bon signal que le pilote planeur est prêt, mais non nécessaire.
* Après la tension du câble, il est recommandé de ne plus activer le frein de parking pour éviter de l'oublier.
* Le pilote remorqueur réalise sa dernière checklist “CEV”.
* Suivant les procédures locales, le pilote remorqueur attend le test radio bilatéral a l'initiative du pilote planeur.
* Le pilote planeur fait lever son aile s’il entend la réponse de l’ULM
* Le pilote ULM qui voit les ailes horizontales dans le rétroviseur décide de lancer le décollage.
**Un court briefing par radio devrait être réalisé avec le pilote planeur pour les cas particuliers : décollage aile basse, décollages sur un autre terrain, trajectoire spéciale, convoyage…etc)
**Un message radio est passé pour annoncer le décollage.

=====Décollage “mode compétition”=====
Cette procédure peut être utilisée pour accélérer les décollages, notamment en compétition. '''Elle implique une personne compétente supplémentaire appelée “chef de piste” et deux aides au sol''', pour suppléer les pilotes dans la préparation et la surveillance :
*Le chef de piste réalise les essais radio au préalable avec le pilote planeur et le pilote ULM.
*Le chef de piste manage le pilote planeur afin qu’il soit prêt avant l'arrivée du remorqueur, checklist CRIS totalement (S inclus, briefing sécurité inclus).
*L’aide en bout d’aile demande au pilote planeur si tout est OK pour lever l’aile environ 15s avant l’arrivé du remorqueur, alors que la seconde aide au sol se place environ 10m devant le planeur, le bras en l’air et fixe
*Le remorqueur s’aligne
*Le câble est attaché, puis tendu dès que la seconde aide a libéré l’avant des ailes du planeur.
*Après la tension du câble, il est recommandé de ne plus activer le frein de parking.
*Le pilote remorqueur réalise sa dernière checklist “CEV”
**Le chef de piste devrait aider à la gestion carburant par l’étude des temps de vol, et demander si besoin par radio un point sur le carburant pour rappeler le sujet au pilote remorqueur.
*Le chef de piste réalise les vérifications (trolley, AF, verrière, câble tendu, trafics compatibles), et décide de lancer le décollage
**Si besoin, il ajuste/informe par radio (ex : “peux-tu re-tendre”, “avancer de 5m à faible allure”, “information trafic…”)
**Il passe le message radio à la place du remorqueur (ex : “le remorqueur XX, décollage piste XX en vol remorqué”)
**Le remorqueur qui reçoit ce message décide (ou pas) de décoller puis met en puissance sans message radio supplémentaire.

=====Mise en puissance et décollage=====
*La mise en puissance est faite jusqu’à plein gaz,
*La poignée de largage est accessible, mais pas forcément tenue en main (la main est normalement sur la manette des gaz). Si elle est tenue en main, elle est obligatoirement lâchée à la rotation.
*Si le remorqueur a encore une roue au sol au point de décision (classiquement mi-piste), le décollage est interrompu (voir procédure adaptée)
*Si le remorqueur n’a plus aucune roue au sol au point de décision (classiquement mi-piste), et que les conditions sont “dans le cadre” (vent, température ambiante, masses aéronefs), l’accélération et la pente de montée plein gaz permettra de passer les obstacles (à préciser par une étude sur chaque piste, chaque aérodrome)
*La vitesse doit prioritairement être maintenue par rapport au taux de montée.

===Procédures durant le vol ===
=====La Montée normale=====
*Vitesse cible par défaut, sauf indication contraire du CdB planeur : 110 - 130 km/h
*Vitesse acceptable (de façon transitoire): 100 - 150 km/h
*Vitesse dangereuse : <95km/h et >160km/h
*Entre vitesse et assiette, la priorité est la stabilisation de l’assiette, des variations de vitesse sont normales dans une atmosphère convective.
*L’inclinaison des virages est faible, avec un maximum de l’ordre de 30°. Rappel : L'inclinaison diminue les performances.
*L’ordre indicatif de la charge de travail pour le pilote du remorqueur est
**Tenu de l’aéronef (assiette, vitesse, conjugaison) et l’anti-collision
**Gestion des paramètres moteurs (températures…)
**Trajectoire (gestion des nuisances pour les riverains)
**Recherche d'ascendance

=====Le convoyage en remorquage=====
La réalisation d'un convoyage comporte quelques particularités d'autant plus impactante qu'un convoyage est rare. L'expérience récente en convoyage des pilotes, et même de l'entourage susceptible de conseiller des pilotes, est souvent très faible :

* Besoin de réaliser la navigation : C'est le pilote remorqueur qui assume cette charge de travail supplémentaire et qui décide de la trajectoire.
* Sortie de la zone de confort : aérodrome, environnement... de nombreuses choses nouvelles peuvent rapidement augmenter la charge de travail du pilote remorqueur. Toute préparation préalable est bénéfique.
* La gestion de la montée : Un attelage en monté = attelage en sécurité. A plus forte raison en atmosphère convective. Une astuce est de conserver une légère montée tout au long du convoyage. Pour ce faire :
** réduire le taux de monté dès l'altitude de sécurité atteinte pour consommer le plus lentement possible le "plafond disponible".
** Limiter le taux de monté au minimum, sans chercher à descendre
** se laisser monter dans les ascendances (ne pas chercher à conserver l'altitude). Éviter les ascendances

=====La descente en remorquage=====
Rare mais probable.

Cette vitesse est définie par le manuel de vol du TMG et les limites de structure du planeur remorqué. Elle doit être tenue de manière fiable pour garantir la sécurité de l'attelage à court terme, et permettre le bon fonctionnement du moteur à moyen terme.
Trajectoire et évitement : Planification d'un circuit de montée fluide (virages à inclinaison modérée, moyenne 15 à 20°, maximum 30°) en évitant les zones turbulentes, les zones habitées et en assurant une veille anti-collision permanente.

Le vol en remorquage : Virages et tenue de position Le comportement en virage est l'un des aspects les plus délicats du remorquage.
Sillage et vortex : Le pilote du TMG doit comprendre la forme du sillage aérodynamique qu'il génère afin d'aider le planeur à rester dans la position idéale (généralement légèrement au-dessus du sillage).
Gestion du câble lâche (Slack Rope) : En cas de décélération ou de mauvaise symétrie, le câble peut se détendre. Le pilote du TMG doit maintenir une vitesse et une assiette constantes pour permettre au planeur de résorber le mou en douceur, évitant ainsi une secousse violente lors de la mise en tension.

===Les procédures de largage du planeur ===
*Le largage est normalement à l'initiative du pilote planeur (Mais le pilote remorqueur a autorité pour demander un largage au pilote planeur (T° moteur, approche du plafond…etc), par radio ou par battement d’aile). Après avoir visuellement validé le largage, le pilote planeur :
**serre le virage, ou
**réalise un virage à droite ou à gauche si le largage a lieu en ligne droite.
*Le pilote remorqueur réalise ensuite un faible virage dans l’autre sens. Le virage doit être suffisamment souple pour absorber une erreur si le largage n'était pas effectif.
*Un message radio est passé pour indiquer la position, et partager sa trajectoire de retour.
*La descente après largage est réalisée sans exagérer la vitesse air : l'atmosphère est convective, et le gain de temps lié à la la vitesse air n'est pas légitime.
*Un enrouleur peut être activé lorsque la charge de travail est redevenue plus faible.
*La trajectoire doit être pensée pour intégrer le circuit de piste publié.
*Un point doit être réalisé pour vérifier que le câble est totalement enroulé ou largué. Si ce n’est pas le cas, utiliser la procédure “Atterrissage avec câble de remorquage”.

=== Procédure de largage du câble de remorquage ===
La gestion du câble de remorquage par le pilote de TMG comporte deux aspects distincts : le largage normal du câble en zone dédiée avant l'atterrissage, et le largage d'urgence en vol pour préserver la sécurité de l'équipage. En raison de sa faible garde au sol et de sa configuration, le TMG est particulièrement sensible aux risques d'accrochage du câble lors de la phase d'approche.
1. Le largage normal du câble (Procédure standard)

Contrairement aux avions remorqueurs lourds qui atterrissent parfois avec le câble, la procédure standard en TMG consiste à s'en séparer avant de se poser afin d'éviter tout accrochage avec des obstacles (clôtures, balises, cultures).

Arrivée sur la zone de largage (Drop Zone) : Le pilote s'aligne face au vent au-dessus de la zone définie par le règlement intérieur de l'aérodrome (généralement le seuil de piste ou une bande en herbe dédiée).

Paramètres de largage : L'approche s'effectue à une altitude de sécurité stabilisée (généralement entre 50 et 100 pieds sol) et à la vitesse recommandée par le manuel de vol.

Action de largage : Le pilote actionne fermement la commande de largage (poignée jaune).

Vérification visuelle : Une brève observation dans le rétroviseur ou un coup d'œil latéral permet de confirmer que le câble s'est correctement détaché et qu'il est au sol.

Intégration pour l'atterrissage : Le pilote effectue ensuite un circuit court (souvent une PTU ou une PTE adaptée) pour venir se poser sans tarder, le moteur étant déjà réduit.

2. Le largage d'urgence par le TMG (Sécurité en vol)

Le pilote de TMG doit être prêt à larguer le câble instantanément si la sécurité du vol est compromise par le comportement du planeur ou une défaillance technique.

Cas d'actionnement immédiat :

Effet pylône (Position haute du planeur) : Si le planeur monte excessivement au-dessus de la trajectoire, il lève la queue du TMG, entraînant une mise en piqué incontrôlable du remorqueur. Si l'action sur le manche ne suffit pas à contrer, le largage doit être instantané.
Panne moteur du TMG : En cas de perte de puissance à basse hauteur, le pilote doit larguer le câble immédiatement pour retrouver sa finesse maximale et gérer l'atterrissage d'urgence, sans attendre que le planeur ne largue de son côté.
Incapacité de largage du planeur : Si le planeur signale (par radio ou signaux visuels) qu'il ne parvient pas à détacher le câble, le TMG prend l'initiative de larguer le câble pour libérer le planeur.

Règle d'or en urgence : La poignée jaune de largage doit être accessible immédiatement et sans hésitation. En cas de doute sur la trajectoire ou de mise en danger du TMG par le planeur, on largue d'abord, on analyse ensuite.

3. Précautions et menaces associées
Oubli de largage : Atterrir avec le câble suspendu sous un TMG présente un risque majeur de basculement (passé-avant) ou de collision si le câble accroche une balise de piste. Cette action doit impérativement figurer dans la check-list "Avant Atterrissage".

=== Atterrissage avec câble de remorquage (le cas échéant) ===
Si le câble n'est pas largué avant l'atterrissage :
*Trajectoire au sol :
**rayon de virage suffisant pour ne pas rouler sur son câble, ou le toucher avec l’hélice
**prendre en compte le câble qui traîne pour éviter d’accrocher un obstacle au sol
*Trajectoire en vol : Faire en sorte que l’extrémité du câble pendu sous l’aéronef ne touche pas le sol avant le seuil de piste. Celà implique de choisir un point d'aboutissement de la trajectoire en finale environ 250m en aval du seuil de la piste.

=====Atterrissage et retour au starter=====
A cause de la fatigue, et de l'érosion de la vigilance durant une après-midi, il a été observé une tendance à réaliser des virages au roulage sur la piste à trop forte allure. Une méthode pour se prémunir d’une vitesse excessive lors du virage de dégagement de piste : Réaliser un arrêt complet, et dégager la piste avec la puissance moteur.

=== Procédures d’urgence pendant le remorquage, y compris en cas de dysfonctionnement de l’équipement ===
=====Procédure d’interruption du décollage (volontaire ou non)=====
*S’assurer de la séparation de l’attelage, actionner la cisaille si besoin
*L’ULM doit poursuivre le plus loin possible pour libérer la piste pour le planeur :
**Décoller est l’option privilégiée
**Avancer au bout de la piste sans ralentir, obliquer “à l’opposé du sens de dégagement normal du planeur”, en attendant que la situation décante et soit comprise.
**ACTIONS À RISQUES : réduire les gaz, freiner, dégager la piste dans le même sens que le planeur.
*Le pilote planeur a les consignes suivantes :
**Larguer, se poser avec AF, freiner, dégager la piste dans le sens habituelle si opportun.

=====Procédure Panne ou perte de puissance moteur=====
*Pendant le décollage si piste restante disponible : interrompre le décollage (voir procédure d’interruption du décollage)
*En dessous de l’altitude de sécurité :
**Si vario > 0 : analyse pour offrir le premier champ possible, puis larguer
**Si vario < 0 : Larguer et appliquer la procédure de panne moteur pour l’ULM seul.
*Au dessus de l’altitude de sécurité :
**Larguer et appliquer la procédure de panne moteur pour l’ULM seul.
*Dans tous les cas de panne moteur, le retour au terrain ne doit être envisagé que dans une situation de hauteur confortable. L’atterrissage dans un champ, ou l’activation du parachute de secours, sont des options qu’il faut privilégier. La probabilité de petits dégâts matériels et humains est certes forte, mais au bénéfice de la disparition des probabilités de gros dégâts et d’accidents mortels.

=====Surchauffe moteur en remorquage (remorquage prolongé par temps chaud)=====
Les paramètres moteurs sont monitorés durant le vol. L’approche des limites maximales de température moteur par temps chaud peut conduire à demander le largage sans urgence au pilote planeur (par radio ou battement d’ailes).
Une façon facultative de limiter l’augmentation de température pour prolonger le remorquage est de réduire le régime moteur de 200tr/min et d’augmenter la Vi de 10km/h, jusqu'à 2 fois, dans le but de poursuivre la montée en mode dégradé malgré le temps chaud.

=====Procédure montée non nominale : À tout moment du vol, et particulièrement en montée initiale=====
*Vérifier les paramètres moteurs
*passer le message radio suivant, calmement avec une voix forte, quelque soit l’état de l’occupation de la radio :
**“Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp - je répète - Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp - je répète - Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp”.
**Le nombre de répétitions dépend de l’urgence de la situation.
**MESSAGE NON EFFICACE: “Tes Aérofreins!” (trop court pour éveiller la conscience du pilote planeur).
*Dans une atmosphère convective, une forte descendance peut empêcher l’attelage de monter. Proche du sol, la descendance devrait s’atténuer. Changer de zone pour tenter de sortir de cette descendance.
*Dans le cas d’une descente où l’approche du sol devient potentiellement catastrophique dans les prochaines secondes, larguer et reprendre la montée sans planeur.
*Le signal conventionnel “battement de la gouverne de direction” reste utilisable suivant la situation.

=== Procédures de sécurité ===

=== Performances en vol du type d’aéronef concerné lors du remorquage de planeurs ===

=== Surveillance et évitement des collisions ===

Comme vu plus haut, c'est le pilote remorqueur qui est le leader de la patrouille que forme l'attelage planeur. C'est à lui d'assurer la surveillance du ciel, tandis que le planeur assure le maintien de sa position relative par rapport au remorqueur.
La surveillance du ciel est réalisée de façon similaire au vol moteur simple. il faut noter que pour l'activité de remorquage, il sera probable de croiser des planeurs en transition, en spirale, en spirale en situation de raccrochage proche de la vent arrière, particulièrement si les conditions météo ne permettent pas au planeur de gagner de la hauteur rapidement. Poussé à l’extrême, cette situation d'accumulation de planeurs dans la zone d'évolution des attelages et du remorqueur peut justifier l'arrêt temporaire des lancements.

En activité club, le pilote remorqueur pourrait imaginer connaître la position des quelques planeurs de son club, et se croire en confiance. Mais d'autres aéronefs de passage pourraient exploiter la zone durant la journée.

Les situations où plusieurs attelages réalisent des lancements simultanément sont plus complexes, à plus forte raison lorsque c'est inhabituel.

Dès qu'un trafic est identifié, et bien que l'attelage soit prioritaire, la trajectoire doit être pensées pour conserver une marge raisonnable compte tenu de la manœuvrabilité faible de l'attelage.

Dans ces tâches, le pilote planeur peut apporter une contribution facultative et opportuniste. Le pilote remorqueur ne devrait pas être surpris :
*communiquer sur l'identification d'un trafic
*donner des souhaits sur la zone d'évolution
*larguer afin de dissoudre l'attelage pour permettre des trajectoires incompatibles avec le vol remorqué (descente, virage serré...), par exemple dans le cas d'une manœuvre d'évitement.

=== Données de performance des planeurs, notamment ===
==== Vitesses appropriées ====
==== Caractéristiques de décrochage en virage ====

=== Effets des turbulences de sillage et du souffle descendant sur les performances, les caractéristiques de vol et la vitesse de décrochage du planeur remorqué ===
[[File:FAA-8083-13 Fig 7-6.PNG|thumb|Turbulence de sillage et souffle de l'hélice. Le planeur doit stabiliser sa position au dessus ou en dessous. Voler dans la turbulence n'est pas dangeureux, mais impacte fortement les performances et le confort du vol]]

===Effets du souffle de l’hélice lors de la phase initiale du décollage par vent de travers ===

REP- Remorquage planeurs (motoplaneurs)

2026-09-21T15:11:13Z

Florentc59 : /* Procédures au sol et Décollage (normal et par vent de travers) */

La qualification de remorquage de planeurs par un motoplaneur confère au titulaire d'une licence SPL-motoplaneur le privilège d'effectuer des vols de remorquage avec un motoplaneur. Il pourra ainsi apporter sa contribution au mouvement vélivole pour lancer les planeurs !

Noter que l'objet de '''ce contenu théorique ne traite que de la formation du pilote du motoplaneur'''. Les exigences d'exploitations (Part-SAO), les éventuelles contraintes environnementales, et les éventuelles questions d'assurances ou autorisation du gestionnaire de l'aérodrome ne sont évoquées que partiellement et uniquement lorsqu'elles concernent le pilote du motoplaneur. [[Fichier:Bouton_Motoplaneur-ModuleREP.png|vignette]]
== Réglementation relative aux vols remorqués ==
[[File:Remorquage motoplaneur TMG 1.jpg|thumb|500px|Lancement d'un planeur ancien WA28 ''Espadon'' par la technique du '''remorquage par motoplaneur'''. ''Photo offerte par Vincent Detaille'']]
[[File:Remorquage TMG 2.jpg|thumb|500px|Lancement d'un planeur moderne ASW27 par la technique du '''remorquage par motoplaneur'''. ''Photo offerte par Vincent Detaille'']]

'''<u>Réglementation pour la licence de pilote :</u>''' La réglementation est définie à '''l'article SFCL.205''' du règlement d'exécution (UE) 2020/358 (Règlement pour le Vol à Voile) :

* '''Avant de pouvoir entrer en formation''' "Remorquage de planeurs par un motoplaneur", le pilote doit justifier d'une expérience minimale en motoplaneur de 30 heures de vol et 60 décollages et atterrissages sur motoplaneur depuis l'obtention de sa licence SPL-motoplaneur.
* '''La formation initiale''' doit être réalisée dans un DTO ou un ATO, comprenant une partie théorique incluant un certains sujets (objet de la présente page), et une partie pratique incluant au moins 10 vols d'instructions en remorquage dont au moins 5 vols en instruction en double commande. L'attestation de fin de formation (il n'y a pas de test à faire avec un FE(s) après la formation) permettra au candidat de demander la qualification "remorquage de planeurs par un motoplaneur" auprès de son autorité nationale.
* '''L'expérience récente minimale''' pour exercer les privilèges de cette qualification est d'avoir effectué au moins 5 vols de remorquage au cours des 24 derniers mois. Si l'expérience récente est insuffisante, le pilote doit, avant de reprendre l'exercice de ses privilèges, effectuer les remorquages manquants en double commande avec un instructeur, ou sous la supervision d'un instructeur.

<u>'''Réglementation pour l'exploitation du motoplaneur''' :</u> Pour une activité de remorquage de planeur, le pilote exploite l'aéronef selon '''le règlement (EU) 2018/1976 Part-SAO.''' L'activité de remorquage de planeur ne présente pas de spécificité vis à vis de cette règles d'exploitations. L'article GM1 SAO.OP.155 précise d'ailleurs que le remorquage de planeur '''n'est pas une opérations spécialisées'''.

<u>'''Réglementation des règles de l'air''' :</u> Quelques règles concernent le remorquage de planeur et sont définies dans la réglementation européenne SERA :

* '''Remorquages''' [SERA.3120] : Cet article rappel simplement que tout remorquage doit se faire selon les règles européennes, mais que des règles nationales ou des manières spécifiées par un organisme de la circulation aérienne peuvent exister.
* '''Vols en formation''' [SERA.3135] : Bien qu'un remorquage de planeur n'est pas explicitement indiqué comme un vol en formation par la réglementation, c'est communément admis. '''Le chef de la formation est communément le pilote de l'aéronef remorqueur'''. Noter que le chef de formation dans le remorqueur ne doit pas faire oublier la légitimité du commandant de bord dans le planeur qui reste co-décideur pour lancer ou annuler le vol, interrompre le remorqué, questionner la configuration de attelage...etc. Pour ce qui est de la navigation et des comptes rendus de position, '''l'ensemble de l'attelage se comporte comme un seul aéronef'''. Par exemple, les communications radios ne sont faite qu'une seule fois. Noter qu'il faudra tout de même anticiper le largage, moment où la formation est dissoute et les deux aéronefs doivent gérer leur navigation et comptes rendus de position chacun de leur côté.
* '''Priorité de passage''' [SERA.3210] : Lorsque le motoplaneur est encore dans la phase de remorquage, il cède comme normalement en vol moteur la priorité aux dirigeables, aux planeurs et aux ballons, mais il est prioritaire vis à vis des aéronefs motorisés hors remorquage. Après le largage, il reprend son status d'aéronef motorisé hors remorquage.

== Équipement pour l’activité de remorquage ==
[[File:Motoplaneur remorqueur SF25c.jpg|thumb|600px|Motoplaneur équipé d'un '''enrouleur''' pour le remorquage de planeurs. Noter la présence du '''rétroviseur''' obligatoire. ''Photo offerte par Vincent Detaille.'']]
Pour l'activité remorquage de planeurs, les équipements indispensables sont :

* '''Un motoplaneur''' autorisé pour le remorquage de planeurs : voir le manuel de vol et/ou la TCDS :
** '''2 Pompes carburant''' [CS 22 Appendix K (E)] : Le motoplaneur doit disposer de deux pompes à carburant ayant des sources de fonctionnement différentes. Il doit exister une manière de vérifier que les deux pompes fonctionnes (comme à la manière du test magnétos).
** '''Indicateur de température culasse''' [CS 22 Appendix K (F)] : Alors qu'en vol simple il n'est obligatoire que si un volet de capot moteur est installé, il devient obligatoire dans tous les cas pour un vol en remorquage.
** '''Miroir''' [CS 22 Appendix K (F)] : le miroir doit permettre de facilement voir le planeur.
** '''Un système d'attache et de largage''' : Crochet avec poignée de largage dans le cockpit, ou Enrouleur avec cisaille commandée par une poignée dans le cockpit.
* '''Un câble équipé''' : La longueur du câble est généralement comprise entre 40 et 60 mètres. Cette distance offre un compromis optimal entre la stabilité de l'attelage et la réactivité des corrections de trajectoire. Selon la réglementation de certification [CS 22 Appendix K (G)], le câble doit être équipé d'un fusible mécanique pour rompre la liaison Remorqueur / Planeur en cas de surcharge critique (le type de fusible est indiquée dans le manuel de vol). Le câble est équipé d'un anneau spécifique pour s'insérer dans le crochet de remorquage du planeur, et dans le crochet du remorqueur (sauf enrouleur).

Note opérationnelle : Tout dysfonctionnement d'un de ces systèmes (largage, impossibilité d'ajuster correctement le rétroviseur, 2nd pompe à carburant inopérante...) constitue un motif d'interdiction stricte du vol de remorquage.

== Techniques de remorquage de planeurs, notamment ==
Le remorquage d’un planeur par un motoplaneur (TMG) exige une coordination parfaite, une discipline de pilotage stricte et une compréhension fine des interactions aérodynamiques entre les deux aéronefs. Cette section aborde les compétences techniques indispensables pour mener à bien chaque phase du vol en toute sécurité.

Il est rappelé que le pilote remorqueur est le leader du vol en formation qu’est le remorquage. Chaque aéronef dispose de son propre commandant de bord.

=== Signaux et procédures de communication ===
Signaux visuels :

* '''Battement d'ailes du remorqueur''' durant le remorqué : le planeur doit larguer au plus vite, c'est un signal d'urgence.
* '''Battement de la gouverne de direction''' : Le planeur doit vérifier la configuration de son planeur (aérofreins, volets, radio VHF...). De nos jours, si ce signal visuel est utilisé, il est très probable que la communication radio soit inopérante. Vérifier donc attentivement la fréquence et le volume.
* '''Certains signaux visuels''' moins universels sont utilisés sur différentes plateformes. Il sera impératif de recevoir un briefing détaillé pour en prendre connaissance (planeur ailes horizontales = mise en puissance? ; signaux visuels pour l'accrochage du câble?...)

Procédures radio :

* Le pilote du remorqueur est communément le chef de la formation, il passe les messages radios pour l'ensemble de la formation.
* La communication intra-formation (entre le remorqueur et le planeur) est d'expérience difficile. Un point délicat est de créer le contact avec l'autre pilote à un moment non-prévu, alors que la charge de travail et la concentration sont élevées. Les messages courts, trop appauvris sont souvent inefficaces (bannir les message du type "largue ! largue !"). Un message construit répété en boucle montre plus d’efficacité.
* Procédure de changement de fréquence :
* D'une façon générale, aucun message ne doit être fait au largage. Si un message était nécessaire, il devrait se conformer à la richesse de la phraséologie classique. Bannir les simples messages "Merci!" ou "c'est largué!" qui ne permettent pas de garantir une identification claire de l'émetteur et du destinataire.

===Procédures au sol et Décollage (normal et par vent de travers) ===

===== Stockage au starter =====
Lorsque l’aéronef doit être stationné au “starter planeur”, ces éléments doivent être pris en compte :
* Choisir une zone dans la mesure du possible à l’écart des piétons.
* Placer l’aéronef en dehors des pistes et taxiway.
* La position de l’aéronef stationné ne doit pas créer un risque pour le prochain départ (face à une balise, un obstacle, face aux piétons…).
* L’aéronef stationné et laissé seul doit rester prêt au vol. Dans le cas contraire, installer des indicateurs qui permettent d’identifier que l’appareil n’est pas prêt (ex : porte à bagage ouverte > sur le siège pilote) ; bouchon d’essence fermé...

===== Mise en route et alignement =====
* La mise en route du moteur est à prévoir dans le but d’éviter l’attente prolongée, et d’éviter la précipitation. Un signal classique pour démarrer le moteur : l’ensemble de l’équipage assis, verrière partiellement fermée.
* Un message radio est passé avant de pénétrer la piste.
* Le remorqueur se place environ 20m devant le planeur, aligné. Le virage de retournement doit être large et à faible allure (la voie du train d’atterrissage peut être faible, le basculement, aidé du vent, est un risque).
* le remorqueur doit garder ses distances avec le planeur pour éviter de souffler le planeur, dont particulièrement les verrières parfois restées ouvertes, et pour tenir à distance l’hélice tournante des pietons.

===== Tension du câble, check-list décollage, décision de décollage =====
* La tension du câble est réalisée dès que le pilote du remorqueur constate dans le rétroviseur l’absence de personnes devant les ailes du planeur. Les AF sortis sont un bon signal que le pilote planeur est prêt, mais non nécessaire.
* Après la tension du câble, il est recommandé de ne plus activer le frein de parking pour éviter de l'oublier.
* Le pilote remorqueur réalise sa dernière checklist “CEV”.
* Suivant les procédures locales, le pilote remorqueur attend le test radio bilatéral a l'initiative du pilote planeur.
* Le pilote planeur fait lever son aile s’il entend la réponse de l’ULM
* Le pilote ULM qui voit les ailes horizontales dans le rétroviseur décide de lancer le décollage.
**Un court briefing par radio devrait être réalisé avec le pilote planeur pour les cas particuliers : décollage aile basse, décollages sur un autre terrain, trajectoire spéciale, convoyage…etc)
**Un message radio est passé pour annoncer le décollage.

=====Décollage “mode compétition”=====
Cette procédure peut être utilisée pour accélérer les décollages, notamment en compétition. '''Elle implique une personne compétente supplémentaire appelée “chef de piste” et deux aides au sol''', pour suppléer les pilotes dans la préparation et la surveillance :
*Le chef de piste réalise les essais radio au préalable avec le pilote planeur et le pilote ULM.
*Le chef de piste manage le pilote planeur afin qu’il soit prêt avant l'arrivée du remorqueur, checklist CRIS totalement (S inclus, briefing sécurité inclus).
*L’aide en bout d’aile demande au pilote planeur si tout est OK pour lever l’aile environ 15s avant l’arrivé du remorqueur, alors que la seconde aide au sol se place environ 10m devant le planeur, le bras en l’air et fixe
*Le remorqueur s’aligne
*Le câble est attaché, puis tendu dès que la seconde aide a libéré l’avant des ailes du planeur.
*Après la tension du câble, il est recommandé de ne plus activer le frein de parking.
*Le pilote remorqueur réalise sa dernière checklist “CEV”
**Le chef de piste devrait aider à la gestion carburant par l’étude des temps de vol, et demander si besoin par radio un point sur le carburant pour rappeler le sujet au pilote remorqueur.
*Le chef de piste réalise les vérifications (trolley, AF, verrière, câble tendu, trafics compatibles), et décide de lancer le décollage
**Si besoin, il ajuste/informe par radio (ex : “peux-tu re-tendre”, “avancer de 5m à faible allure”, “information trafic…”)
**Il passe le message radio à la place du remorqueur (ex : “le remorqueur XX, décollage piste XX en vol remorqué”)
**Le remorqueur qui reçoit ce message décide (ou pas) de décoller puis met en puissance sans message radio supplémentaire.

=====Mise en puissance et décollage=====
*La mise en puissance est faite jusqu’à plein gaz,
*La poignée de largage est accessible, mais pas forcément tenue en main (la main est normalement sur la manette des gaz). Si elle est tenue en main, elle est obligatoirement lâchée à la rotation.
*Si le remorqueur a encore une roue au sol au point de décision (classiquement mi-piste), le décollage est interrompu (voir procédure adaptée)
*Si le remorqueur n’a plus aucune roue au sol au point de décision (classiquement mi-piste), et que les conditions sont “dans le cadre” (vent, température ambiante, masses aéronefs), l’accélération et la pente de montée plein gaz permettra de passer les obstacles (à préciser par une étude sur chaque piste, chaque aérodrome)
*La vitesse doit prioritairement être maintenue par rapport au taux de montée.

===Procédures durant le vol ===
=====La Montée normale=====
*Vitesse cible par défaut, sauf indication contraire du CdB planeur : 110 - 130 km/h
*Vitesse acceptable (de façon transitoire): 100 - 150 km/h
*Vitesse dangereuse : <95km/h et >160km/h
*Entre vitesse et assiette, la priorité est la stabilisation de l’assiette, des variations de vitesse sont normales dans une atmosphère convective.
*L’inclinaison des virages est faible, avec un maximum de l’ordre de 30°. Rappel : L'inclinaison diminue les performances.
*L’ordre indicatif de la charge de travail pour le pilote du remorqueur est
**Tenu de l’aéronef (assiette, vitesse, conjugaison) et l’anti-collision
**Gestion des paramètres moteurs (températures…)
**Trajectoire (gestion des nuisances pour les riverains)
**Recherche d'ascendance

=====Le convoyage en remorquage=====
La réalisation d'un convoyage comporte quelques particularités d'autant plus impactante qu'un convoyage est rare. L'expérience récente en convoyage des pilotes, et même de l'entourage susceptible de conseiller des pilotes, est souvent très faible :

* Besoin de réaliser la navigation : C'est le pilote remorqueur qui assume cette charge de travail supplémentaire et qui décide de la trajectoire.
* Sortie de la zone de confort : aérodrome, environnement... de nombreuses choses nouvelles peuvent rapidement augmenter la charge de travail du pilote remorqueur. Toute préparation préalable est bénéfique.
* La gestion de la montée : Un attelage en monté = attelage en sécurité. A plus forte raison en atmosphère convective. Une astuce est de conserver une légère montée tout au long du convoyage. Pour ce faire :
** réduire le taux de monté dès l'altitude de sécurité atteinte pour consommer le plus lentement possible le "plafond disponible".
** Limiter le taux de monté au minimum, sans chercher à descendre
** se laisser monter dans les ascendances (ne pas chercher à conserver l'altitude). Éviter les ascendances

=====La descente en remorquage=====
Rare mais probable.

Cette vitesse est définie par le manuel de vol du TMG et les limites de structure du planeur remorqué. Elle doit être tenue de manière fiable pour garantir la sécurité de l'attelage à court terme, et permettre le bon fonctionnement du moteur à moyen terme.
Trajectoire et évitement : Planification d'un circuit de montée fluide (virages à inclinaison modérée, moyenne 15 à 20°, maximum 30°) en évitant les zones turbulentes, les zones habitées et en assurant une veille anti-collision permanente.

Le vol en remorquage : Virages et tenue de position Le comportement en virage est l'un des aspects les plus délicats du remorquage.
Sillage et vortex : Le pilote du TMG doit comprendre la forme du sillage aérodynamique qu'il génère afin d'aider le planeur à rester dans la position idéale (généralement légèrement au-dessus du sillage).
Gestion du câble lâche (Slack Rope) : En cas de décélération ou de mauvaise symétrie, le câble peut se détendre. Le pilote du TMG doit maintenir une vitesse et une assiette constantes pour permettre au planeur de résorber le mou en douceur, évitant ainsi une secousse violente lors de la mise en tension.

===Les procédures de largage du planeur ===
*Le largage est normalement à l'initiative du pilote planeur (Mais le pilote remorqueur a autorité pour demander un largage au pilote planeur (T° moteur, approche du plafond…etc), par radio ou par battement d’aile). Après avoir visuellement validé le largage, le pilote planeur
**serre le virage, ou
****réalise un virage à droite ou à gauche si le largage a lieu en ligne droite.
*Le pilote ULM réalise un faible virage dans l’autre sens. Le virage doit être suffisamment souple pour reconnaitre une erreur si le largage n'était pas effectif.
*Un message radio est passé pour indiquer la position, et partager sa trajectoire de retour.
*La descente après largage est réalisée sans exagéré la vitesse air : l'atmosphère est convective, et le gain de temps lié à la la vitesse air n'est pas légitime.
*L’enrouleur peut être activé lorsque la charge de travail est redevenue plus faible.
*La trajectoire doit être pensée pour intégrer le circuit de piste publié.
*Un point doit être réalisé pour vérifier que le câble est totalement enroulé ou largué. Si ce n’est pas le cas, utiliser la procédure “Atterrissage avec câble de remorquage”.

=== Procédure de largage du câble de remorquage ===
La gestion du câble de remorquage par le pilote de TMG comporte deux aspects distincts : le largage normal du câble en zone dédiée avant l'atterrissage, et le largage d'urgence en vol pour préserver la sécurité de l'équipage. En raison de sa faible garde au sol et de sa configuration, le TMG est particulièrement sensible aux risques d'accrochage du câble lors de la phase d'approche.
1. Le largage normal du câble (Procédure standard)

Contrairement aux avions remorqueurs lourds qui atterrissent parfois avec le câble, la procédure standard en TMG consiste à s'en séparer avant de se poser afin d'éviter tout accrochage avec des obstacles (clôtures, balises, cultures).

Arrivée sur la zone de largage (Drop Zone) : Le pilote s'aligne face au vent au-dessus de la zone définie par le règlement intérieur de l'aérodrome (généralement le seuil de piste ou une bande en herbe dédiée).

Paramètres de largage : L'approche s'effectue à une altitude de sécurité stabilisée (généralement entre 50 et 100 pieds sol) et à la vitesse recommandée par le manuel de vol.

Action de largage : Le pilote actionne fermement la commande de largage (poignée jaune).

Vérification visuelle : Une brève observation dans le rétroviseur ou un coup d'œil latéral permet de confirmer que le câble s'est correctement détaché et qu'il est au sol.

Intégration pour l'atterrissage : Le pilote effectue ensuite un circuit court (souvent une PTU ou une PTE adaptée) pour venir se poser sans tarder, le moteur étant déjà réduit.

2. Le largage d'urgence par le TMG (Sécurité en vol)

Le pilote de TMG doit être prêt à larguer le câble instantanément si la sécurité du vol est compromise par le comportement du planeur ou une défaillance technique.

Cas d'actionnement immédiat :

Effet pylône (Position haute du planeur) : Si le planeur monte excessivement au-dessus de la trajectoire, il lève la queue du TMG, entraînant une mise en piqué incontrôlable du remorqueur. Si l'action sur le manche ne suffit pas à contrer, le largage doit être instantané.
Panne moteur du TMG : En cas de perte de puissance à basse hauteur, le pilote doit larguer le câble immédiatement pour retrouver sa finesse maximale et gérer l'atterrissage d'urgence, sans attendre que le planeur ne largue de son côté.
Incapacité de largage du planeur : Si le planeur signale (par radio ou signaux visuels) qu'il ne parvient pas à détacher le câble, le TMG prend l'initiative de larguer le câble pour libérer le planeur.

Règle d'or en urgence : La poignée jaune de largage doit être accessible immédiatement et sans hésitation. En cas de doute sur la trajectoire ou de mise en danger du TMG par le planeur, on largue d'abord, on analyse ensuite.

3. Précautions et menaces associées
Oubli de largage : Atterrir avec le câble suspendu sous un TMG présente un risque majeur de basculement (passé-avant) ou de collision si le câble accroche une balise de piste. Cette action doit impérativement figurer dans la check-list "Avant Atterrissage".

=== Atterrissage avec câble de remorquage (le cas échéant) ===
Si le câble n'est pas largué avant l'atterrissage :
*Trajectoire au sol :
**rayon de virage suffisant pour ne pas rouler sur son câble, ou le toucher avec l’hélice
**prendre en compte le câble qui traîne pour éviter d’accrocher un obstacle au sol
*Trajectoire en vol : Faire en sorte que l’extrémité du câble pendu sous l’aéronef ne touche pas le sol avant le seuil de piste. Celà implique de choisir un point d'aboutissement de la trajectoire en finale environ 250m en aval du seuil de la piste.

=====Atterrissage et retour au starter=====
A cause de la fatigue, et de l'érosion de la vigilance durant une après-midi, il a été observé une tendance à réaliser des virages au roulage sur la piste à trop forte allure. Une méthode pour se prémunir d’une vitesse excessive lors du virage de dégagement de piste : Réaliser un arrêt complet, et dégager la piste avec la puissance moteur.

=== Procédures d’urgence pendant le remorquage, y compris en cas de dysfonctionnement de l’équipement ===
=====Procédure d’interruption du décollage (volontaire ou non)=====
*S’assurer de la séparation de l’attelage, actionner la cisaille si besoin
*L’ULM doit poursuivre le plus loin possible pour libérer la piste pour le planeur :
**Décoller est l’option privilégiée
**Avancer au bout de la piste sans ralentir, obliquer “à l’opposé du sens de dégagement normal du planeur”, en attendant que la situation décante et soit comprise.
**ACTIONS À RISQUES : réduire les gaz, freiner, dégager la piste dans le même sens que le planeur.
*Le pilote planeur a les consignes suivantes :
**Larguer, se poser avec AF, freiner, dégager la piste dans le sens habituelle si opportun.

=====Procédure Panne ou perte de puissance moteur=====
*Pendant le décollage si piste restante disponible : interrompre le décollage (voir procédure d’interruption du décollage)
*En dessous de l’altitude de sécurité :
**Si vario > 0 : analyse pour offrir le premier champ possible, puis larguer
**Si vario < 0 : Larguer et appliquer la procédure de panne moteur pour l’ULM seul.
*Au dessus de l’altitude de sécurité :
**Larguer et appliquer la procédure de panne moteur pour l’ULM seul.
*Dans tous les cas de panne moteur, le retour au terrain ne doit être envisagé que dans une situation de hauteur confortable. L’atterrissage dans un champ, ou l’activation du parachute de secours, sont des options qu’il faut privilégier. La probabilité de petits dégâts matériels et humains est certes forte, mais au bénéfice de la disparition des probabilités de gros dégâts et d’accidents mortels.

=====Surchauffe moteur en remorquage (remorquage prolongé par temps chaud)=====
Les paramètres moteurs sont monitorés durant le vol. L’approche des limites maximales de température moteur par temps chaud peut conduire à demander le largage sans urgence au pilote planeur (par radio ou battement d’ailes).
Une façon facultative de limiter l’augmentation de température pour prolonger le remorquage est de réduire le régime moteur de 200tr/min et d’augmenter la Vi de 10km/h, jusqu'à 2 fois, dans le but de poursuivre la montée en mode dégradé malgré le temps chaud.

=====Procédure montée non nominale : À tout moment du vol, et particulièrement en montée initiale=====
*Vérifier les paramètres moteurs
*passer le message radio suivant, calmement avec une voix forte, quelque soit l’état de l’occupation de la radio :
**“Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp - je répète - Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp - je répète - Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp”.
**Le nombre de répétitions dépend de l’urgence de la situation.
**MESSAGE NON EFFICACE: “Tes Aérofreins!” (trop court pour éveiller la conscience du pilote planeur).
*Dans une atmosphère convective, une forte descendance peut empêcher l’attelage de monter. Proche du sol, la descendance devrait s’atténuer. Changer de zone pour tenter de sortir de cette descendance.
*Dans le cas d’une descente où l’approche du sol devient potentiellement catastrophique dans les prochaines secondes, larguer et reprendre la montée sans planeur.
*Le signal conventionnel “battement de la gouverne de direction” reste utilisable suivant la situation.

=== Procédures de sécurité ===

=== Performances en vol du type d’aéronef concerné lors du remorquage de planeurs ===

=== Surveillance et évitement des collisions ===

Comme vu plus haut, c'est le pilote remorqueur qui est le leader de la patrouille que forme l'attelage planeur. C'est à lui d'assurer la surveillance du ciel, tandis que le planeur assure le maintien de sa position relative par rapport au remorqueur.
La surveillance du ciel est réalisée de façon similaire au vol moteur simple. il faut noter que pour l'activité de remorquage, il sera probable de croiser des planeurs en transition, en spirale, en spirale en situation de raccrochage proche de la vent arrière, particulièrement si les conditions météo ne permettent pas au planeur de gagner de la hauteur rapidement. Poussé à l’extrême, cette situation d'accumulation de planeurs dans la zone d'évolution des attelages et du remorqueur peut justifier l'arrêt temporaire des lancements.

En activité club, le pilote remorqueur pourrait imaginer connaître la position des quelques planeurs de son club, et se croire en confiance. Mais d'autres aéronefs de passage pourraient exploiter la zone durant la journée.

Les situations où plusieurs attelages réalisent des lancements simultanément sont plus complexes, à plus forte raison lorsque c'est inhabituel.

Dès qu'un trafic est identifié, et bien que l'attelage soit prioritaire, la trajectoire doit être pensées pour conserver une marge raisonnable compte tenu de la manœuvrabilité faible de l'attelage.

Dans ces tâches, le pilote planeur peut apporter une contribution facultative et opportuniste. Le pilote remorqueur ne devrait pas être surpris :
*communiquer sur l'identification d'un trafic
*donner des souhaits sur la zone d'évolution
*larguer afin de dissoudre l'attelage pour permettre des trajectoires incompatibles avec le vol remorqué (descente, virage serré...), par exemple dans le cas d'une manœuvre d'évitement.

=== Données de performance des planeurs, notamment ===
==== Vitesses appropriées ====
==== Caractéristiques de décrochage en virage ====

=== Effets des turbulences de sillage et du souffle descendant sur les performances, les caractéristiques de vol et la vitesse de décrochage du planeur remorqué ===
[[File:FAA-8083-13 Fig 7-6.PNG|thumb|Turbulence de sillage et souffle de l'hélice. Le planeur doit stabiliser sa position au dessus ou en dessous. Voler dans la turbulence n'est pas dangeureux, mais impacte fortement les performances et le confort du vol]]

===Effets du souffle de l’hélice lors de la phase initiale du décollage par vent de travers ===

REP- Remorquage planeurs (motoplaneurs)

2026-09-21T14:39:29Z

Florentc59 : /* Équipement pour l’activité de remorquage */

La qualification de remorquage de planeurs par un motoplaneur confère au titulaire d'une licence SPL-motoplaneur le privilège d'effectuer des vols de remorquage avec un motoplaneur. Il pourra ainsi apporter sa contribution au mouvement vélivole pour lancer les planeurs !

Noter que l'objet de '''ce contenu théorique ne traite que de la formation du pilote du motoplaneur'''. Les exigences d'exploitations (Part-SAO), les éventuelles contraintes environnementales, et les éventuelles questions d'assurances ou autorisation du gestionnaire de l'aérodrome ne sont évoquées que partiellement et uniquement lorsqu'elles concernent le pilote du motoplaneur. [[Fichier:Bouton_Motoplaneur-ModuleREP.png|vignette]]
== Réglementation relative aux vols remorqués ==
[[File:Remorquage motoplaneur TMG 1.jpg|thumb|500px|Lancement d'un planeur ancien WA28 ''Espadon'' par la technique du '''remorquage par motoplaneur'''. ''Photo offerte par Vincent Detaille'']]
[[File:Remorquage TMG 2.jpg|thumb|500px|Lancement d'un planeur moderne ASW27 par la technique du '''remorquage par motoplaneur'''. ''Photo offerte par Vincent Detaille'']]

'''<u>Réglementation pour la licence de pilote :</u>''' La réglementation est définie à '''l'article SFCL.205''' du règlement d'exécution (UE) 2020/358 (Règlement pour le Vol à Voile) :

* '''Avant de pouvoir entrer en formation''' "Remorquage de planeurs par un motoplaneur", le pilote doit justifier d'une expérience minimale en motoplaneur de 30 heures de vol et 60 décollages et atterrissages sur motoplaneur depuis l'obtention de sa licence SPL-motoplaneur.
* '''La formation initiale''' doit être réalisée dans un DTO ou un ATO, comprenant une partie théorique incluant un certains sujets (objet de la présente page), et une partie pratique incluant au moins 10 vols d'instructions en remorquage dont au moins 5 vols en instruction en double commande. L'attestation de fin de formation (il n'y a pas de test à faire avec un FE(s) après la formation) permettra au candidat de demander la qualification "remorquage de planeurs par un motoplaneur" auprès de son autorité nationale.
* '''L'expérience récente minimale''' pour exercer les privilèges de cette qualification est d'avoir effectué au moins 5 vols de remorquage au cours des 24 derniers mois. Si l'expérience récente est insuffisante, le pilote doit, avant de reprendre l'exercice de ses privilèges, effectuer les remorquages manquants en double commande avec un instructeur, ou sous la supervision d'un instructeur.

<u>'''Réglementation pour l'exploitation du motoplaneur''' :</u> Pour une activité de remorquage de planeur, le pilote exploite l'aéronef selon '''le règlement (EU) 2018/1976 Part-SAO.''' L'activité de remorquage de planeur ne présente pas de spécificité vis à vis de cette règles d'exploitations. L'article GM1 SAO.OP.155 précise d'ailleurs que le remorquage de planeur '''n'est pas une opérations spécialisées'''.

<u>'''Réglementation des règles de l'air''' :</u> Quelques règles concernent le remorquage de planeur et sont définies dans la réglementation européenne SERA :

* '''Remorquages''' [SERA.3120] : Cet article rappel simplement que tout remorquage doit se faire selon les règles européennes, mais que des règles nationales ou des manières spécifiées par un organisme de la circulation aérienne peuvent exister.
* '''Vols en formation''' [SERA.3135] : Bien qu'un remorquage de planeur n'est pas explicitement indiqué comme un vol en formation par la réglementation, c'est communément admis. '''Le chef de la formation est communément le pilote de l'aéronef remorqueur'''. Noter que le chef de formation dans le remorqueur ne doit pas faire oublier la légitimité du commandant de bord dans le planeur qui reste co-décideur pour lancer ou annuler le vol, interrompre le remorqué, questionner la configuration de attelage...etc. Pour ce qui est de la navigation et des comptes rendus de position, '''l'ensemble de l'attelage se comporte comme un seul aéronef'''. Par exemple, les communications radios ne sont faite qu'une seule fois. Noter qu'il faudra tout de même anticiper le largage, moment où la formation est dissoute et les deux aéronefs doivent gérer leur navigation et comptes rendus de position chacun de leur côté.
* '''Priorité de passage''' [SERA.3210] : Lorsque le motoplaneur est encore dans la phase de remorquage, il cède comme normalement en vol moteur la priorité aux dirigeables, aux planeurs et aux ballons, mais il est prioritaire vis à vis des aéronefs motorisés hors remorquage. Après le largage, il reprend son status d'aéronef motorisé hors remorquage.

== Équipement pour l’activité de remorquage ==
[[File:Motoplaneur remorqueur SF25c.jpg|thumb|600px|Motoplaneur équipé d'un '''enrouleur''' pour le remorquage de planeurs. Noter la présence du '''rétroviseur''' obligatoire. ''Photo offerte par Vincent Detaille.'']]
Pour l'activité remorquage de planeurs, les équipements indispensables sont :

* '''Un motoplaneur''' autorisé pour le remorquage de planeurs : voir le manuel de vol et/ou la TCDS :
** '''2 Pompes carburant''' [CS 22 Appendix K (E)] : Le motoplaneur doit disposer de deux pompes à carburant ayant des sources de fonctionnement différentes. Il doit exister une manière de vérifier que les deux pompes fonctionnes (comme à la manière du test magnétos).
** '''Indicateur de température culasse''' [CS 22 Appendix K (F)] : Alors qu'en vol simple il n'est obligatoire que si un volet de capot moteur est installé, il devient obligatoire dans tous les cas pour un vol en remorquage.
** '''Miroir''' [CS 22 Appendix K (F)] : le miroir doit permettre de facilement voir le planeur.
** '''Un système d'attache et de largage''' : Crochet avec poignée de largage dans le cockpit, ou Enrouleur avec cisaille commandée par une poignée dans le cockpit.
* '''Un câble équipé''' : La longueur du câble est généralement comprise entre 40 et 60 mètres. Cette distance offre un compromis optimal entre la stabilité de l'attelage et la réactivité des corrections de trajectoire. Selon la réglementation de certification [CS 22 Appendix K (G)], le câble doit être équipé d'un fusible mécanique pour rompre la liaison Remorqueur / Planeur en cas de surcharge critique (le type de fusible est indiquée dans le manuel de vol). Le câble est équipé d'un anneau spécifique pour s'insérer dans le crochet de remorquage du planeur, et dans le crochet du remorqueur (sauf enrouleur).

Note opérationnelle : Tout dysfonctionnement d'un de ces systèmes (largage, impossibilité d'ajuster correctement le rétroviseur, 2nd pompe à carburant inopérante...) constitue un motif d'interdiction stricte du vol de remorquage.

== Techniques de remorquage de planeurs, notamment ==
Le remorquage d’un planeur par un motoplaneur (TMG) exige une coordination parfaite, une discipline de pilotage stricte et une compréhension fine des interactions aérodynamiques entre les deux aéronefs. Cette section aborde les compétences techniques indispensables pour mener à bien chaque phase du vol en toute sécurité.

Il est rappelé que le pilote remorqueur est le leader du vol en formation qu’est le remorquage. Chaque aéronef dispose de son propre commandant de bord.

=== Signaux et procédures de communication ===
Signaux visuels :

* '''Battement d'ailes du remorqueur''' durant le remorqué : le planeur doit larguer au plus vite, c'est un signal d'urgence.
* '''Battement de la gouverne de direction''' : Le planeur doit vérifier la configuration de son planeur (aérofreins, volets, radio VHF...). De nos jours, si ce signal visuel est utilisé, il est très probable que la communication radio soit inopérante. Vérifier donc attentivement la fréquence et le volume.
* '''Certains signaux visuels''' moins universels sont utilisés sur différentes plateformes. Il sera impératif de recevoir un briefing détaillé pour en prendre connaissance (planeur ailes horizontales = mise en puissance? ; signaux visuels pour l'accrochage du câble?...)

Procédures radio :

* Le pilote du remorqueur est communément le chef de la formation, il passe les messages radios pour l'ensemble de la formation.
* La communication intra-formation (entre le remorqueur et le planeur) est d'expérience difficile. Un point délicat est de créer le contact avec l'autre pilote à un moment non-prévu, alors que la charge de travail et la concentration sont élevées. Les messages courts, trop appauvris sont souvent inefficaces (bannir les message du type "largue ! largue !"). Un message construit répété en boucle montre plus d’efficacité.
* Procédure de changement de fréquence :
* D'une façon générale, aucun message ne doit être fait au largage. Si un message était nécessaire, il devrait se conformer à la richesse de la phraséologie classique. Bannir les simples messages "Merci!" ou "c'est largué!" qui ne permettent pas de garantir une identification claire de l'émetteur et du destinataire.

===Procédures au sol et Décollage (normal et par vent de travers) ===

===== Stockage au starter =====
Lorsque l’aéronef est garé au “starter planeur”, ces éléments doivent être pris en compte :
* Choisir une zone dans la mesure du possible à l’écart des piétons.
* Placer l’aéronef en dehors des taxiway.
* La position de l’aéronef garé ne doit pas créer un risque pour le prochain départ (face à une balise, un obstacle, face aux piétons…).
* L’aéronef garé et laissé seul doit être prêt au vol, ou les indicateurs qui permettent d’identifier que l’appareil n’est pas prêt au vol sont immanquables (ex : porte à bagage ouverte > sur le siège pilote) ; bouchon d’essence fermé.

===== Mise en route et alignement =====
* La mise en route est à prévoir dans le but d’éviter l’attente prolongée, et d’éviter la précipitation.
* Le signal classique pour le pilote remorqueur est : l’ensemble de l’équipage assis, verrière partiellement fermée.
* Un message radio est passé avant de pénétrer la piste.
* Le remorqueur se place environ 20m devant le planeur, aligné. Le virage de retournement doit être large et à faible allure (la voie du train d’atterrissage peut être faible, le basculement, aidé du vent, reste probable)
* le remorqueur doit garder ses distances avec le planeur pour éviter de souffler le planeur (verrière) et pour tenir à distance l’hélice tournante des personnes en train de se préparer.

===== Tension du câble, check-list décollage, décision de décollage =====
* La tension du câble est réalisée dès que le pilote du remorqueur constate dans le rétroviseur l’absence de personnes devant les ailes du planeur. Les AF sortis sont un bon signal que le pilote planeur est prêt, mais non nécessaire.
* Après la tension du câble, il est recommandé de ne plus activer le frein de parking.
* Le pilote remorqueur réalise sa dernière checklist “CEV”.
* Suivant les procédures locales, le pilote remorqueur attend le test radio bilatéral a l'initiative du pilote planeur.
* Le pilote planeur fait lever son aile s’il entend la réponse de l’ULM
* Le pilote ULM qui voit les ailes horizontales dans le rétroviseur décide de lancer le décollage.
**Un court briefing par radio peut être réalisé avec le pilote planeur (rare : pour les cas de décollage aile basse, de décollages sur un autre terrain, de convoyage…etc)
**Un message radio est passé pour annoncer le décollage

=====Décollage “mode compétition”=====
Cette procédure peut être utilisée pour accélérer les décollages, notamment en compétition. Elle implique une personne compétente supplémentaire appelée “chef de piste” et deux aides au sol, pour suppléer les pilotes dans la préparation et la surveillance :
*Le chef de piste réalise les essais radio au préalable avec le pilote planeur et le pilote ULM.
*Le chef de piste manage le pilote planeur afin qu’il soit prêt avant l'arrivée du remorqueur, checklist CRIS totalement (S inclus, briefing sécurité inclus).
*L’aide en bout d’aile demande au pilote planeur si tout est OK pour lever l’aile environ 15s avant l’arrivé du remorqueur, alors que la seconde aide au sol se place environ 10m devant le planeur, le bras en l’air et fixe
*Le remorqueur s’aligne
*Le câble est attaché, puis tendu dès que la seconde aide a libéré l’avant des ailes du planeur.
*Après la tension du câble, il est recommandé de ne plus activer le frein de parking.
*Le pilote remorqueur réalise sa dernière checklist “CEV”
**Le chef de piste devrait aider à la gestion carburant par l’étude des temps de vol, et demande si besoin par radio un point sur le carburant pour rappeler le sujet au pilote remorqueur.
*Le chef de piste réalise les vérifications (trolley, AF, verrière, câble tendu, trafics compatibles), et décide de lancer le décollage
**Si besoin, il ajuste/informe par radio (ex : “peux-tu re-tendre”, “avancer de 5m à faible allure”, “information trafic…”)
**Il passe le message radio à la place du remorqueur (ex : “le remorqueur YJ, décollage piste XX en vol remorqué”)
**Le remorqueur qui reçoit ce message décide (ou pas) de décoller puis met en puissance sans message radio supplémentaire.

=====Mise en puissance et décollage=====
*La mise en puissance est faite jusqu’à plein gaz,
*La poignée de largage est accessible, mais pas forcément tenue en main. Si elle est tenue en main, elle est obligatoirement lâchée à la rotation.
*Si le remorqueur a encore une roue au sol au point de décision (classiquement mi-piste), le décollage est interrompu (voir procédure adaptée)
*Si le remorqueur n’a plus aucune roue au sol au point de décision (classiquement mi-piste), et que les conditions sont “dans le cadre” (vent, température ambiante, masse ULM, masse remorquée), l’accélération et la pente de montée plein gaz permettra de passer les obstacles (à préciserr par une étude sur chaque piste, chaque aérodrome)
*La vitesse doit prioritairement être maintenue par rapport au taux de montée.

Le décollage en TMG remorqueur nécessite une gestion rigoureuse de la puissance et de la trajectoire pour compenser l'inertie du planeur.
Mise en vitesse : Application progressive mais franche de la pleine puissance. Le TMG doit maintenir un axe rigoureux malgré le couple de l'hélice et l'effet du vent de travers.
Décollage du planeur : Le planeur décolle généralement avant le TMG. Le pilote du TMG doit anticiper cette modification de charge (légère traction vers le haut) et maintenir le TMG au sol en effectuant un palier d'accélération à faible hauteur pour atteindre la vitesse de montée de sécurité ($V_{T}$).
Gestion du vent de travers : Technique de correction de la dérive dès le lâcher des freins, en veillant à ce que le planeur ne subisse pas un effet de girouette incontrôlable.

===Procédures durant le vol ===
=====La Montée normale=====
*Vitesse cible par défaut, sauf indication contraire du CdB planeur : 110 - 130 km/h
*Vitesse acceptable (de façon transitoire): 100 - 150 km/h
*Vitesse dangereuse : <95km/h et >160km/h
*Entre vitesse et assiette, la priorité est la stabilisation de l’assiette, des variations de vitesse sont normales dans une atmosphère convective.
*L’inclinaison des virages est faible, avec un maximum de l’ordre de 30°
*L’ordre indicatif de la charge de travail pour le pilote ULM est
**Tenu de l’aéronef (assiette, vitesse, conjugaison) et l’anti-collision
**Gestion des paramètres moteurs (températures…)
**Trajectoire (gestion des nuisances pour les riverains)
**Recherche d'ascendance

=====Le convoyage en remorquage=====
en légère montée c'est mieux, ou alors palier à absorption positive de la convection.

=====La descente en remorquage=====
Rare mais probable.

Cette vitesse est définie par le manuel de vol du TMG et les limites de structure du planeur remorqué. Elle doit être tenue de manière fiable pour garantir la sécurité de l'attelage à court terme, et permettre le bon fonctionnement du moteur à moyen terme.
Trajectoire et évitement : Planification d'un circuit de montée fluide (virages à inclinaison modérée, moyenne 15 à 20°, maximum 30°) en évitant les zones turbulentes, les zones habitées et en assurant une veille anti-collision permanente.

Le vol en remorquage : Virages et tenue de position Le comportement en virage est l'un des aspects les plus délicats du remorquage.
Sillage et vortex : Le pilote du TMG doit comprendre la forme du sillage aérodynamique qu'il génère afin d'aider le planeur à rester dans la position idéale (généralement légèrement au-dessus du sillage).
Gestion du câble lâche (Slack Rope) : En cas de décélération ou de mauvaise symétrie, le câble peut se détendre. Le pilote du TMG doit maintenir une vitesse et une assiette constantes pour permettre au planeur de résorber le mou en douceur, évitant ainsi une secousse violente lors de la mise en tension.

===Les procédures de largage du planeur ===
*Le largage est normalement à l'initiative du pilote planeur (Mais le pilote remorqueur a autorité pour demander un largage au pilote planeur (T° moteur, approche du plafond…etc), par radio ou par battement d’aile). Après avoir visuellement validé le largage, le pilote planeur :
***serre le virage, ou
***réalise un virage à droite ou à gauche si le largage a lieu en ligne droite.
*Le pilote ULM réalise un faible virage dans l’autre sens. Le virage doit être suffisamment souple pour reconnaitre une erreur si le largage n'était pas effectif.
*Un message radio est passé pour indiquer la position, et partager sa trajectoire de retour.
*La descente après largage est réalisée sans exagéré la vitesse air : l'atmosphère est convective, et le gain de temps lié à la la vitesse air n'est pas légitime.
*L’enrouleur peut être activé lorsque la charge de travail est redevenue plus faible.
*La trajectoire doit être pensée pour intégrer le circuit de piste publié.
*Un point doit être réalisé pour vérifier que le câble est totalement enroulé ou largué. Si ce n’est pas le cas, utiliser la procédure “Atterrissage avec câble de remorquage”.

=== Procédure de largage du câble de remorquage ===
La gestion du câble de remorquage par le pilote de TMG comporte deux aspects distincts : le largage normal du câble en zone dédiée avant l'atterrissage, et le largage d'urgence en vol pour préserver la sécurité de l'équipage. En raison de sa faible garde au sol et de sa configuration, le TMG est particulièrement sensible aux risques d'accrochage du câble lors de la phase d'approche.
1. Le largage normal du câble (Procédure standard)

Contrairement aux avions remorqueurs lourds qui atterrissent parfois avec le câble, la procédure standard en TMG consiste à s'en séparer avant de se poser afin d'éviter tout accrochage avec des obstacles (clôtures, balises, cultures).

Arrivée sur la zone de largage (Drop Zone) : Le pilote s'aligne face au vent au-dessus de la zone définie par le règlement intérieur de l'aérodrome (généralement le seuil de piste ou une bande en herbe dédiée).

Paramètres de largage : L'approche s'effectue à une altitude de sécurité stabilisée (généralement entre 50 et 100 pieds sol) et à la vitesse recommandée par le manuel de vol.

Action de largage : Le pilote actionne fermement la commande de largage (poignée jaune).

Vérification visuelle : Une brève observation dans le rétroviseur ou un coup d'œil latéral permet de confirmer que le câble s'est correctement détaché et qu'il est au sol.

Intégration pour l'atterrissage : Le pilote effectue ensuite un circuit court (souvent une PTU ou une PTE adaptée) pour venir se poser sans tarder, le moteur étant déjà réduit.

2. Le largage d'urgence par le TMG (Sécurité en vol)

Le pilote de TMG doit être prêt à larguer le câble instantanément si la sécurité du vol est compromise par le comportement du planeur ou une défaillance technique.

Cas d'actionnement immédiat :

Effet pylône (Position haute du planeur) : Si le planeur monte excessivement au-dessus de la trajectoire, il lève la queue du TMG, entraînant une mise en piqué incontrôlable du remorqueur. Si l'action sur le manche ne suffit pas à contrer, le largage doit être instantané.
Panne moteur du TMG : En cas de perte de puissance à basse hauteur, le pilote doit larguer le câble immédiatement pour retrouver sa finesse maximale et gérer l'atterrissage d'urgence, sans attendre que le planeur ne largue de son côté.
Incapacité de largage du planeur : Si le planeur signale (par radio ou signaux visuels) qu'il ne parvient pas à détacher le câble, le TMG prend l'initiative de larguer le câble pour libérer le planeur.

Règle d'or en urgence : La poignée jaune de largage doit être accessible immédiatement et sans hésitation. En cas de doute sur la trajectoire ou de mise en danger du TMG par le planeur, on largue d'abord, on analyse ensuite.

3. Précautions et menaces associées
Oubli de largage : Atterrir avec le câble suspendu sous un TMG présente un risque majeur de basculement (passé-avant) ou de collision si le câble accroche une balise de piste. Cette action doit impérativement figurer dans la check-list "Avant Atterrissage".

=== Atterrissage avec câble de remorquage (le cas échéant) ===
Si le câble n'est pas largué avant l'atterrissage :
*Trajectoire au sol :
**rayon de virage suffisant pour ne pas rouler sur son câble, ou le toucher avec l’hélice
**prendre en compte le câble qui traîne pour éviter d’accrocher un obstacle au sol
*Trajectoire en vol : Faire en sorte que l’extrémité du câble pendu sous l’aéronef ne touche pas le sol avant le seuil de piste. Celà implique de choisir un point d'aboutissement de la trajectoire en finale environ 250m en aval du seuil de la piste.

=====Atterrissage et retour au starter=====
A cause de la fatigue, et de l'érosion de la vigilance durant une après-midi, il a été observé une tendance à réaliser des virages au roulage sur la piste à trop forte allure. Une méthode pour se prémunir d’une vitesse excessive lors du virage de dégagement de piste : Réaliser un arrêt complet, et dégager la piste avec la puissance moteur.

=== Procédures d’urgence pendant le remorquage, y compris en cas de dysfonctionnement de l’équipement ===
=====Procédure d’interruption du décollage (volontaire ou non)=====
*S’assurer de la séparation de l’attelage, actionner la cisaille si besoin
*L’ULM doit poursuivre le plus loin possible pour libérer la piste pour le planeur :
**Décoller est l’option privilégiée
**Avancer au bout de la piste sans ralentir, obliquer “à l’opposé du sens de dégagement normal du planeur”, en attendant que la situation décante et soit comprise.
**ACTIONS À RISQUES : réduire les gaz, freiner, dégager la piste dans le même sens que le planeur.
*Le pilote planeur a les consignes suivantes :
**Larguer, se poser avec AF, freiner, dégager la piste dans le sens habituelle si opportun.

=====Procédure Panne ou perte de puissance moteur=====
*Pendant le décollage si piste restante disponible : interrompre le décollage (voir procédure d’interruption du décollage)
*En dessous de l’altitude de sécurité :
**Si vario > 0 : analyse pour offrir le premier champ possible, puis larguer
**Si vario < 0 : Larguer et appliquer la procédure de panne moteur pour l’ULM seul.
*Au dessus de l’altitude de sécurité :
**Larguer et appliquer la procédure de panne moteur pour l’ULM seul.
*Dans tous les cas de panne moteur, le retour au terrain ne doit être envisagé que dans une situation de hauteur confortable. L’atterrissage dans un champ, ou l’activation du parachute de secours, sont des options qu’il faut privilégier. La probabilité de petits dégâts matériels et humains est certes forte, mais au bénéfice de la disparition des probabilités de gros dégâts et d’accidents mortels.

=====Surchauffe moteur en remorquage (remorquage prolongé par temps chaud)=====
Les paramètres moteurs sont monitorés durant le vol. L’approche des limites maximales de température moteur par temps chaud peut conduire à demander le largage sans urgence au pilote planeur (par radio ou battement d’ailes).
Une façon facultative de limiter l’augmentation de température pour prolonger le remorquage est de réduire le régime moteur de 200tr/min et d’augmenter la Vi de 10km/h, jusqu'à 2 fois, dans le but de poursuivre la montée en mode dégradé malgré le temps chaud.

=====Procédure montée non nominale : À tout moment du vol, et particulièrement en montée initiale=====
*Vérifier les paramètres moteurs
*passer le message radio suivant, calmement avec une voix forte, quelque soit l’état de l’occupation de la radio :
**“Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp - je répète - Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp - je répète - Le planeur XX du remorqueur XX, peux-tu vérifier tes aérofreins stp”.
**Le nombre de répétitions dépend de l’urgence de la situation.
**MESSAGE NON EFFICACE: “Tes Aérofreins!” (trop court pour éveiller la conscience du pilote planeur).
*Dans une atmosphère convective, une forte descendance peut empêcher l’attelage de monter. Proche du sol, la descendance devrait s’atténuer. Changer de zone pour tenter de sortir de cette descendance.
*Dans le cas d’une descente où l’approche du sol devient potentiellement catastrophique dans les prochaines secondes, larguer et reprendre la montée sans planeur.
*Le signal conventionnel “battement de la gouverne de direction” reste utilisable suivant la situation.

=== Procédures de sécurité ===

=== Performances en vol du type d’aéronef concerné lors du remorquage de planeurs ===

=== Surveillance et évitement des collisions ===

Comme vu plus haut, c'est le pilote remorqueur qui est le leader de la patrouille que forme l'attelage planeur. C'est à lui d'assurer la surveillance du ciel, tandis que le planeur assure le maintien de sa position relative par rapport au remorqueur.
La surveillance du ciel est réalisée de façon similaire au vol moteur simple. il faut noter que pour l'activité de remorquage, il sera probable de croiser des planeurs en transition, en spirale, en spirale en situation de raccrochage proche de la vent arrière, particulièrement si les conditions météo ne permettent pas au planeur de gagner de la hauteur rapidement. Poussé à l’extrême, cette situation d'accumulation de planeurs dans la zone d'évolution des attelages et du remorqueur peut justifier l'arrêt temporaire des lancements.

En activité club, le pilote remorqueur pourrait imaginer connaître la position des quelques planeurs de son club, et se croire en confiance. Mais d'autres aéronefs de passage pourraient exploiter la zone durant la journée.

Les situations où plusieurs attelages réalisent des lancements simultanément sont plus complexes, à plus forte raison lorsque c'est inhabituel.

Dès qu'un trafic est identifié, et bien que l'attelage soit prioritaire, la trajectoire doit être pensées pour conserver une marge raisonnable compte tenu de la manœuvrabilité faible de l'attelage.

Dans ces tâches, le pilote planeur peut apporter une contribution facultative et opportuniste. Le pilote remorqueur ne devrait pas être surpris :
*communiquer sur l'identification d'un trafic
*donner des souhaits sur la zone d'évolution
*larguer afin de dissoudre l'attelage pour permettre des trajectoires incompatibles avec le vol remorqué (descente, virage serré...), par exemple dans le cas d'une manœuvre d'évitement.

=== Données de performance des planeurs, notamment ===
==== Vitesses appropriées ====
==== Caractéristiques de décrochage en virage ====

=== Effets des turbulences de sillage et du souffle descendant sur les performances, les caractéristiques de vol et la vitesse de décrochage du planeur remorqué ===
[[File:FAA-8083-13 Fig 7-6.PNG|thumb|Turbulence de sillage et souffle de l'hélice. Le planeur doit stabiliser sa position au dessus ou en dessous. Voler dans la turbulence n'est pas dangeureux, mais impacte fortement les performances et le confort du vol]]

===Effets du souffle de l’hélice lors de la phase initiale du décollage par vent de travers ===

5-5 Limitations (motoplaneurs)

2026-09-21T14:16:29Z

Florentc59 : /* Limitations */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Limitations ==
=== Limitations opérationnelles ===
[[Fichier:Domaine de vol simplifie.png|thumb|représentation '''simplifiée''' du '''domaine de vol''' par ses '''limitations''']]
Les planeurs sont conçus pour fonctionner à l'intérieur d'un certain [[wikipedia:Domaine_de_vol|domaine de vol]]. Cette enveloppe possède plusieurs points caractéristiques qui dépendent de limitations physiques :
*limitation due au '''décrochage ''': Au delà de l'incidence de décrochage, l'aile ne génère plus de portance et le vol n'est plus possible. Il est possible d'en revenir par des actions adaptées.
*'''limitation structurelle en charge statique''' : la structure de l'aéronef est conçue pour résister à un certain effort. Au delà de cet effort, elle casse.
*limitation à cause du '''flutter ''': Le [[wikipedia:Flottement|flutter]] (signifiant « battre des ailes » en anglais) est dû à la survitesse d’un aéronef en vol. Il existe une vitesse pour laquelle les phénomènes de flexion et de torsion de l'aile (oscillations normales de l'aile en vol, et leur fréquence dépend de la vitesse de vol) sont en phase et peuvent entrer en résonance. Le phénomène est divergent, amplifie les mouvements de flexion et de torsion et, s’il se prolonge, peut provoquer la destruction explosive de l’aile. Cette destruction intervient dans un délai variant de quelques secondes à quelques dizaines de secondes. C'est un des paramètres qui conduit à limiter la [[wikipedia:vitesse maximale d'un aéronef|vitesse maximale d'un aéronef]].

Une fois transposé dans la manuel de vol du planeur, ces limitations sont indiquées en vitesse maximale pour certaines configuration.Pour chaque planeur, ces valeurs sont disponibles dans le manuel de vol :
[[File:Anemometer Simple FR.png|thumb|Indicateur de vitesse air, avec les indications de couleurs]]
;VNE - ''Velocity Never Exceed'': '''Vitesse à ne jamais dépassée'''. Sur l'indicateur de vitesse elle est indiquée par un trait radial rouge. A cette vitesse, ne pas utiliser plus de 1/3 du braquage total des gouvernes. Cette vitesse est théoriquement fixe. Certains planeurs ont une VNE qui diminue en haute altitude compte tenu du fait qu'il s'agisse d'une limitation due au Flutter. Cette diminution sera indiquée dans le manuel de vol.
;VA: '''Vitesse de manœuvre'''. Les commandes de l'aéronef (notamment la commande de profondeur) peut être baquée à 100% jusqu’à cette vitesse. Au delà, le braquage doit être limité car dans certaines conditions la structure du planeur peut être trop sollicitée.
;VRA - ''Velocity Rough Air'': '''Vitesse maximale en air agitée'''. Sur l'indicateur de vitesse, c'est la limite entre la fin de l'arc vert et le début de l'arc jaune. Le vol n'est permi au delà de cette vitesse qu'en air calme. Cette limitation est basée sur la résistance de la structure à une vitesse de rafale donnée.
;VFE - ''Velocity Flap Extended'': '''Vitesse maximale avec les volets'''. Sur l'indicateur de vitesse, elle est indiquée par la fin de l'arc blanc. Sur certains planeurs, une VFE différentes existe en fonction de la valeur du braquage des volets. Limitation basée sur des limites structurelles.
;VLO - ''Velocity Landing gear Operating'': '''Vitesse maximale de vol de manœuvre du train d’atterrissage'''. Elle n'est donnée par le constructeur que si elle la manipulation du train d'atterrissage ne peut pas être faite jusqu’à la VNE. Limitation basée sur des limites structurelles.

5-5 Limitations (motoplaneurs)

2026-09-21T14:16:06Z

Florentc59 : /* Limitations */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Limitations ==
=== Limitations opérationnelles ===
[[Fichier:Domaine de vol simplifie.png|thumb|représentation '''simplifiée''' du '''domaine de vol''' par ses '''limitations''']]
Les planeurs sont conçus pour fonctionner à l'intérieur d'un certain [[wikipedia:Domaine_de_vol|domaine de vol]]. Cette enveloppe possède plusieurs points caractéristiques qui dépendent de limitations physiques :
*limitation due au '''décrochage ''': Au delà de l'incidence de décrochage, l'aile ne génère plus de portance et le vol n'est plus possible. Il est possible d'en revenir par des actions adaptées.
*'''limitation structurelle en charge statique''' : la structure de l'aéronef est conçue pour résister à un certain effort. Au delà de cet effort, elle casse.
*limitation à cause du '''flutter ''': Le [[wikipedia:Flottement|flutter]] (signifiant « battre des ailes » en anglais) est dû à la survitesse d’un aéronef en vol. Il existe une vitesse pour laquelle les phénomènes de flexion et de torsion de l'aile (oscillations normales de l'aile en vol, et leur fréquence dépend de la vitesse de vol) sont en phase et peuvent entrer en résonance. Le phénomène est divergent, amplifie les mouvements de flexion et de torsion et, s’il se prolonge, peut provoquer la destruction explosive de l’aile. Cette destruction intervient dans un délai variant de quelques secondes à quelques dizaines de secondes. C'est un des paramètres qui conduit à limiter la [[wikipedia:vitesse maximale d'un aéronef|vitesse maximale d'un aéronef]].

[[File:Anemometer Simple FR.png|thumb|Indicateur de vitesse air, avec les indications de couleurs]]
Une fois transposé dans la manuel de vol du planeur, ces limitations sont indiquées en vitesse maximale pour certaines configuration.Pour chaque planeur, ces valeurs sont disponibles dans le manuel de vol :
;VNE - ''Velocity Never Exceed'': '''Vitesse à ne jamais dépassée'''. Sur l'indicateur de vitesse elle est indiquée par un trait radial rouge. A cette vitesse, ne pas utiliser plus de 1/3 du braquage total des gouvernes. Cette vitesse est théoriquement fixe. Certains planeurs ont une VNE qui diminue en haute altitude compte tenu du fait qu'il s'agisse d'une limitation due au Flutter. Cette diminution sera indiquée dans le manuel de vol.
;VA: '''Vitesse de manœuvre'''. Les commandes de l'aéronef (notamment la commande de profondeur) peut être baquée à 100% jusqu’à cette vitesse. Au delà, le braquage doit être limité car dans certaines conditions la structure du planeur peut être trop sollicitée.
;VRA - ''Velocity Rough Air'': '''Vitesse maximale en air agitée'''. Sur l'indicateur de vitesse, c'est la limite entre la fin de l'arc vert et le début de l'arc jaune. Le vol n'est permi au delà de cette vitesse qu'en air calme. Cette limitation est basée sur la résistance de la structure à une vitesse de rafale donnée.
;VFE - ''Velocity Flap Extended'': '''Vitesse maximale avec les volets'''. Sur l'indicateur de vitesse, elle est indiquée par la fin de l'arc blanc. Sur certains planeurs, une VFE différentes existe en fonction de la valeur du braquage des volets. Limitation basée sur des limites structurelles.
;VLO - ''Velocity Landing gear Operating'': '''Vitesse maximale de vol de manœuvre du train d’atterrissage'''. Elle n'est donnée par le constructeur que si elle la manipulation du train d'atterrissage ne peut pas être faite jusqu’à la VNE. Limitation basée sur des limites structurelles.

5-5 Limitations (motoplaneurs)

2026-09-21T14:15:53Z

Florentc59 : /* Limitations */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Limitations ==
=== Limitations opérationnelles ===
[[Fichier:Domaine de vol simplifie.png|thumb|représentation '''simplifiée''' du '''domaine de vol''' par ses '''limitations''']]
Les planeurs sont conçus pour fonctionner à l'intérieur d'un certain [[wikipedia:Domaine_de_vol|domaine de vol]]. Cette enveloppe possède plusieurs points caractéristiques qui dépendent de limitations physiques :
*limitation due au '''décrochage ''': Au delà de l'incidence de décrochage, l'aile ne génère plus de portance et le vol n'est plus possible. Il est possible d'en revenir par des actions adaptées.
*'''limitation structurelle en charge statique''' : la structure de l'aéronef est conçue pour résister à un certain effort. Au delà de cet effort, elle casse.
*limitation à cause du '''flutter ''': Le [[wikipedia:Flottement|flutter]] (signifiant « battre des ailes » en anglais) est dû à la survitesse d’un aéronef en vol. Il existe une vitesse pour laquelle les phénomènes de flexion et de torsion de l'aile (oscillations normales de l'aile en vol, et leur fréquence dépend de la vitesse de vol) sont en phase et peuvent entrer en résonance. Le phénomène est divergent, amplifie les mouvements de flexion et de torsion et, s’il se prolonge, peut provoquer la destruction explosive de l’aile. Cette destruction intervient dans un délai variant de quelques secondes à quelques dizaines de secondes. C'est un des paramètres qui conduit à limiter la [[wikipedia:vitesse maximale d'un aéronef|vitesse maximale d'un aéronef]].

[[File:Anemometer Simple FR.png|thumb|Indicateur de vitesse air, avec les indications de couleurs
Une fois transposé dans la manuel de vol du planeur, ces limitations sont indiquées en vitesse maximale pour certaines configuration.Pour chaque planeur, ces valeurs sont disponibles dans le manuel de vol :
;VNE - ''Velocity Never Exceed'': '''Vitesse à ne jamais dépassée'''. Sur l'indicateur de vitesse elle est indiquée par un trait radial rouge. A cette vitesse, ne pas utiliser plus de 1/3 du braquage total des gouvernes. Cette vitesse est théoriquement fixe. Certains planeurs ont une VNE qui diminue en haute altitude compte tenu du fait qu'il s'agisse d'une limitation due au Flutter. Cette diminution sera indiquée dans le manuel de vol.
;VA: '''Vitesse de manœuvre'''. Les commandes de l'aéronef (notamment la commande de profondeur) peut être baquée à 100% jusqu’à cette vitesse. Au delà, le braquage doit être limité car dans certaines conditions la structure du planeur peut être trop sollicitée.
;VRA - ''Velocity Rough Air'': '''Vitesse maximale en air agitée'''. Sur l'indicateur de vitesse, c'est la limite entre la fin de l'arc vert et le début de l'arc jaune. Le vol n'est permi au delà de cette vitesse qu'en air calme. Cette limitation est basée sur la résistance de la structure à une vitesse de rafale donnée.
;VFE - ''Velocity Flap Extended'': '''Vitesse maximale avec les volets'''. Sur l'indicateur de vitesse, elle est indiquée par la fin de l'arc blanc. Sur certains planeurs, une VFE différentes existe en fonction de la valeur du braquage des volets. Limitation basée sur des limites structurelles.
;VLO - ''Velocity Landing gear Operating'': '''Vitesse maximale de vol de manœuvre du train d’atterrissage'''. Elle n'est donnée par le constructeur que si elle la manipulation du train d'atterrissage ne peut pas être faite jusqu’à la VNE. Limitation basée sur des limites structurelles.

5-2 Mécanique du vol (motoplaneurs)

2026-09-21T14:11:16Z

Florentc59 : /* Mécanique du vol */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Mécanique du vol ==
'''Forces agissant sur un aéronef'''
<blockquote>
;Poids : Le poids de l'aéronef s'applique au [[wikipedia:Centre_de_gravité|centre de gravité]] de l'aéronef. Sa direction est toujours vertical.
;Portance : La force de portance est générée par les ailes. elle s'applique à un endroit particulier de l'aile appelé [[wikipedia:Centre_de_poussée|centre de poussée]]. Sa direction est toujours perpendiculaire à la trajectoire de l'aéronef.
;Trainée : La force de trainée est générée principalement par les ailes. elle s'applique à un endroit particulier de l'aile appelé [[wikipedia:Centre_de_poussée|centre de poussée]]. Sa direction est toujours parallèle à la trajectoire de l'aéronef.
;Traction : La force de propulsion s'applique au niveau de dispositif motopropulseur. Par simplification elle est considérée comme parallèle à la trajectoire de l'aéronef.
</blockquote>

'''Autres définition utiles à la compréhension'''
<blockquote>
;Le poids apparent : Vulgairement, il s'agit de la "force ressentie par le pilote, verticalement, sur ses fesses". Le poids apparent est strictement égal et opposé à "la force supportée par les ailes, la portance". On dit que la portance de l'aile compense le poids apparent. <math>Portance=Poids~apparent</math>
;Le [[wikipedia:Facteur_de_charge_(aérodynamique)|facteur de charge]] : Vulgairement, c'est un chiffre qui permet d'indiquer le niveau de charge des ailes. Si le facteur de charge est de 2, la portance générée par les ailes est 2 fois plus grand que le poids de l'aéronef (dans un virage à 60°, le facteur de charge est de 2). <math>n=\frac{Portance}{Poids}=\frac{Poids~apparent}{Poids}</math>
;Force déviatrice : C'est une projection horizontale d'une force qui a pour conséquence de faire dévier la trajectoire de l'aéronef.
;Vol rectiligne stabilisé : La [[wikipedia:Lois_du_mouvement_de_Newton|première loi de Newton]] permet de prédire que lors d'un vol rectiligne et stabilisé, la somme des forces appliquées à l'aéronef est nulle (toutes les forces se compensent). Ce principe sera très utile à la compréhension.
</blockquote>

'''Les différentes situations de vol rectiligne stabilisé'''
<blockquote>
<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_horizontal_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol horizontal rectiligne et stabilisé]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_monte_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol en monté, rectiligne et stabilisé]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_descente_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol en descente, rectiligne et stabilisé]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_plané_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol plané rectiligne stabilisé]] </li>
</ul></div>

; En vol horizontal : la portance compense le poids, la traction compense la trainée. Le facteur de charge est égal à 1
; Montée rectiligne stabilisée : Une partie du poids devra être compensée par la traction du groupe motopropulseur (il faut donc plus de traction qu'en vol horizontal). La portance compense un poids apparent qui est légèrement inférieur au poids. Le facteur de charge est inférieur à 1.
; Descente rectiligne stabilisée : Une partie du poids va "aider" à la traction (comme le poids aide un cycliste dans une descente). La portance compense un poids apparent qui est légèrement inférieur au poids. Le facteur de charge est inférieur à 1.
; Vol plané rectiligne stabilisé : C'est une particularité du vol en descente où la traction du groupe motopropulseur est nulle. Afin de compenser la force de trainée, il faut adopter un angle de descente (appelé angle de plané) suffisant pour obtenir une valeur du "poids moteur" qui compensera la force de trainée. Ce schéma permet d'illustrer qu'un aéronef peu performant (avec une force de trainée plus importante) devra prendre un angle de plané plus important pour conserver le vol stabilisé.
</blockquote>

'''Virage stabilisé coordonné'''
<blockquote>
<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_0d_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol à inclinaison nulle]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_30d_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol à inclinaison de 30°]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_60d_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol à inclinaison de 60°]] </li>
</ul></div>
; Le facteur de charge en virage : Lorsque l'aéronef est en virage, la portance (qui s'applique perpendiculairement aux ailes) est inclinée. Afin que la composante verticale de la portance (la force compensatrice du poids) reste suffisante, la portance doit augmenter sensiblement. La trigonométrie permet de déduire que pour garder l'équilibre, il faut
*<math>Portance~en~virage=Poids~apparent~en~virage=\frac{Poids}{cos(Angle~d'inclinaison)}</math>
*<math>Facteur~de~charge(n)=\frac{Portance}{Poids}=\frac{Poids~apparent}{Poids}=\frac{1}{cos(angle~d'inclinaison)}</math>
* en ligne droite : facteur de charge proche de 1
* en virage incliné à 30° : facteur de charge d'environ 1.15
* en virage incliné à 60° : facteur de charge d'environ 2

; Rayon de virage : Plus l'aéronef est incliné, plus la force déviatrice est importante. Mais plus l'aéronef est rapide, plus il est difficile de le faire dévier. Le rayon de virage d'un aéronef décrivant des cercles parfait peut être prédit par la formule suivante :
*<math>Rayon~de~virage[m]=\frac{Vitesse[m/s]^2}{g*tan(Angle~d'inclinaison)}=\frac{Vitesse[m/s]^2}{9.8*tan(Angle~d'inclinaison)}</math>
*Exemple : Un planeur évoluant à 30m/s (=108km/h) en virage à 30° aura un rayon de virage de 156m
Note : La vitesse utilisée pour ces formules est la '''vitesse réelle de l'aéronef'''. A vitesse indiquée constante sur l'anémomètre, le planeur est légèrement plus rapide s'il est plus haut. Donc, son rayon de virage sera un peu plus important par exemple en haut d'une ascendance. Voir [[8-6 Instruments (motoplaneurs)#Indicateur de vitesse air]]
;taux de virage : Le taux de virage indique la vitesse à laquelle l'aéronef change de cap. Il peut se prédire avec la formule suivante
*<math>Taux~de~virage[s/tr]=\frac{2\pi*Vitesse[m/s]}{g*tan(Angle~d'inclinaison)}=\frac{6.28*Vitesse[m/s]}{9.8*tan(Angle~d'inclinaison)}</math>
*Exemple : Un planeur évoluant à 30m/s en virage à 30° mettra 33.3 secondes pour effectuer un tour complet.
</blockquote>

5-2 Mécanique du vol (motoplaneurs)

2026-09-21T14:10:24Z

Florentc59 : /* Mécanique du vol */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Mécanique du vol ==
'''Forces agissant sur un aéronef'''
<blockquote>
;Poids : Le poids de l'aéronef s'applique au [[wikipedia:Centre_de_gravité|centre de gravité]] de l'aéronef. Sa direction est toujours vertical.
;Portance : La force de portance est générée par les ailes. elle s'applique à un endroit particulier de l'aile appelé [[wikipedia:Centre_de_poussée|centre de poussée]]. Sa direction est toujours perpendiculaire à la trajectoire de l'aéronef.
;Trainée : La force de trainée est générée principalement par les ailes. elle s'applique à un endroit particulier de l'aile appelé [[wikipedia:Centre_de_poussée|centre de poussée]]. Sa direction est toujours parallèle à la trajectoire de l'aéronef.
;Traction : La force de propulsion s'applique au niveau de dispositif motopropulseur. Par simplification elle est considérée comme parallèle à la trajectoire de l'aéronef.
</blockquote>

'''Autres définition utiles à la compréhension'''
<blockquote>
;Le poids apparent : Vulgairement, il s'agit de la "force ressentie par le pilote, verticalement, sur ses fesses". Le poids apparent est strictement égal et opposé à "la force supportée par les ailes, la portance". On dit que la portance de l'aile compense le poids apparent. <math>Portance=Poids~apparent</math>
;le [[wikipedia:Facteur_de_charge_(aérodynamique)|facteur de charge]] : Vulgairement, c'est un chiffre qui permet d'indiquer le niveau de charge des ailes. Si le facteur de charge est de 2, la portance générée par les ailes est 2 fois plus grand que le poids de l'aéronef (dans un virage à 60°, le facteur de charge est de 2). <math>n=\frac{Portance}{Poids}=\frac{Poids~apparent}{Poids}</math>
;Force déviatrice : C'est une projection horizontale d'une force qui a pour conséquence de faire dévier la trajectoire de l'aéronef.
;Vol rectiligne stabilisé : La [[wikipedia:Lois_du_mouvement_de_Newton|première loi de Newton]] permet de prédire que lors d'un vol rectiligne et stabilisé, la somme des forces appliquées à l'aéronef est nulle (toutes les forces se compensent). Ce principe sera très utile à la compréhension.
</blockquote>

'''Les différentes situations de vol rectiligne stabilisé'''
<blockquote>
<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_horizontal_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol horizontal rectiligne et stabilisé]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_monte_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol en monté, rectiligne et stabilisé]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_descente_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol en descente, rectiligne et stabilisé]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_plané_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol plané rectiligne stabilisé]] </li>
</ul></div>

; En vol horizontal : la portance compense le poids, la traction compense la trainée. Le facteur de charge est égal à 1
; Montée rectiligne stabilisée : Une partie du poids devra être compensée par la traction du groupe motopropulseur (il faut donc plus de traction qu'en vol horizontal). La portance compense un poids apparent qui est légèrement inférieur au poids. Le facteur de charge est inférieur à 1.
; Descente rectiligne stabilisée : Une partie du poids va "aider" à la traction (comme le poids aide un cycliste dans une descente). La portance compense un poids apparent qui est légèrement inférieur au poids. Le facteur de charge est inférieur à 1.
; Vol plané rectiligne stabilisé : C'est une particularité du vol en descente où la traction du groupe motopropulseur est nulle. Afin de compenser la force de trainée, il faut adopter un angle de descente (appelé angle de plané) suffisant pour obtenir une valeur du "poids moteur" qui compensera la force de trainée. Ce schéma permet d'illustrer qu'un aéronef peu performant (avec une force de trainée plus importante) devra prendre un angle de plané plus important pour conserver le vol stabilisé.
</blockquote>

'''Virage stabilisé coordonné'''
<blockquote>
<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_0d_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol à inclinaison nulle]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_30d_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol à inclinaison de 30°]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_60d_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol à inclinaison de 60°]] </li>
</ul></div>
; Le facteur de charge en virage : Lorsque l'aéronef est en virage, la portance (qui s'applique perpendiculairement aux ailes) est inclinée. Afin que la composante verticale de la portance (la force compensatrice du poids) reste suffisante, la portance doit augmenter sensiblement. La trigonométrie permet de déduire que pour garder l'équilibre, il faut
*<math>Portance~en~virage=Poids~apparent~en~virage=\frac{Poids}{cos(Angle~d'inclinaison)}</math>
*<math>Facteur~de~charge(n)=\frac{Portance}{Poids}=\frac{Poids~apparent}{Poids}=\frac{1}{cos(angle~d'inclinaison)}</math>
* en ligne droite : facteur de charge proche de 1
* en virage incliné à 30° : facteur de charge d'environ 1.15
* en virage incliné à 60° : facteur de charge d'environ 2

; Rayon de virage : Plus l'aéronef est incliné, plus la force déviatrice est importante. Mais plus l'aéronef est rapide, plus il est difficile de le faire dévier. Le rayon de virage d'un aéronef décrivant des cercles parfait peut être prédit par la formule suivante :
*<math>Rayon~de~virage[m]=\frac{Vitesse[m/s]^2}{g*tan(Angle~d'inclinaison)}=\frac{Vitesse[m/s]^2}{9.8*tan(Angle~d'inclinaison)}</math>
*Exemple : Un planeur évoluant à 30m/s (=108km/h) en virage à 30° aura un rayon de virage de 156m
Note : La vitesse utilisée pour ces formules est la '''vitesse réelle de l'aéronef'''. A vitesse indiquée constante sur l'anémomètre, le planeur est légèrement plus rapide s'il est plus haut. Donc, son rayon de virage sera un peu plus important par exemple en haut d'une ascendance. Voir [[8-6 Instruments (motoplaneurs)#Indicateur de vitesse air]]
;taux de virage : Le taux de virage indique la vitesse à laquelle l'aéronef change de cap. Il peut se prédire avec la formule suivante
*<math>Taux~de~virage[s/tr]=\frac{2\pi*Vitesse[m/s]}{g*tan(Angle~d'inclinaison)}=\frac{6.28*Vitesse[m/s]}{9.8*tan(Angle~d'inclinaison)}</math>
*Exemple : Un planeur évoluant à 30m/s en virage à 30° mettra 33.3 secondes pour effectuer un tour complet.
</blockquote>

5-2 Mécanique du vol (motoplaneurs)

2026-09-21T14:09:06Z

Florentc59 : /* Mécanique du vol */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Mécanique du vol ==
'''Forces agissant sur un aéronef'''
;Poids : Le poids de l'aéronef s'applique au [[wikipedia:Centre_de_gravité|centre de gravité]] de l'aéronef. Sa direction est toujours vertical.
;Portance : La force de portance est générée par les ailes. elle s'applique à un endroit particulier de l'aile appelé [[wikipedia:Centre_de_poussée|centre de poussée]]. Sa direction est toujours perpendiculaire à la trajectoire de l'aéronef.
;Trainée : La force de trainée est générée principalement par les ailes. elle s'applique à un endroit particulier de l'aile appelé [[wikipedia:Centre_de_poussée|centre de poussée]]. Sa direction est toujours parallèle à la trajectoire de l'aéronef.
;Traction : La force de propulsion s'applique au niveau de dispositif motopropulseur. Par simplification elle est considérée comme parallèle à la trajectoire de l'aéronef.

'''Autres définition utiles à la compréhension'''
;Le poids apparent : Vulgairement, il s'agit de la "force ressentie par le pilote, verticalement, sur ses fesses". Le poids apparent est strictement égal et opposé à "la force supportée par les ailes, la portance". On dit que la portance de l'aile compense le poids apparent. <math>Portance=Poids~apparent</math>
;le [[wikipedia:Facteur_de_charge_(aérodynamique)|facteur de charge]] : Vulgairement, c'est un chiffre qui permet d'indiquer le niveau de charge des ailes. Si le facteur de charge est de 2, la portance générée par les ailes est 2 fois plus grand que le poids de l'aéronef (dans un virage à 60°, le facteur de charge est de 2). <math>n=\frac{Portance}{Poids}=\frac{Poids~apparent}{Poids}</math>
;Force déviatrice : C'est une projection horizontale d'une force qui a pour conséquence de faire dévier la trajectoire de l'aéronef.
;Vol rectiligne stabilisé : La [[wikipedia:Lois_du_mouvement_de_Newton|première loi de Newton]] permet de prédire que lors d'un vol rectiligne et stabilisé, la somme des forces appliquées à l'aéronef est nulle (toutes les forces se compensent). Ce principe sera très utile à la compréhension.

'''Les différentes situations de vol rectiligne stabilisé'''
<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_horizontal_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol horizontal rectiligne et stabilisé]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_monte_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol en monté, rectiligne et stabilisé]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_descente_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol en descente, rectiligne et stabilisé]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_plané_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol plané rectiligne stabilisé]] </li>
</ul></div>

; En vol horizontal : la portance compense le poids, la traction compense la trainée. Le facteur de charge est égal à 1
; Montée rectiligne stabilisée : Une partie du poids devra être compensée par la traction du groupe motopropulseur (il faut donc plus de traction qu'en vol horizontal). La portance compense un poids apparent qui est légèrement inférieur au poids. Le facteur de charge est inférieur à 1.
; Descente rectiligne stabilisée : Une partie du poids va "aider" à la traction (comme le poids aide un cycliste dans une descente). La portance compense un poids apparent qui est légèrement inférieur au poids. Le facteur de charge est inférieur à 1.
; Vol plané rectiligne stabilisé : C'est une particularité du vol en descente où la traction du groupe motopropulseur est nulle. Afin de compenser la force de trainée, il faut adopter un angle de descente (appelé angle de plané) suffisant pour obtenir une valeur du "poids moteur" qui compensera la force de trainée. Ce schéma permet d'illustrer qu'un aéronef peu performant (avec une force de trainée plus importante) devra prendre un angle de plané plus important pour conserver le vol stabilisé.

'''Virage stabilisé coordonné'''
<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_0d_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol à inclinaison nulle]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_30d_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol à inclinaison de 30°]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Vol_60d_stabilisé_1.png|thumb|Force appliquée à l'aéronef en vol à inclinaison de 60°]] </li>
</ul></div>
; Le facteur de charge en virage : Lorsque l'aéronef est en virage, la portance (qui s'applique perpendiculairement aux ailes) est inclinée. Afin que la composante verticale de la portance (la force compensatrice du poids) reste suffisante, la portance doit augmenter sensiblement. La trigonométrie permet de déduire que pour garder l'équilibre, il faut
*<math>Portance~en~virage=Poids~apparent~en~virage=\frac{Poids}{cos(Angle~d'inclinaison)}</math>
*<math>Facteur~de~charge(n)=\frac{Portance}{Poids}=\frac{Poids~apparent}{Poids}=\frac{1}{cos(angle~d'inclinaison)}</math>
* en ligne droite : facteur de charge proche de 1
* en virage incliné à 30° : facteur de charge d'environ 1.15
* en virage incliné à 60° : facteur de charge d'environ 2

; Rayon de virage : Plus l'aéronef est incliné, plus la force déviatrice est importante. Mais plus l'aéronef est rapide, plus il est difficile de le faire dévier. Le rayon de virage d'un aéronef décrivant des cercles parfait peut être prédit par la formule suivante :
*<math>Rayon~de~virage[m]=\frac{Vitesse[m/s]^2}{g*tan(Angle~d'inclinaison)}=\frac{Vitesse[m/s]^2}{9.8*tan(Angle~d'inclinaison)}</math>
*Exemple : Un planeur évoluant à 30m/s (=108km/h) en virage à 30° aura un rayon de virage de 156m
Note : La vitesse utilisée pour ces formules est la '''vitesse réelle de l'aéronef'''. A vitesse indiquée constante sur l'anémomètre, le planeur est légèrement plus rapide s'il est plus haut. Donc, son rayon de virage sera un peu plus important par exemple en haut d'une ascendance. Voir [[8-6 Instruments (motoplaneurs)#Indicateur de vitesse air]]
;taux de virage : Le taux de virage indique la vitesse à laquelle l'aéronef change de cap. Il peut se prédire avec la formule suivante
*<math>Taux~de~virage[s/tr]=\frac{2\pi*Vitesse[m/s]}{g*tan(Angle~d'inclinaison)}=\frac{6.28*Vitesse[m/s]}{9.8*tan(Angle~d'inclinaison)}</math>
*Exemple : Un planeur évoluant à 30m/s en virage à 30° mettra 33.3 secondes pour effectuer un tour complet.

5-1 Bases aérodynamique (motoplaneurs)

2026-09-21T14:05:23Z

Florentc59 : /* Forme d’un profil aérodynamique */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Aérodynamique, Concepts de base, lois et définitions ==
''© Copyright [[wikipedia:Aérodynamique|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

L''''aérodynamique''' est une branche de la [[wikipedia:dynamique des fluides|dynamique des fluides]] qui étudie les écoulements d'air, et leurs effets sur des éléments solides. En aéronautique, l'aérodynamique s'applique aux déplacements des [[wikipedia:aérodyne|aérodynes]], principalement sur leur [[wikipedia:Aile_(aéronautique)|aile]] et leur système de propulsion ([[wikipedia:Hélice (aéronautique)|hélices]], rotors, turbines, [[wikipedia:turboréacteur|turboréacteur]]s).

=== Unités, lois et définitions ===
''' Unités utilisées '''
*[[wikipedia:Force_(physique)|Forces]] en Newton (N) (ou kg par approximation, mais pas officiel. 1kg = env. 10N)
*[[wikipedia:Surface,_aire_et_superficie|Surface]] en mètre carré (m²)
*[[wikipedia:Pression|Pression]] en Pascal (Pa)
*[[wikipedia:Vitesse|Vitesse]] en mètre par seconde (m/s)

''' Autres définitions utiles '''
*La [[wikipedia:Densité|Densité]] (sans unité) : en aéronautique, le gaz pris comme référence (densité = 1) est l'air au niveau du sol en conditions standards.
*Les pressions :
**La [[wikipedia:Pression_statique|pression statique]] : C'est la pression de l'air mesurée lorsqu'il n'y a aucun mouvement, notée <math>P_{s}</math>
**La [[wikipedia:Pression_dynamique|pression dynamique]] : C'est l'augmentation de pression de l'air générée lorsqu'il se déplace (l'air frappe l'obstacle, la pression augmente), notée <math>P_{d}=\frac12 \, \rho V^2</math>
**La [[wikipedia:Pression_totale|pression totale]] : En aéronautique, on simplifie à la somme <math>Pression~totale=Pression~statique + Pression~dynamique ; P_{t}= P_{s}+P_{d}</math>

''' Lois de Newton '''
*la [[wikipedia:inertie|première loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une '''trajectoire rectiligne et à vitesse constante''', alors la '''somme des force qu'il subit est nulle'''.
**Réciproque : Si la somme des efforts qu'un aéronef subit est nulle, alors il évolue sur une trajectoire rectiligne et à vitesse constante.
*la [[wikipedia:Principe_fondamental_de_la_dynamique|seconde loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une trajectoire courbe ou si sa vitesse n'est pas constante, alors la somme des éfforts qu'il subit n'est pas nulle.
**Réciproque : Si la '''somme des efforts qu'un aéronef subit n'est pas nulle''', alors il évolue sur une ''trajectoire courbe ou sa vitesse n'est pas constante'''.

''' Le théorème de Bernoulli et ses développements '''

''© Copyright [[wikipedia:Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Bernoulli|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

Le [[wikipedia:Théorème_de_Bernoulli|théorème de Bernoulli]] est la formulation mathématique du ''principe de Bernoulli'' qui énonce que dans le flux d'un fluide incompressible [...], le long d'une même [[wikipedia:Ligne de courant|ligne du courant]], la quantité de Bernoulli se conserve, soit :

: <math>\tfrac12 \rho v^2 + \rho g z + p = \mathrm{constante}</math>

où :
:<math>p</math> est la pression en un point (en Pa ou N/m²) ;
:<math>\rho</math> est la masse volumique en un point (en kg/m³) ;
:<math>v</math> est la vitesse du fluide en un point (en m/s) ;
:<math>g</math> est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
:<math>z</math> est l'altitude du point considéré (en m).
La constante dépend de la ligne de courant considérée.

Ce théorème manipulé de différentes manières permet de prédire les paramètres physiques dans un flux. Il est notamment utilisé pour prédire le fonctionnement d'un [[wikipedia:Tube_de_Pitot|tube de Pitot]] afin de déterminer la vitesse de l'aéronef.

----

=== Efforts aérodynamiques ===
[[Fichier:Flux_d'air_profil_1.png|vignette]]
L'écoulement de l'air autour d'un profil créer des variations de pressions. La pression qui s'exercent sur les surfaces va alors créer des efforts que l'on peut simplifier à:
; une force de [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]] : ''F''<sub>z</sub>, perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement, dans le plan vertical.
; une force de [[wikipedia:traînée|traînée]] : ''F''<sub>x</sub>, parallèle à la direction de l'écoulement ;
; la somme des deux : ''R''<sub>a</sub>, la résultante aérodynamique.

Des essais en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]] ont permis de découvrir que les forces aérodynamiques générées par une aile dépendent de certains paramètres. Les résultats de ces essais ont permis de modéliser l’influence de chacun d'eux dans une formule. Les paramètres sont détaillés ci-dessous :

<math>Force~de~Trainee=F_{x}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{x}</math>

<math>Force~de~Portance=F_{z}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{z}</math>

<blockquote>
''' <math>\rho</math> - La masse volumique de l'air '''

Il s'agit de la '''masse de l'air par unité de volume'''. Par commodité, elle est souvent présentée en kg/m3. Toutes autres choses égales par ailleurs, lorsque la masse volumique diminue, les forces aérodynamiques diminuent (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Sa valeur standard est de 1.225kg/m3 ;
*Si l'altitude augmente, la masse volumique diminue. Si la température augmente, la masse volumique diminue ;
*ce paramètre est subit par le pilote.

''' <math>S</math> - Surface de référence '''

[[Fichier:Surface alaire 1.png|thumb|Surface Alaire]]
En aéronautique, la surface de référence d'une aile est appelée '''Surface Alaire''' et est la surface projetée sur le plan horizontal, incluant l'espace de fuselage entre les deux demie-ailes. Elle est exprimée en mètres carré (m²). Dans le cas spécifique des [[wikipedia:empennage|empennages]] verticaux ([[wikipedia:Dérive (empennage)|dérive]]), c'est la projection vertical qui est prise en compte.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus la surface alaire est importante, plus les forces aérodynamiques seront fortes (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*La surface alaire est définie par le constructeur de l'aéronef, et le pilote ne peut pas la changer.
*sauf dans le cas où le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif hypersustentateur]])

''' <math>V</math> - Vitesse de l'écoulement '''

En aéronautique, il s'agit de la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air. Pour les calculs aérodynamique, elle est exprimé en m/s (bien que les instruments des pilotes fonctionnent en km/h ou en [[wikipedia:Nœud_(unité)|kt]]).
Toutes autres choses égales par ailleurs, Les forces aérodynamiques varient au carré de vitesse. Si la vitesse est multipliée par 3, les forces aérodynamiques seront multipliées par 9 (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Généralement, la vitesse d'un planeur varie de 70 à 250km/h (de 20 à 70m/s)
*C'est le pilote qui choisi sa vitesse en vol (sauf rafale de vent transitoire)

''' <math>C{x,z}</math> - Coefficients '''

[[Image:Angle of attack.svg|thumb||Les lignes noires représentent le flux d'air, l'aile étant présentée en coupe, l'angle α est l'angle d'incidence.]]
Les '''coefficients aérodynamiques''' sont des coefficients sans dimensions permettant de prendre en compte l’influence de la forme du profil, et de prendre en compte [[wikipedia:Incidence_(aérodynamique)|l'angle d'incidence]] :

* ''C''<sub>x</sub> : le [[wikipedia:coefficient de traînée|coefficient de traînée]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la trainée ;
* ''C''<sub>z</sub> : le [[wikipedia:coefficient de portance|coefficient de portance]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la portance.

Toutes autres choses égales par ailleurs, plus l'angle d'incidence est grand, plus les coefficients sont grands et donc plus les forces aérodynamiques seront fortes. Cependant, l'augmentation n'est pas infinie, au delà d'un angle d'incidence de 15 à 20°, le flux d'air devient brusquement très mauvais et le Cz diminue brusquement. On dit que l'aile '''[[wikipedia:Décrochage_(aérodynamique)|décroche]]'''.

Concrètement pour le pilote planeur :
*Le pilote ne peut pas changer la forme du profil, sauf si le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface ou la courbure de l'aile (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif_hypersustentateur]])
*Mais grâce a ses commandes, le pilote change l'attitude de son aéronef et peut faire varier l'angle d'incidence, donc agir sur le Cz (et le Cx mais c'est la variation de Cz que recherche le pilote !).

Pour aller plus loin : Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient <math>C_{x}</math> est désigné par <math>C_{drag}</math> et <math>C_{z}</math> est désigné par <math>C_{lift}</math>. Aussi, les coefficients ne peuvent être mesurés mais seulement déterminés par calcul en posant <math>C_{x,z} = \frac{F_{x,z}} {\frac{1}{2} \, \rho \, V^2 \, S} </math> (les forces étant mesurées expérimentalement (en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]]).
</blockquote>

''' Rapport Portance / Traînée = la finesse !'''

Le rapport portance/traînée d'une [[wikipedia:Aile (aéronautique)|aile]] est nommé [[wikipedia:finesse (aérodynamique)|finesse aérodynamique]]. Elle représente le rendement de l'aile. En effet, dans le cas d'une aile d'aéronef, on chercher à avoir le meilleur rapport <math>\frac{C_{z}}{C_{x}}</math>. Ce rapport est l'expression de la [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] de l'aile d'un point de vu des aérodynamiciens, elle est strictement identique à la notion de [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] classique connue des pilotes :

<math>\frac{C_{z}}{C_{x}} = \frac{Distance~horizontale~parcoure}{hauteur~perdue} = \frac{Vitesse~horizontale(V_{x})}{Vitesse~verticale(V_{z})} = Finesse</math>

----

=== Forme d’un profil aérodynamique ===
[[Fichier:Wing profile nomenclature (fr).svg|thumb|400px|Vocabulaire sur un profil d'aile]]
[[Fichier:Angles_profil_1.png|thumb|400px|Définition des angles important sur un aéronef]]
<blockquote>
; Extrados : dessus du profil ou de l'aile.
; Intrados : dessous du profil ou de l'aile.
; Bord d’attaque : partie avant du profil. Il est généralement de forme arrondie.
; Bord de fuite : partie arrière et amincie du profil.

; Corde: Segment de droite entre le bord d'attaque et le bord de fuite
; Épaisseur relative: <math>\frac{Epaisseur~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; Ligne de cambrure: ligne courbe qui se situe exactement entre l'intrados et l'extrados. Sur un profil parfaitement symétrique, la ligne de cambrure est confondue avec la corde.
; Cambrure (relative): <math>\frac{Cambrure~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
;
;
; Angle de Calage: Angle entre la corde du profil et l'axe du fuselage (Cet angle est choisi par le concepteur pour des raisons de visibilité et d'incidence maximum au roulage).
;Angle d'incidence: Angle entre la corde du profil et le vente relatif (ou la trajectoire, le vent relatif étant directement la conséquence du déplacement de l'aéronef).
;Pente: Angle entre la trajectoire de l'aéronef et l'horizon. Une pente nulle équivaut à un vol en palier.</blockquote>

=== La forme de l’aile ===
[[Fichier:Forme_aile_1.png|thumb|400px|Vocabulaire sur une forme d'aile]]
<blockquote>
; Envergure: distance mesurée entre les deux extrémités de l'aile (entre les deux saumons d'aile).
; Allongement (sans unité): <math>Allongement=\frac{Envergure^2(m^2)}{Surface~alaire(m^2)} = \frac{Envergure(m)}{Corde~moyenne(m)} </math> Un grand allongement améliore la finesse.
; Emplanture: Il s'agit de la jonction de l’élément, l'endroit où il est attachée (emplanture de l'aile, du plan fixe de profondeur...)
; Corde à l’emplanture ou à l'extrémité: corde mesuré au niveau de emplanture ou au niveau du saumon d'aile
; Forme en plan de l’aile: forme géométrique de l'aile (aile rectangulaire, aile trapézoïdale, aile elliptique...)

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_rectangle_1.png|thumb|200px|forme en plan RECTANGULAIRE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_ellipse_1.png|thumb|200px|forme en plan ELLIPTIQUE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze%26flecheinverse_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE avec flèche inverse]] </li>
</ul></div>
</blockquote>

----

=== Écoulement en 2D ===
[[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']]
Pour devenir pilote, la pleine compréhension de ce paragraphe n'est pas requise. Il faudra appréhender les grands principes.
;Modèles mathématiques:
L'aérodynamique est une science qui fait partie de la mécanique des fluides, appliquée au cas particulier de l'air. À ce titre, les modèles mathématiques qui s'appliquent sont :
* les [[wikipedia:équations de Navier-Stokes|équations de Navier-Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] ne sont pas négligeables. Le paramètre principal quantifiant ces effets est le [[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] ;
* les [[wikipedia:équations d'Euler|équations d'Euler]] ou de fluide parfait, lorsque les effets visqueux sont négligeables ;
*[[wikipedia:écoulement de Stokes|l'équation de Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] sont prépondérants et les effets inertiels du fluide négligeables ([[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] proche de zéro ;
* l'équation d'état du gaz (modèle du [[wikipedia:gaz parfait|gaz parfait]] pour l'air).

; Le point d’arrêt: Au [[wikipedia:Point_d'arrêt_(mécanique_des_fluides)|point d'arrêt]], la vitesse du fluide est nulle et toute l'énergie cinétique de ce fluide est transformée en énergie de pression. Sur un profil, le point d'arrêt est localisé approximativement au bord d'attaque, mais dépend de l'angle d'incidence du moment.

;Distribution de pression: L'écoulement autour d'un profil créer des variations de vitesse dans l’écoulement, occasionnant des variations de pression. Pour avoir une force de portance vers le haut, il faut créer une dépression au dessus de l'aile, et une surpression en dessous. La forme du profil est alors construite en conséquence.

;Centre de pression: C'est le point où s'appliquerait la somme de toute les pressions à l'intrados, et à l'extrados.

;Influence de l’incidence: Comme vu plus haut, lorsque l'incidence augmente, les coefficients aérodynamiques augmentent

; Séparation de l’écoulement aux fortes incidences : Lorsque l'incidence du profil est trop importante (entre 15 et 20°), un décollement de couche limite se produit, le flux ne s'écoule plus le long du profil. Le profil ne génère plus de portance.

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Lift_curve_fr.svg|thumb|x300px|graphique donnant l'évolution du coefficient de portance en fonction de l'angle d'incidence. Le décrochage survient dans ce cas pour un angle d'incidence supérieur à 15°.]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Angles_de_portance_et_de_décrochage.svg|thumb|x300px|influence de l’angle d'incidence sur la portance]] </li>
</ul></div>

=== Écoulement en 3D ===
L'étude de l'écoulement sur aile complète, en 3D, permet d’appréhender d'autres phénomènes.
[[Fichier:Tourbillons marginaux 1.png|thumb|Tourbillon marginaux sur une aile]]
[[Fichier:Airplane_vortex_edit.jpg|thumb|Étude de la NASA sur les turbulences de sillage. Un tourbillon est créé par le passage d'une aile d'avion, révélé par la fumée.]]
''' Les tourbillons marginaux '''

Les tourbillons marginaux naissent de la différence de pression entre l'[[wikipedia:Intrados_(aéronautique)|intrados]] et l'[[wikipedia:Extrados_(aéronautique)|extrados]] au niveau du [[wikipedia:Saumon_(aéronautique)|saumon]] de l'aile. Un mouvement spontané de l'air créer cette forme circulaire, qui se transforme en tourbillon avec l'avancement de l'aéronef. Ils sont des éléments important de ce que l'on nomme la [[wikipedia:turbulence de sillage|turbulence de sillage]].

Pour les planeurs, c'est un phénomène néfaste à la performance mais relativement faible compte tenu du grand [[wikipedia:Allongement_(aéronautique)|allongement]] de l'aile.

Pour les aéronefs lourd, c'est un phénomène important qui peut devenir dangereux pour les aéronefs léger. Cela a conduit les autorités aéronautiques à définir des distances minimales entre avions en fonction de leurs poids respectifs au décollage, à l'atterrissage et en vol.

Un tourbillon peut également apparaitre sur des parties formant des angles avec le plan des ailes, telles que par exemple les [[wikipedia:Dispositif hypersustentateur|volets]] quand ils sont abaissés. Une image du tourbillon marginal est parfois visible avec de la condensation de vapeur d'eau qui se forme dans des conditions de basse pression. C'est surtout le cas des avions de chasse en forte accélération ou avec un angle d'incidence élevé. Ou encore des avions de ligne au décollage ou à l'atterrissage dans un air humide. Il ne faut pas confondre cette condensation avec les [[wikipedia:trainées_de_condensation|trainées de condensation]] qui sont provoquées par la vapeur d'eau échappée des moteurs.

Les ''[[wikipedia:winglet|winglet]]s'' (ailettes de bout d'aile) tendent à diminuer l'importance du tourbillon marginal en transformant une partie de son énergie pour réduire la [[wikipedia:traînée|traînée]]. On dit qu'elles augmentent l'allongement aérodynamique.

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=== Les composantes de la trainée ===
La trainée totale peut se décomposer en 3 parties. La connaissance des différents sources de trainée permet au pilote d'agir spécifiquement pour leur contrôle et leur diminution.

''' Traînée de frottement '''

Dans l’écoulement d’un [[wikipedia:Fluide (matière)|fluide]] sur une surface on constate au voisinage immédiat de la surface un ralentissement du fluide. L’épaisseur où le fluide est ralenti s’appelle la [[wikipedia:couche limite|couche limite]]. Dans la couche limite les [[wikipedia:molécule|molécule]]s d'air sont ralenties, ce qui se traduit par une perte d'[[wikipedia:énergie|énergie]]. Ce phénomène est d'autant plus grand que la surface en contact avec l'écoulement est importante. On parle également de [[wikipedia:Surface_mouillée|surface mouillée]] pour évoquer cette composante de la trainée.

''' Traînée de forme '''

La résistance aérodynamique d’un objet dépend de sa forme. Si l’on compare les traînées d'un disque perpendiculaire à l'écoulement, d'une [[wikipedia:sphère|sphère]] de même diamètre et d'une forme profilée également de même diamètre (présentant la forme dite de façon abusive "en goutte d’eau"), on constate que la sphère suscite 50 % de la résistance du disque, et la "goutte d’eau" à peine 5 % de la résistance de ce même disque. La traînée de forme est minimale quand l'écoulement n'est pas décollé. Les variations de section brutales du corps amènent des décollements, de la turbulence et donc de la traînée. Afin de réduire les décollements et la [[wikipedia:turbulence|turbulence]], il faut "profiler" le corps. Les avions les mieux profilés (les planeurs) ont un coefficient de forme très faible.

''' [[wikipedia:traînée induite|Traînée induite]] '''

L'expression complète qui devrait être utilisée est ''[[wikipedia:traînée induite|traînée induite]] par la [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]]''. Elle est causée par tout ce qui crée de la portance, proportionnelle au carré du coefficient de portance (''C''<sub>z</sub>), et inversement proportionnelle à l'allongement effectif. Elle est réduite par la présence de [[wikipedia:Winglet|winglet]]. La traînée induite est une composante importante de la traînée totale, notamment aux basses vitesses (forts coefficients de portance).

Pour aller plus loin : Le mécanisme de la traînée induite a été théorisé par Ludwig Prandtl (1918) de la manière suivante : Pour avoir une portance, il faut une surpression relative à ''l’intrados'' de l’aile et/ou une dépression relative à ''l’extrados'' de l’aile. Sous l'effet de cette différence de pression, l’air passe directement de l’intrados à l’extrados en contournant l'extrémité de l'aile. Il en résulte que, sous l’intrados, le flux d’air général se trouve dévié latéralement vers l’extrémité de l’aile, et que sur l’extrados le flux d’air se trouve dévié vers le centre de l’aile. Lorsque les flux respectifs de l’intrados et de l’extrados finissent par se rejoindre au bord de fuite de l’aile, leurs directions divergent, ce qui cause à la fois la traînée induite et des tourbillons en arrière du bord de fuite.

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=== Effet de sol ===
''© Copyright [[wikipedia:Effet_de_sol|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

En aéronautique, dans le cas d'un [[wikipedia:aéronef à effet de sol|aérodyne à effet de sol]], le vol à proximité du sol augmente légèrement la portance (la portance est plus grande à incidence identique), ce qui permet, à portance égale, de réduire l'angle d'incidence et la déflexion et donc la [[#Les composantes de la trainée|Traînée induite]] par la portance. Cela améliore la finesse (le Rapport Portance / Traînée) de l'engin.

Concrètement pour le pilote :
*La puissance nécessaire pour voler en effet de sol est inférieure. Dans le cas imaginaire d'un aéronef disposant de trop peu de puissance, ce dernier pourrait décoller, mais ne jamais pouvoir voler sans l’effet de sol et donc ne jamais monter plus haut que quelques mètres (cas du [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright#Flyer|Flyer]] des [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright|frères Wright]])
*Lors de l’atterrissage (en vol plané ou en quasi-vol plané), l'aéronef va subitement mieux planer lorsqu'il entre en effet de sol à quelques mètres du sol. Le pilote doit avoir conscience du phénomène pour agir correctement et accompagner cette phase de l'atterrissage.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Positiver Bodeneffekt.png|thumb|Portance avec effet de sol (le sol se trouve en bas de l'image et la pression sous l'aile a augmenté). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
</ul></div>

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=== la couche limite ===
[[Fichier:Laminar boundary layer scheme.svg|vignette|Profil de vitesse au travers d’une couche limite au-dessus d’une plaque.]]
La [[wikipedia:Couche_limite|couche limite]] est la mince couche d'un écoulement au voisinage immédiat d'un objet, dans laquelle se manifestent les phénomènes de frottement et de viscosité. Plus vulgairement, la vitesse du flux d'air diminue au fur et à mesure que l'on s'approche de l'objet car il "frotte" du plus en plus sur cet objet.

La couche limite doit normalement exister tout autour du profil d'aile. Mais dans des conditions spécifiques, elle peut se "décoller" et l'écoulement ne suit plus le profil de l'aile. Un décollement important occasionne le [[wikipédia:Décrochage_(aérodynamique)|décrochage]]. Un décollement moindre peut occasionner la perte de contrôle sur les gouvernes si ces dernières ne sont correctement alimentés en air.
Des dispositifs spécifiques permettent de redonner de l'énergie à la couche limite pour éviter son décollement, au prix d'une trainée supérieure. Turbulateur, soufflage de la couche limite, aspiration au bord de fuite....
Lorqu'un indiqué par le constructeur, ces éléments doivent absolument être présent pour garantir la sécurité et la performance du vol.

Cette couche limite peut être de type laminaire ou turbulente, mais cette connaissance n'est pas demandée au pilote de planeur.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca laminar fluegel(cropped).jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à incidence adaptée (pas de décollement de couche limite).]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca abger fluegel.jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à forte incidence (couche limite décollée à l'extrados - décrochage).]] </li>
</ul></div>

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=== Circonstances spéciales ===
'''Contaminations courantes des profils en planeur'''
<blockquote>
;Pluie : Lorsque des gouttes d'eau recouvrent l'aéronef, les plus petites restent immobiles et collées à la surface (dans la couche limite où le flux d'air est plus faible). Les plus grosses peuvent parcourir l'aéronef de l'avant vers l'arrière. Il en résulte un profil aérodynamique déformé et cela peut occasionner une baisse jusqu’à 50% des performances ainsi qu'une augmentation de la vitesse de décrochage. Certains modèles de planeur ne peuvent tout simplement pas décoller avec les ailes chargées de gouttelettes.
;Poussières : Les poussières accumulées lorsqu'un planeur est dans le hangar peuvent conduire à une baisse des performances. Dû au principe de couche limite, la poussière ne sera pas soufflée et restera présente durant tout le vol.
[[File:Ventus 2cxM D-KCXM 05.jpg|vignette|système de démoustication des bords d'attaques sur un planeur performant]]
;Contamination du bord d’attaque : Des insectes peuvent venir s'accumuler autour du point d'arrêt (bord d'attaque). Sur un planeur performant, la somme des cadavres de moustique peut représenter une baisse notable des performances. Des systèmes "démoustiqueurs en vol" peuvent exister pour des vols de performances.
</blockquote>

'''Le givrage sur la cellule'''
[[Fichier:Icing_on_a_rotor.jpg|vignette|Cristaux de glace se formant en "double cornes" sur le [[wikipedia:bord d'attaque|bord d'attaque]] d'un profil, dans un tunnel de givrage expérimental de la [[NASA]].]]
<blockquote>
Le [[wikipedia:Givrage_(aéronautique)|givrage]] est l'apparition de glace à certains endroits de l'aéronef. Contrairement à l'aviation professionnelle, les planeurs ne sont pas équipés de systèmes de [[wikipedia:Dégivrage_(aéronautique)|dégivrages]].
;Glace sur la surface : l'aéronef peut se recouvrir de neige/givre sur toute la surface (au sol notamment), ce qui dégrade l'état de surface. Le profil d'aile est déformé ce qui occasionne une baisse des performances et une augmentation de la vitesse de décrochage. Le dégivrage avant le décollage est indispensable.
;Glace au point d’arrêt les profils : En vol, l'aéronef peut accumuler un bourrelet de givre/neige sur le bord d'attaque des profils, ou pire de l'eau surfondue impacte le point d'arrêt et givre un peu loin (givrage double cornes). En condition de givrage sévère, le profil d'aile est fortement modifié en quelques minutes, l'aile perd sa capacité portante et l'aéronef ne peut plus maintenir son vol.
;Effets du givre sur le contrôle : Le givrage sur les gouvernes peut fortement modifier l'équilibrage des gouvernes et peuvent devenir instables puis vibrer. Le givrage entre les gouvernes et les parties fixes peut bloquer les gouvernes entrainant l'impossibilité de contrôler l'attitude de l'aéronef.
</blockquote>

5-1 Bases aérodynamique (motoplaneurs)

2026-09-21T14:02:53Z

Florentc59 : /* La forme de l’aile */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Aérodynamique, Concepts de base, lois et définitions ==
''© Copyright [[wikipedia:Aérodynamique|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

L''''aérodynamique''' est une branche de la [[wikipedia:dynamique des fluides|dynamique des fluides]] qui étudie les écoulements d'air, et leurs effets sur des éléments solides. En aéronautique, l'aérodynamique s'applique aux déplacements des [[wikipedia:aérodyne|aérodynes]], principalement sur leur [[wikipedia:Aile_(aéronautique)|aile]] et leur système de propulsion ([[wikipedia:Hélice (aéronautique)|hélices]], rotors, turbines, [[wikipedia:turboréacteur|turboréacteur]]s).

=== Unités, lois et définitions ===
''' Unités utilisées '''
*[[wikipedia:Force_(physique)|Forces]] en Newton (N) (ou kg par approximation, mais pas officiel. 1kg = env. 10N)
*[[wikipedia:Surface,_aire_et_superficie|Surface]] en mètre carré (m²)
*[[wikipedia:Pression|Pression]] en Pascal (Pa)
*[[wikipedia:Vitesse|Vitesse]] en mètre par seconde (m/s)

''' Autres définitions utiles '''
*La [[wikipedia:Densité|Densité]] (sans unité) : en aéronautique, le gaz pris comme référence (densité = 1) est l'air au niveau du sol en conditions standards.
*Les pressions :
**La [[wikipedia:Pression_statique|pression statique]] : C'est la pression de l'air mesurée lorsqu'il n'y a aucun mouvement, notée <math>P_{s}</math>
**La [[wikipedia:Pression_dynamique|pression dynamique]] : C'est l'augmentation de pression de l'air générée lorsqu'il se déplace (l'air frappe l'obstacle, la pression augmente), notée <math>P_{d}=\frac12 \, \rho V^2</math>
**La [[wikipedia:Pression_totale|pression totale]] : En aéronautique, on simplifie à la somme <math>Pression~totale=Pression~statique + Pression~dynamique ; P_{t}= P_{s}+P_{d}</math>

''' Lois de Newton '''
*la [[wikipedia:inertie|première loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une '''trajectoire rectiligne et à vitesse constante''', alors la '''somme des force qu'il subit est nulle'''.
**Réciproque : Si la somme des efforts qu'un aéronef subit est nulle, alors il évolue sur une trajectoire rectiligne et à vitesse constante.
*la [[wikipedia:Principe_fondamental_de_la_dynamique|seconde loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une trajectoire courbe ou si sa vitesse n'est pas constante, alors la somme des éfforts qu'il subit n'est pas nulle.
**Réciproque : Si la '''somme des efforts qu'un aéronef subit n'est pas nulle''', alors il évolue sur une ''trajectoire courbe ou sa vitesse n'est pas constante'''.

''' Le théorème de Bernoulli et ses développements '''

''© Copyright [[wikipedia:Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Bernoulli|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

Le [[wikipedia:Théorème_de_Bernoulli|théorème de Bernoulli]] est la formulation mathématique du ''principe de Bernoulli'' qui énonce que dans le flux d'un fluide incompressible [...], le long d'une même [[wikipedia:Ligne de courant|ligne du courant]], la quantité de Bernoulli se conserve, soit :

: <math>\tfrac12 \rho v^2 + \rho g z + p = \mathrm{constante}</math>

où :
:<math>p</math> est la pression en un point (en Pa ou N/m²) ;
:<math>\rho</math> est la masse volumique en un point (en kg/m³) ;
:<math>v</math> est la vitesse du fluide en un point (en m/s) ;
:<math>g</math> est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
:<math>z</math> est l'altitude du point considéré (en m).
La constante dépend de la ligne de courant considérée.

Ce théorème manipulé de différentes manières permet de prédire les paramètres physiques dans un flux. Il est notamment utilisé pour prédire le fonctionnement d'un [[wikipedia:Tube_de_Pitot|tube de Pitot]] afin de déterminer la vitesse de l'aéronef.

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=== Efforts aérodynamiques ===
[[Fichier:Flux_d'air_profil_1.png|vignette]]
L'écoulement de l'air autour d'un profil créer des variations de pressions. La pression qui s'exercent sur les surfaces va alors créer des efforts que l'on peut simplifier à:
; une force de [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]] : ''F''<sub>z</sub>, perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement, dans le plan vertical.
; une force de [[wikipedia:traînée|traînée]] : ''F''<sub>x</sub>, parallèle à la direction de l'écoulement ;
; la somme des deux : ''R''<sub>a</sub>, la résultante aérodynamique.

Des essais en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]] ont permis de découvrir que les forces aérodynamiques générées par une aile dépendent de certains paramètres. Les résultats de ces essais ont permis de modéliser l’influence de chacun d'eux dans une formule. Les paramètres sont détaillés ci-dessous :

<math>Force~de~Trainee=F_{x}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{x}</math>

<math>Force~de~Portance=F_{z}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{z}</math>

<blockquote>
''' <math>\rho</math> - La masse volumique de l'air '''

Il s'agit de la '''masse de l'air par unité de volume'''. Par commodité, elle est souvent présentée en kg/m3. Toutes autres choses égales par ailleurs, lorsque la masse volumique diminue, les forces aérodynamiques diminuent (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Sa valeur standard est de 1.225kg/m3 ;
*Si l'altitude augmente, la masse volumique diminue. Si la température augmente, la masse volumique diminue ;
*ce paramètre est subit par le pilote.

''' <math>S</math> - Surface de référence '''

[[Fichier:Surface alaire 1.png|thumb|Surface Alaire]]
En aéronautique, la surface de référence d'une aile est appelée '''Surface Alaire''' et est la surface projetée sur le plan horizontal, incluant l'espace de fuselage entre les deux demie-ailes. Elle est exprimée en mètres carré (m²). Dans le cas spécifique des [[wikipedia:empennage|empennages]] verticaux ([[wikipedia:Dérive (empennage)|dérive]]), c'est la projection vertical qui est prise en compte.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus la surface alaire est importante, plus les forces aérodynamiques seront fortes (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*La surface alaire est définie par le constructeur de l'aéronef, et le pilote ne peut pas la changer.
*sauf dans le cas où le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif hypersustentateur]])

''' <math>V</math> - Vitesse de l'écoulement '''

En aéronautique, il s'agit de la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air. Pour les calculs aérodynamique, elle est exprimé en m/s (bien que les instruments des pilotes fonctionnent en km/h ou en [[wikipedia:Nœud_(unité)|kt]]).
Toutes autres choses égales par ailleurs, Les forces aérodynamiques varient au carré de vitesse. Si la vitesse est multipliée par 3, les forces aérodynamiques seront multipliées par 9 (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Généralement, la vitesse d'un planeur varie de 70 à 250km/h (de 20 à 70m/s)
*C'est le pilote qui choisi sa vitesse en vol (sauf rafale de vent transitoire)

''' <math>C{x,z}</math> - Coefficients '''

[[Image:Angle of attack.svg|thumb||Les lignes noires représentent le flux d'air, l'aile étant présentée en coupe, l'angle α est l'angle d'incidence.]]
Les '''coefficients aérodynamiques''' sont des coefficients sans dimensions permettant de prendre en compte l’influence de la forme du profil, et de prendre en compte [[wikipedia:Incidence_(aérodynamique)|l'angle d'incidence]] :

* ''C''<sub>x</sub> : le [[wikipedia:coefficient de traînée|coefficient de traînée]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la trainée ;
* ''C''<sub>z</sub> : le [[wikipedia:coefficient de portance|coefficient de portance]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la portance.

Toutes autres choses égales par ailleurs, plus l'angle d'incidence est grand, plus les coefficients sont grands et donc plus les forces aérodynamiques seront fortes. Cependant, l'augmentation n'est pas infinie, au delà d'un angle d'incidence de 15 à 20°, le flux d'air devient brusquement très mauvais et le Cz diminue brusquement. On dit que l'aile '''[[wikipedia:Décrochage_(aérodynamique)|décroche]]'''.

Concrètement pour le pilote planeur :
*Le pilote ne peut pas changer la forme du profil, sauf si le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface ou la courbure de l'aile (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif_hypersustentateur]])
*Mais grâce a ses commandes, le pilote change l'attitude de son aéronef et peut faire varier l'angle d'incidence, donc agir sur le Cz (et le Cx mais c'est la variation de Cz que recherche le pilote !).

Pour aller plus loin : Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient <math>C_{x}</math> est désigné par <math>C_{drag}</math> et <math>C_{z}</math> est désigné par <math>C_{lift}</math>. Aussi, les coefficients ne peuvent être mesurés mais seulement déterminés par calcul en posant <math>C_{x,z} = \frac{F_{x,z}} {\frac{1}{2} \, \rho \, V^2 \, S} </math> (les forces étant mesurées expérimentalement (en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]]).
</blockquote>

''' Rapport Portance / Traînée = la finesse !'''

Le rapport portance/traînée d'une [[wikipedia:Aile (aéronautique)|aile]] est nommé [[wikipedia:finesse (aérodynamique)|finesse aérodynamique]]. Elle représente le rendement de l'aile. En effet, dans le cas d'une aile d'aéronef, on chercher à avoir le meilleur rapport <math>\frac{C_{z}}{C_{x}}</math>. Ce rapport est l'expression de la [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] de l'aile d'un point de vu des aérodynamiciens, elle est strictement identique à la notion de [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] classique connue des pilotes :

<math>\frac{C_{z}}{C_{x}} = \frac{Distance~horizontale~parcoure}{hauteur~perdue} = \frac{Vitesse~horizontale(V_{x})}{Vitesse~verticale(V_{z})} = Finesse</math>

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=== Forme d’un profil aérodynamique ===
[[Fichier:Wing profile nomenclature (fr).svg|thumb|400px|Vocabulaire sur un profil d'aile]]
[[Fichier:Angles_profil_1.png|thumb|400px|Définition des angles important sur un aéronef]]
<blockquote>
; Extrados : dessus du profil ou de l'aile.
; Intrados : dessous du profil ou de l'aile.
; Bord d’attaque : partie avant du profil. Il est généralement de forme arrondie.
; Bord de fuite : partie arrière et amincie du profil.

; corde : Segment de droite entre le bord d'attaque et le bord de fuite
; épaisseur relative : <math>\frac{Epaisseur~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; ligne de cambrure : ligne courbe qui se situe exactement entre l'intrados et l'extrados. Sur un profil parfaitement symétrique, la ligne de cambrure est confondue avec la corde.
; cambrure (relative) : <math>\frac{Cambrure~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; incidence : Angle d'incidence α entre la corde de profil et le vent relatif (vecteur noir).

;Angle de Calage : Angle entre la corde du profil et l'axe du fuselage (Cet angle est choisi par le concepteur pour des raisons de visibilité et d'incidence maximum au roulage).
;Angle d'incidence : Angle entre la corde du profil et le vente relatif (ou la trajectoire, le vent relatif étant directement la conséquence du déplacement de l'aéronef).
;Pente : Angle entre la trajectoire de l'aéronef et l'horizon. Une pente nulle équivaut à un vol en palier.
</blockquote>

=== La forme de l’aile ===
[[Fichier:Forme_aile_1.png|thumb|400px|Vocabulaire sur une forme d'aile]]
<blockquote>
; envergure : distance mesurée entre les deux extrémités de l'aile (entre les deux saumons d'aile).
; allongement (sans unité) : <math>Allongement=\frac{Envergure^2(m^2)}{Surface~alaire(m^2)} = \frac{Envergure(m)}{Corde~moyenne(m)} </math> Un grand allongement améliore la finesse.
; emplanture : Il s'agit de la jonction de l’élément, l'endroit où il est attachée (emplanture de l'aile, du plan fixe de profondeur...)
; corde à l’emplanture : corde mesuré au niveau de emplanture
; corde à l’extrémité : corde mesurée au niveau du saumon d'aile
; forme en plan de l’aile : forme géométrique de l'aile (aile rectangulaire, aile trapézoïdale, aile elliptique...)

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_rectangle_1.png|thumb|200px|forme en plan RECTANGULAIRE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_ellipse_1.png|thumb|200px|forme en plan ELLIPTIQUE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze%26flecheinverse_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE avec flèche inverse]] </li>
</ul></div>
</blockquote>

----

=== Écoulement en 2D ===
[[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']]
Pour devenir pilote, la pleine compréhension de ce paragraphe n'est pas requise. Il faudra appréhender les grands principes.
;Modèles mathématiques:
L'aérodynamique est une science qui fait partie de la mécanique des fluides, appliquée au cas particulier de l'air. À ce titre, les modèles mathématiques qui s'appliquent sont :
* les [[wikipedia:équations de Navier-Stokes|équations de Navier-Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] ne sont pas négligeables. Le paramètre principal quantifiant ces effets est le [[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] ;
* les [[wikipedia:équations d'Euler|équations d'Euler]] ou de fluide parfait, lorsque les effets visqueux sont négligeables ;
*[[wikipedia:écoulement de Stokes|l'équation de Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] sont prépondérants et les effets inertiels du fluide négligeables ([[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] proche de zéro ;
* l'équation d'état du gaz (modèle du [[wikipedia:gaz parfait|gaz parfait]] pour l'air).

; Le point d’arrêt: Au [[wikipedia:Point_d'arrêt_(mécanique_des_fluides)|point d'arrêt]], la vitesse du fluide est nulle et toute l'énergie cinétique de ce fluide est transformée en énergie de pression. Sur un profil, le point d'arrêt est localisé approximativement au bord d'attaque, mais dépend de l'angle d'incidence du moment.

;Distribution de pression: L'écoulement autour d'un profil créer des variations de vitesse dans l’écoulement, occasionnant des variations de pression. Pour avoir une force de portance vers le haut, il faut créer une dépression au dessus de l'aile, et une surpression en dessous. La forme du profil est alors construite en conséquence.

;Centre de pression: C'est le point où s'appliquerait la somme de toute les pressions à l'intrados, et à l'extrados.

;Influence de l’incidence: Comme vu plus haut, lorsque l'incidence augmente, les coefficients aérodynamiques augmentent

; Séparation de l’écoulement aux fortes incidences : Lorsque l'incidence du profil est trop importante (entre 15 et 20°), un décollement de couche limite se produit, le flux ne s'écoule plus le long du profil. Le profil ne génère plus de portance.

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Lift_curve_fr.svg|thumb|x300px|graphique donnant l'évolution du coefficient de portance en fonction de l'angle d'incidence. Le décrochage survient dans ce cas pour un angle d'incidence supérieur à 15°.]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Angles_de_portance_et_de_décrochage.svg|thumb|x300px|influence de l’angle d'incidence sur la portance]] </li>
</ul></div>

=== Écoulement en 3D ===
L'étude de l'écoulement sur aile complète, en 3D, permet d’appréhender d'autres phénomènes.
[[Fichier:Tourbillons marginaux 1.png|thumb|Tourbillon marginaux sur une aile]]
[[Fichier:Airplane_vortex_edit.jpg|thumb|Étude de la NASA sur les turbulences de sillage. Un tourbillon est créé par le passage d'une aile d'avion, révélé par la fumée.]]
''' Les tourbillons marginaux '''

Les tourbillons marginaux naissent de la différence de pression entre l'[[wikipedia:Intrados_(aéronautique)|intrados]] et l'[[wikipedia:Extrados_(aéronautique)|extrados]] au niveau du [[wikipedia:Saumon_(aéronautique)|saumon]] de l'aile. Un mouvement spontané de l'air créer cette forme circulaire, qui se transforme en tourbillon avec l'avancement de l'aéronef. Ils sont des éléments important de ce que l'on nomme la [[wikipedia:turbulence de sillage|turbulence de sillage]].

Pour les planeurs, c'est un phénomène néfaste à la performance mais relativement faible compte tenu du grand [[wikipedia:Allongement_(aéronautique)|allongement]] de l'aile.

Pour les aéronefs lourd, c'est un phénomène important qui peut devenir dangereux pour les aéronefs léger. Cela a conduit les autorités aéronautiques à définir des distances minimales entre avions en fonction de leurs poids respectifs au décollage, à l'atterrissage et en vol.

Un tourbillon peut également apparaitre sur des parties formant des angles avec le plan des ailes, telles que par exemple les [[wikipedia:Dispositif hypersustentateur|volets]] quand ils sont abaissés. Une image du tourbillon marginal est parfois visible avec de la condensation de vapeur d'eau qui se forme dans des conditions de basse pression. C'est surtout le cas des avions de chasse en forte accélération ou avec un angle d'incidence élevé. Ou encore des avions de ligne au décollage ou à l'atterrissage dans un air humide. Il ne faut pas confondre cette condensation avec les [[wikipedia:trainées_de_condensation|trainées de condensation]] qui sont provoquées par la vapeur d'eau échappée des moteurs.

Les ''[[wikipedia:winglet|winglet]]s'' (ailettes de bout d'aile) tendent à diminuer l'importance du tourbillon marginal en transformant une partie de son énergie pour réduire la [[wikipedia:traînée|traînée]]. On dit qu'elles augmentent l'allongement aérodynamique.

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=== Les composantes de la trainée ===
La trainée totale peut se décomposer en 3 parties. La connaissance des différents sources de trainée permet au pilote d'agir spécifiquement pour leur contrôle et leur diminution.

''' Traînée de frottement '''

Dans l’écoulement d’un [[wikipedia:Fluide (matière)|fluide]] sur une surface on constate au voisinage immédiat de la surface un ralentissement du fluide. L’épaisseur où le fluide est ralenti s’appelle la [[wikipedia:couche limite|couche limite]]. Dans la couche limite les [[wikipedia:molécule|molécule]]s d'air sont ralenties, ce qui se traduit par une perte d'[[wikipedia:énergie|énergie]]. Ce phénomène est d'autant plus grand que la surface en contact avec l'écoulement est importante. On parle également de [[wikipedia:Surface_mouillée|surface mouillée]] pour évoquer cette composante de la trainée.

''' Traînée de forme '''

La résistance aérodynamique d’un objet dépend de sa forme. Si l’on compare les traînées d'un disque perpendiculaire à l'écoulement, d'une [[wikipedia:sphère|sphère]] de même diamètre et d'une forme profilée également de même diamètre (présentant la forme dite de façon abusive "en goutte d’eau"), on constate que la sphère suscite 50 % de la résistance du disque, et la "goutte d’eau" à peine 5 % de la résistance de ce même disque. La traînée de forme est minimale quand l'écoulement n'est pas décollé. Les variations de section brutales du corps amènent des décollements, de la turbulence et donc de la traînée. Afin de réduire les décollements et la [[wikipedia:turbulence|turbulence]], il faut "profiler" le corps. Les avions les mieux profilés (les planeurs) ont un coefficient de forme très faible.

''' [[wikipedia:traînée induite|Traînée induite]] '''

L'expression complète qui devrait être utilisée est ''[[wikipedia:traînée induite|traînée induite]] par la [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]]''. Elle est causée par tout ce qui crée de la portance, proportionnelle au carré du coefficient de portance (''C''<sub>z</sub>), et inversement proportionnelle à l'allongement effectif. Elle est réduite par la présence de [[wikipedia:Winglet|winglet]]. La traînée induite est une composante importante de la traînée totale, notamment aux basses vitesses (forts coefficients de portance).

Pour aller plus loin : Le mécanisme de la traînée induite a été théorisé par Ludwig Prandtl (1918) de la manière suivante : Pour avoir une portance, il faut une surpression relative à ''l’intrados'' de l’aile et/ou une dépression relative à ''l’extrados'' de l’aile. Sous l'effet de cette différence de pression, l’air passe directement de l’intrados à l’extrados en contournant l'extrémité de l'aile. Il en résulte que, sous l’intrados, le flux d’air général se trouve dévié latéralement vers l’extrémité de l’aile, et que sur l’extrados le flux d’air se trouve dévié vers le centre de l’aile. Lorsque les flux respectifs de l’intrados et de l’extrados finissent par se rejoindre au bord de fuite de l’aile, leurs directions divergent, ce qui cause à la fois la traînée induite et des tourbillons en arrière du bord de fuite.

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=== Effet de sol ===
''© Copyright [[wikipedia:Effet_de_sol|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

En aéronautique, dans le cas d'un [[wikipedia:aéronef à effet de sol|aérodyne à effet de sol]], le vol à proximité du sol augmente légèrement la portance (la portance est plus grande à incidence identique), ce qui permet, à portance égale, de réduire l'angle d'incidence et la déflexion et donc la [[#Les composantes de la trainée|Traînée induite]] par la portance. Cela améliore la finesse (le Rapport Portance / Traînée) de l'engin.

Concrètement pour le pilote :
*La puissance nécessaire pour voler en effet de sol est inférieure. Dans le cas imaginaire d'un aéronef disposant de trop peu de puissance, ce dernier pourrait décoller, mais ne jamais pouvoir voler sans l’effet de sol et donc ne jamais monter plus haut que quelques mètres (cas du [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright#Flyer|Flyer]] des [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright|frères Wright]])
*Lors de l’atterrissage (en vol plané ou en quasi-vol plané), l'aéronef va subitement mieux planer lorsqu'il entre en effet de sol à quelques mètres du sol. Le pilote doit avoir conscience du phénomène pour agir correctement et accompagner cette phase de l'atterrissage.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Positiver Bodeneffekt.png|thumb|Portance avec effet de sol (le sol se trouve en bas de l'image et la pression sous l'aile a augmenté). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
</ul></div>

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=== la couche limite ===
[[Fichier:Laminar boundary layer scheme.svg|vignette|Profil de vitesse au travers d’une couche limite au-dessus d’une plaque.]]
La [[wikipedia:Couche_limite|couche limite]] est la mince couche d'un écoulement au voisinage immédiat d'un objet, dans laquelle se manifestent les phénomènes de frottement et de viscosité. Plus vulgairement, la vitesse du flux d'air diminue au fur et à mesure que l'on s'approche de l'objet car il "frotte" du plus en plus sur cet objet.

La couche limite doit normalement exister tout autour du profil d'aile. Mais dans des conditions spécifiques, elle peut se "décoller" et l'écoulement ne suit plus le profil de l'aile. Un décollement important occasionne le [[wikipédia:Décrochage_(aérodynamique)|décrochage]]. Un décollement moindre peut occasionner la perte de contrôle sur les gouvernes si ces dernières ne sont correctement alimentés en air.
Des dispositifs spécifiques permettent de redonner de l'énergie à la couche limite pour éviter son décollement, au prix d'une trainée supérieure. Turbulateur, soufflage de la couche limite, aspiration au bord de fuite....
Lorqu'un indiqué par le constructeur, ces éléments doivent absolument être présent pour garantir la sécurité et la performance du vol.

Cette couche limite peut être de type laminaire ou turbulente, mais cette connaissance n'est pas demandée au pilote de planeur.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca laminar fluegel(cropped).jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à incidence adaptée (pas de décollement de couche limite).]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca abger fluegel.jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à forte incidence (couche limite décollée à l'extrados - décrochage).]] </li>
</ul></div>

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=== Circonstances spéciales ===
'''Contaminations courantes des profils en planeur'''
<blockquote>
;Pluie : Lorsque des gouttes d'eau recouvrent l'aéronef, les plus petites restent immobiles et collées à la surface (dans la couche limite où le flux d'air est plus faible). Les plus grosses peuvent parcourir l'aéronef de l'avant vers l'arrière. Il en résulte un profil aérodynamique déformé et cela peut occasionner une baisse jusqu’à 50% des performances ainsi qu'une augmentation de la vitesse de décrochage. Certains modèles de planeur ne peuvent tout simplement pas décoller avec les ailes chargées de gouttelettes.
;Poussières : Les poussières accumulées lorsqu'un planeur est dans le hangar peuvent conduire à une baisse des performances. Dû au principe de couche limite, la poussière ne sera pas soufflée et restera présente durant tout le vol.
[[File:Ventus 2cxM D-KCXM 05.jpg|vignette|système de démoustication des bords d'attaques sur un planeur performant]]
;Contamination du bord d’attaque : Des insectes peuvent venir s'accumuler autour du point d'arrêt (bord d'attaque). Sur un planeur performant, la somme des cadavres de moustique peut représenter une baisse notable des performances. Des systèmes "démoustiqueurs en vol" peuvent exister pour des vols de performances.
</blockquote>

'''Le givrage sur la cellule'''
[[Fichier:Icing_on_a_rotor.jpg|vignette|Cristaux de glace se formant en "double cornes" sur le [[wikipedia:bord d'attaque|bord d'attaque]] d'un profil, dans un tunnel de givrage expérimental de la [[NASA]].]]
<blockquote>
Le [[wikipedia:Givrage_(aéronautique)|givrage]] est l'apparition de glace à certains endroits de l'aéronef. Contrairement à l'aviation professionnelle, les planeurs ne sont pas équipés de systèmes de [[wikipedia:Dégivrage_(aéronautique)|dégivrages]].
;Glace sur la surface : l'aéronef peut se recouvrir de neige/givre sur toute la surface (au sol notamment), ce qui dégrade l'état de surface. Le profil d'aile est déformé ce qui occasionne une baisse des performances et une augmentation de la vitesse de décrochage. Le dégivrage avant le décollage est indispensable.
;Glace au point d’arrêt les profils : En vol, l'aéronef peut accumuler un bourrelet de givre/neige sur le bord d'attaque des profils, ou pire de l'eau surfondue impacte le point d'arrêt et givre un peu loin (givrage double cornes). En condition de givrage sévère, le profil d'aile est fortement modifié en quelques minutes, l'aile perd sa capacité portante et l'aéronef ne peut plus maintenir son vol.
;Effets du givre sur le contrôle : Le givrage sur les gouvernes peut fortement modifier l'équilibrage des gouvernes et peuvent devenir instables puis vibrer. Le givrage entre les gouvernes et les parties fixes peut bloquer les gouvernes entrainant l'impossibilité de contrôler l'attitude de l'aéronef.
</blockquote>

5-1 Bases aérodynamique (motoplaneurs)

2026-09-21T14:02:37Z

Florentc59 : /* Forme d’un profil aérodynamique */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Aérodynamique, Concepts de base, lois et définitions ==
''© Copyright [[wikipedia:Aérodynamique|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

L''''aérodynamique''' est une branche de la [[wikipedia:dynamique des fluides|dynamique des fluides]] qui étudie les écoulements d'air, et leurs effets sur des éléments solides. En aéronautique, l'aérodynamique s'applique aux déplacements des [[wikipedia:aérodyne|aérodynes]], principalement sur leur [[wikipedia:Aile_(aéronautique)|aile]] et leur système de propulsion ([[wikipedia:Hélice (aéronautique)|hélices]], rotors, turbines, [[wikipedia:turboréacteur|turboréacteur]]s).

=== Unités, lois et définitions ===
''' Unités utilisées '''
*[[wikipedia:Force_(physique)|Forces]] en Newton (N) (ou kg par approximation, mais pas officiel. 1kg = env. 10N)
*[[wikipedia:Surface,_aire_et_superficie|Surface]] en mètre carré (m²)
*[[wikipedia:Pression|Pression]] en Pascal (Pa)
*[[wikipedia:Vitesse|Vitesse]] en mètre par seconde (m/s)

''' Autres définitions utiles '''
*La [[wikipedia:Densité|Densité]] (sans unité) : en aéronautique, le gaz pris comme référence (densité = 1) est l'air au niveau du sol en conditions standards.
*Les pressions :
**La [[wikipedia:Pression_statique|pression statique]] : C'est la pression de l'air mesurée lorsqu'il n'y a aucun mouvement, notée <math>P_{s}</math>
**La [[wikipedia:Pression_dynamique|pression dynamique]] : C'est l'augmentation de pression de l'air générée lorsqu'il se déplace (l'air frappe l'obstacle, la pression augmente), notée <math>P_{d}=\frac12 \, \rho V^2</math>
**La [[wikipedia:Pression_totale|pression totale]] : En aéronautique, on simplifie à la somme <math>Pression~totale=Pression~statique + Pression~dynamique ; P_{t}= P_{s}+P_{d}</math>

''' Lois de Newton '''
*la [[wikipedia:inertie|première loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une '''trajectoire rectiligne et à vitesse constante''', alors la '''somme des force qu'il subit est nulle'''.
**Réciproque : Si la somme des efforts qu'un aéronef subit est nulle, alors il évolue sur une trajectoire rectiligne et à vitesse constante.
*la [[wikipedia:Principe_fondamental_de_la_dynamique|seconde loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une trajectoire courbe ou si sa vitesse n'est pas constante, alors la somme des éfforts qu'il subit n'est pas nulle.
**Réciproque : Si la '''somme des efforts qu'un aéronef subit n'est pas nulle''', alors il évolue sur une ''trajectoire courbe ou sa vitesse n'est pas constante'''.

''' Le théorème de Bernoulli et ses développements '''

''© Copyright [[wikipedia:Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Bernoulli|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

Le [[wikipedia:Théorème_de_Bernoulli|théorème de Bernoulli]] est la formulation mathématique du ''principe de Bernoulli'' qui énonce que dans le flux d'un fluide incompressible [...], le long d'une même [[wikipedia:Ligne de courant|ligne du courant]], la quantité de Bernoulli se conserve, soit :

: <math>\tfrac12 \rho v^2 + \rho g z + p = \mathrm{constante}</math>

où :
:<math>p</math> est la pression en un point (en Pa ou N/m²) ;
:<math>\rho</math> est la masse volumique en un point (en kg/m³) ;
:<math>v</math> est la vitesse du fluide en un point (en m/s) ;
:<math>g</math> est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
:<math>z</math> est l'altitude du point considéré (en m).
La constante dépend de la ligne de courant considérée.

Ce théorème manipulé de différentes manières permet de prédire les paramètres physiques dans un flux. Il est notamment utilisé pour prédire le fonctionnement d'un [[wikipedia:Tube_de_Pitot|tube de Pitot]] afin de déterminer la vitesse de l'aéronef.

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=== Efforts aérodynamiques ===
[[Fichier:Flux_d'air_profil_1.png|vignette]]
L'écoulement de l'air autour d'un profil créer des variations de pressions. La pression qui s'exercent sur les surfaces va alors créer des efforts que l'on peut simplifier à:
; une force de [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]] : ''F''<sub>z</sub>, perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement, dans le plan vertical.
; une force de [[wikipedia:traînée|traînée]] : ''F''<sub>x</sub>, parallèle à la direction de l'écoulement ;
; la somme des deux : ''R''<sub>a</sub>, la résultante aérodynamique.

Des essais en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]] ont permis de découvrir que les forces aérodynamiques générées par une aile dépendent de certains paramètres. Les résultats de ces essais ont permis de modéliser l’influence de chacun d'eux dans une formule. Les paramètres sont détaillés ci-dessous :

<math>Force~de~Trainee=F_{x}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{x}</math>

<math>Force~de~Portance=F_{z}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{z}</math>

<blockquote>
''' <math>\rho</math> - La masse volumique de l'air '''

Il s'agit de la '''masse de l'air par unité de volume'''. Par commodité, elle est souvent présentée en kg/m3. Toutes autres choses égales par ailleurs, lorsque la masse volumique diminue, les forces aérodynamiques diminuent (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Sa valeur standard est de 1.225kg/m3 ;
*Si l'altitude augmente, la masse volumique diminue. Si la température augmente, la masse volumique diminue ;
*ce paramètre est subit par le pilote.

''' <math>S</math> - Surface de référence '''

[[Fichier:Surface alaire 1.png|thumb|Surface Alaire]]
En aéronautique, la surface de référence d'une aile est appelée '''Surface Alaire''' et est la surface projetée sur le plan horizontal, incluant l'espace de fuselage entre les deux demie-ailes. Elle est exprimée en mètres carré (m²). Dans le cas spécifique des [[wikipedia:empennage|empennages]] verticaux ([[wikipedia:Dérive (empennage)|dérive]]), c'est la projection vertical qui est prise en compte.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus la surface alaire est importante, plus les forces aérodynamiques seront fortes (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*La surface alaire est définie par le constructeur de l'aéronef, et le pilote ne peut pas la changer.
*sauf dans le cas où le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif hypersustentateur]])

''' <math>V</math> - Vitesse de l'écoulement '''

En aéronautique, il s'agit de la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air. Pour les calculs aérodynamique, elle est exprimé en m/s (bien que les instruments des pilotes fonctionnent en km/h ou en [[wikipedia:Nœud_(unité)|kt]]).
Toutes autres choses égales par ailleurs, Les forces aérodynamiques varient au carré de vitesse. Si la vitesse est multipliée par 3, les forces aérodynamiques seront multipliées par 9 (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Généralement, la vitesse d'un planeur varie de 70 à 250km/h (de 20 à 70m/s)
*C'est le pilote qui choisi sa vitesse en vol (sauf rafale de vent transitoire)

''' <math>C{x,z}</math> - Coefficients '''

[[Image:Angle of attack.svg|thumb||Les lignes noires représentent le flux d'air, l'aile étant présentée en coupe, l'angle α est l'angle d'incidence.]]
Les '''coefficients aérodynamiques''' sont des coefficients sans dimensions permettant de prendre en compte l’influence de la forme du profil, et de prendre en compte [[wikipedia:Incidence_(aérodynamique)|l'angle d'incidence]] :

* ''C''<sub>x</sub> : le [[wikipedia:coefficient de traînée|coefficient de traînée]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la trainée ;
* ''C''<sub>z</sub> : le [[wikipedia:coefficient de portance|coefficient de portance]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la portance.

Toutes autres choses égales par ailleurs, plus l'angle d'incidence est grand, plus les coefficients sont grands et donc plus les forces aérodynamiques seront fortes. Cependant, l'augmentation n'est pas infinie, au delà d'un angle d'incidence de 15 à 20°, le flux d'air devient brusquement très mauvais et le Cz diminue brusquement. On dit que l'aile '''[[wikipedia:Décrochage_(aérodynamique)|décroche]]'''.

Concrètement pour le pilote planeur :
*Le pilote ne peut pas changer la forme du profil, sauf si le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface ou la courbure de l'aile (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif_hypersustentateur]])
*Mais grâce a ses commandes, le pilote change l'attitude de son aéronef et peut faire varier l'angle d'incidence, donc agir sur le Cz (et le Cx mais c'est la variation de Cz que recherche le pilote !).

Pour aller plus loin : Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient <math>C_{x}</math> est désigné par <math>C_{drag}</math> et <math>C_{z}</math> est désigné par <math>C_{lift}</math>. Aussi, les coefficients ne peuvent être mesurés mais seulement déterminés par calcul en posant <math>C_{x,z} = \frac{F_{x,z}} {\frac{1}{2} \, \rho \, V^2 \, S} </math> (les forces étant mesurées expérimentalement (en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]]).
</blockquote>

''' Rapport Portance / Traînée = la finesse !'''

Le rapport portance/traînée d'une [[wikipedia:Aile (aéronautique)|aile]] est nommé [[wikipedia:finesse (aérodynamique)|finesse aérodynamique]]. Elle représente le rendement de l'aile. En effet, dans le cas d'une aile d'aéronef, on chercher à avoir le meilleur rapport <math>\frac{C_{z}}{C_{x}}</math>. Ce rapport est l'expression de la [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] de l'aile d'un point de vu des aérodynamiciens, elle est strictement identique à la notion de [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] classique connue des pilotes :

<math>\frac{C_{z}}{C_{x}} = \frac{Distance~horizontale~parcoure}{hauteur~perdue} = \frac{Vitesse~horizontale(V_{x})}{Vitesse~verticale(V_{z})} = Finesse</math>

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=== Forme d’un profil aérodynamique ===
[[Fichier:Wing profile nomenclature (fr).svg|thumb|400px|Vocabulaire sur un profil d'aile]]
[[Fichier:Angles_profil_1.png|thumb|400px|Définition des angles important sur un aéronef]]
<blockquote>
; Extrados : dessus du profil ou de l'aile.
; Intrados : dessous du profil ou de l'aile.
; Bord d’attaque : partie avant du profil. Il est généralement de forme arrondie.
; Bord de fuite : partie arrière et amincie du profil.

; corde : Segment de droite entre le bord d'attaque et le bord de fuite
; épaisseur relative : <math>\frac{Epaisseur~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; ligne de cambrure : ligne courbe qui se situe exactement entre l'intrados et l'extrados. Sur un profil parfaitement symétrique, la ligne de cambrure est confondue avec la corde.
; cambrure (relative) : <math>\frac{Cambrure~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; incidence : Angle d'incidence α entre la corde de profil et le vent relatif (vecteur noir).

;Angle de Calage : Angle entre la corde du profil et l'axe du fuselage (Cet angle est choisi par le concepteur pour des raisons de visibilité et d'incidence maximum au roulage).
;Angle d'incidence : Angle entre la corde du profil et le vente relatif (ou la trajectoire, le vent relatif étant directement la conséquence du déplacement de l'aéronef).
;Pente : Angle entre la trajectoire de l'aéronef et l'horizon. Une pente nulle équivaut à un vol en palier.
</blockquote>

=== La forme de l’aile ===
[[Fichier:Forme_aile_1.png|thumb|400px|Vocabulaire sur une forme d'aile]]
; envergure : distance mesurée entre les deux extrémités de l'aile (entre les deux saumons d'aile).
; allongement (sans unité) : <math>Allongement=\frac{Envergure^2(m^2)}{Surface~alaire(m^2)} = \frac{Envergure(m)}{Corde~moyenne(m)} </math> Un grand allongement améliore la finesse.
; emplanture : Il s'agit de la jonction de l’élément, l'endroit où il est attachée (emplanture de l'aile, du plan fixe de profondeur...)
; corde à l’emplanture : corde mesuré au niveau de emplanture
; corde à l’extrémité : corde mesurée au niveau du saumon d'aile
; forme en plan de l’aile : forme géométrique de l'aile (aile rectangulaire, aile trapézoïdale, aile elliptique...)

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_rectangle_1.png|thumb|200px|forme en plan RECTANGULAIRE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_ellipse_1.png|thumb|200px|forme en plan ELLIPTIQUE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze%26flecheinverse_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE avec flèche inverse]] </li>
</ul></div>

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=== Écoulement en 2D ===
[[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']]
Pour devenir pilote, la pleine compréhension de ce paragraphe n'est pas requise. Il faudra appréhender les grands principes.
;Modèles mathématiques:
L'aérodynamique est une science qui fait partie de la mécanique des fluides, appliquée au cas particulier de l'air. À ce titre, les modèles mathématiques qui s'appliquent sont :
* les [[wikipedia:équations de Navier-Stokes|équations de Navier-Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] ne sont pas négligeables. Le paramètre principal quantifiant ces effets est le [[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] ;
* les [[wikipedia:équations d'Euler|équations d'Euler]] ou de fluide parfait, lorsque les effets visqueux sont négligeables ;
*[[wikipedia:écoulement de Stokes|l'équation de Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] sont prépondérants et les effets inertiels du fluide négligeables ([[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] proche de zéro ;
* l'équation d'état du gaz (modèle du [[wikipedia:gaz parfait|gaz parfait]] pour l'air).

; Le point d’arrêt: Au [[wikipedia:Point_d'arrêt_(mécanique_des_fluides)|point d'arrêt]], la vitesse du fluide est nulle et toute l'énergie cinétique de ce fluide est transformée en énergie de pression. Sur un profil, le point d'arrêt est localisé approximativement au bord d'attaque, mais dépend de l'angle d'incidence du moment.

;Distribution de pression: L'écoulement autour d'un profil créer des variations de vitesse dans l’écoulement, occasionnant des variations de pression. Pour avoir une force de portance vers le haut, il faut créer une dépression au dessus de l'aile, et une surpression en dessous. La forme du profil est alors construite en conséquence.

;Centre de pression: C'est le point où s'appliquerait la somme de toute les pressions à l'intrados, et à l'extrados.

;Influence de l’incidence: Comme vu plus haut, lorsque l'incidence augmente, les coefficients aérodynamiques augmentent

; Séparation de l’écoulement aux fortes incidences : Lorsque l'incidence du profil est trop importante (entre 15 et 20°), un décollement de couche limite se produit, le flux ne s'écoule plus le long du profil. Le profil ne génère plus de portance.

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Lift_curve_fr.svg|thumb|x300px|graphique donnant l'évolution du coefficient de portance en fonction de l'angle d'incidence. Le décrochage survient dans ce cas pour un angle d'incidence supérieur à 15°.]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Angles_de_portance_et_de_décrochage.svg|thumb|x300px|influence de l’angle d'incidence sur la portance]] </li>
</ul></div>

=== Écoulement en 3D ===
L'étude de l'écoulement sur aile complète, en 3D, permet d’appréhender d'autres phénomènes.
[[Fichier:Tourbillons marginaux 1.png|thumb|Tourbillon marginaux sur une aile]]
[[Fichier:Airplane_vortex_edit.jpg|thumb|Étude de la NASA sur les turbulences de sillage. Un tourbillon est créé par le passage d'une aile d'avion, révélé par la fumée.]]
''' Les tourbillons marginaux '''

Les tourbillons marginaux naissent de la différence de pression entre l'[[wikipedia:Intrados_(aéronautique)|intrados]] et l'[[wikipedia:Extrados_(aéronautique)|extrados]] au niveau du [[wikipedia:Saumon_(aéronautique)|saumon]] de l'aile. Un mouvement spontané de l'air créer cette forme circulaire, qui se transforme en tourbillon avec l'avancement de l'aéronef. Ils sont des éléments important de ce que l'on nomme la [[wikipedia:turbulence de sillage|turbulence de sillage]].

Pour les planeurs, c'est un phénomène néfaste à la performance mais relativement faible compte tenu du grand [[wikipedia:Allongement_(aéronautique)|allongement]] de l'aile.

Pour les aéronefs lourd, c'est un phénomène important qui peut devenir dangereux pour les aéronefs léger. Cela a conduit les autorités aéronautiques à définir des distances minimales entre avions en fonction de leurs poids respectifs au décollage, à l'atterrissage et en vol.

Un tourbillon peut également apparaitre sur des parties formant des angles avec le plan des ailes, telles que par exemple les [[wikipedia:Dispositif hypersustentateur|volets]] quand ils sont abaissés. Une image du tourbillon marginal est parfois visible avec de la condensation de vapeur d'eau qui se forme dans des conditions de basse pression. C'est surtout le cas des avions de chasse en forte accélération ou avec un angle d'incidence élevé. Ou encore des avions de ligne au décollage ou à l'atterrissage dans un air humide. Il ne faut pas confondre cette condensation avec les [[wikipedia:trainées_de_condensation|trainées de condensation]] qui sont provoquées par la vapeur d'eau échappée des moteurs.

Les ''[[wikipedia:winglet|winglet]]s'' (ailettes de bout d'aile) tendent à diminuer l'importance du tourbillon marginal en transformant une partie de son énergie pour réduire la [[wikipedia:traînée|traînée]]. On dit qu'elles augmentent l'allongement aérodynamique.

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=== Les composantes de la trainée ===
La trainée totale peut se décomposer en 3 parties. La connaissance des différents sources de trainée permet au pilote d'agir spécifiquement pour leur contrôle et leur diminution.

''' Traînée de frottement '''

Dans l’écoulement d’un [[wikipedia:Fluide (matière)|fluide]] sur une surface on constate au voisinage immédiat de la surface un ralentissement du fluide. L’épaisseur où le fluide est ralenti s’appelle la [[wikipedia:couche limite|couche limite]]. Dans la couche limite les [[wikipedia:molécule|molécule]]s d'air sont ralenties, ce qui se traduit par une perte d'[[wikipedia:énergie|énergie]]. Ce phénomène est d'autant plus grand que la surface en contact avec l'écoulement est importante. On parle également de [[wikipedia:Surface_mouillée|surface mouillée]] pour évoquer cette composante de la trainée.

''' Traînée de forme '''

La résistance aérodynamique d’un objet dépend de sa forme. Si l’on compare les traînées d'un disque perpendiculaire à l'écoulement, d'une [[wikipedia:sphère|sphère]] de même diamètre et d'une forme profilée également de même diamètre (présentant la forme dite de façon abusive "en goutte d’eau"), on constate que la sphère suscite 50 % de la résistance du disque, et la "goutte d’eau" à peine 5 % de la résistance de ce même disque. La traînée de forme est minimale quand l'écoulement n'est pas décollé. Les variations de section brutales du corps amènent des décollements, de la turbulence et donc de la traînée. Afin de réduire les décollements et la [[wikipedia:turbulence|turbulence]], il faut "profiler" le corps. Les avions les mieux profilés (les planeurs) ont un coefficient de forme très faible.

''' [[wikipedia:traînée induite|Traînée induite]] '''

L'expression complète qui devrait être utilisée est ''[[wikipedia:traînée induite|traînée induite]] par la [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]]''. Elle est causée par tout ce qui crée de la portance, proportionnelle au carré du coefficient de portance (''C''<sub>z</sub>), et inversement proportionnelle à l'allongement effectif. Elle est réduite par la présence de [[wikipedia:Winglet|winglet]]. La traînée induite est une composante importante de la traînée totale, notamment aux basses vitesses (forts coefficients de portance).

Pour aller plus loin : Le mécanisme de la traînée induite a été théorisé par Ludwig Prandtl (1918) de la manière suivante : Pour avoir une portance, il faut une surpression relative à ''l’intrados'' de l’aile et/ou une dépression relative à ''l’extrados'' de l’aile. Sous l'effet de cette différence de pression, l’air passe directement de l’intrados à l’extrados en contournant l'extrémité de l'aile. Il en résulte que, sous l’intrados, le flux d’air général se trouve dévié latéralement vers l’extrémité de l’aile, et que sur l’extrados le flux d’air se trouve dévié vers le centre de l’aile. Lorsque les flux respectifs de l’intrados et de l’extrados finissent par se rejoindre au bord de fuite de l’aile, leurs directions divergent, ce qui cause à la fois la traînée induite et des tourbillons en arrière du bord de fuite.

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=== Effet de sol ===
''© Copyright [[wikipedia:Effet_de_sol|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

En aéronautique, dans le cas d'un [[wikipedia:aéronef à effet de sol|aérodyne à effet de sol]], le vol à proximité du sol augmente légèrement la portance (la portance est plus grande à incidence identique), ce qui permet, à portance égale, de réduire l'angle d'incidence et la déflexion et donc la [[#Les composantes de la trainée|Traînée induite]] par la portance. Cela améliore la finesse (le Rapport Portance / Traînée) de l'engin.

Concrètement pour le pilote :
*La puissance nécessaire pour voler en effet de sol est inférieure. Dans le cas imaginaire d'un aéronef disposant de trop peu de puissance, ce dernier pourrait décoller, mais ne jamais pouvoir voler sans l’effet de sol et donc ne jamais monter plus haut que quelques mètres (cas du [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright#Flyer|Flyer]] des [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright|frères Wright]])
*Lors de l’atterrissage (en vol plané ou en quasi-vol plané), l'aéronef va subitement mieux planer lorsqu'il entre en effet de sol à quelques mètres du sol. Le pilote doit avoir conscience du phénomène pour agir correctement et accompagner cette phase de l'atterrissage.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Positiver Bodeneffekt.png|thumb|Portance avec effet de sol (le sol se trouve en bas de l'image et la pression sous l'aile a augmenté). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
</ul></div>

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=== la couche limite ===
[[Fichier:Laminar boundary layer scheme.svg|vignette|Profil de vitesse au travers d’une couche limite au-dessus d’une plaque.]]
La [[wikipedia:Couche_limite|couche limite]] est la mince couche d'un écoulement au voisinage immédiat d'un objet, dans laquelle se manifestent les phénomènes de frottement et de viscosité. Plus vulgairement, la vitesse du flux d'air diminue au fur et à mesure que l'on s'approche de l'objet car il "frotte" du plus en plus sur cet objet.

La couche limite doit normalement exister tout autour du profil d'aile. Mais dans des conditions spécifiques, elle peut se "décoller" et l'écoulement ne suit plus le profil de l'aile. Un décollement important occasionne le [[wikipédia:Décrochage_(aérodynamique)|décrochage]]. Un décollement moindre peut occasionner la perte de contrôle sur les gouvernes si ces dernières ne sont correctement alimentés en air.
Des dispositifs spécifiques permettent de redonner de l'énergie à la couche limite pour éviter son décollement, au prix d'une trainée supérieure. Turbulateur, soufflage de la couche limite, aspiration au bord de fuite....
Lorqu'un indiqué par le constructeur, ces éléments doivent absolument être présent pour garantir la sécurité et la performance du vol.

Cette couche limite peut être de type laminaire ou turbulente, mais cette connaissance n'est pas demandée au pilote de planeur.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca laminar fluegel(cropped).jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à incidence adaptée (pas de décollement de couche limite).]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca abger fluegel.jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à forte incidence (couche limite décollée à l'extrados - décrochage).]] </li>
</ul></div>

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=== Circonstances spéciales ===
'''Contaminations courantes des profils en planeur'''
<blockquote>
;Pluie : Lorsque des gouttes d'eau recouvrent l'aéronef, les plus petites restent immobiles et collées à la surface (dans la couche limite où le flux d'air est plus faible). Les plus grosses peuvent parcourir l'aéronef de l'avant vers l'arrière. Il en résulte un profil aérodynamique déformé et cela peut occasionner une baisse jusqu’à 50% des performances ainsi qu'une augmentation de la vitesse de décrochage. Certains modèles de planeur ne peuvent tout simplement pas décoller avec les ailes chargées de gouttelettes.
;Poussières : Les poussières accumulées lorsqu'un planeur est dans le hangar peuvent conduire à une baisse des performances. Dû au principe de couche limite, la poussière ne sera pas soufflée et restera présente durant tout le vol.
[[File:Ventus 2cxM D-KCXM 05.jpg|vignette|système de démoustication des bords d'attaques sur un planeur performant]]
;Contamination du bord d’attaque : Des insectes peuvent venir s'accumuler autour du point d'arrêt (bord d'attaque). Sur un planeur performant, la somme des cadavres de moustique peut représenter une baisse notable des performances. Des systèmes "démoustiqueurs en vol" peuvent exister pour des vols de performances.
</blockquote>

'''Le givrage sur la cellule'''
[[Fichier:Icing_on_a_rotor.jpg|vignette|Cristaux de glace se formant en "double cornes" sur le [[wikipedia:bord d'attaque|bord d'attaque]] d'un profil, dans un tunnel de givrage expérimental de la [[NASA]].]]
<blockquote>
Le [[wikipedia:Givrage_(aéronautique)|givrage]] est l'apparition de glace à certains endroits de l'aéronef. Contrairement à l'aviation professionnelle, les planeurs ne sont pas équipés de systèmes de [[wikipedia:Dégivrage_(aéronautique)|dégivrages]].
;Glace sur la surface : l'aéronef peut se recouvrir de neige/givre sur toute la surface (au sol notamment), ce qui dégrade l'état de surface. Le profil d'aile est déformé ce qui occasionne une baisse des performances et une augmentation de la vitesse de décrochage. Le dégivrage avant le décollage est indispensable.
;Glace au point d’arrêt les profils : En vol, l'aéronef peut accumuler un bourrelet de givre/neige sur le bord d'attaque des profils, ou pire de l'eau surfondue impacte le point d'arrêt et givre un peu loin (givrage double cornes). En condition de givrage sévère, le profil d'aile est fortement modifié en quelques minutes, l'aile perd sa capacité portante et l'aéronef ne peut plus maintenir son vol.
;Effets du givre sur le contrôle : Le givrage sur les gouvernes peut fortement modifier l'équilibrage des gouvernes et peuvent devenir instables puis vibrer. Le givrage entre les gouvernes et les parties fixes peut bloquer les gouvernes entrainant l'impossibilité de contrôler l'attitude de l'aéronef.
</blockquote>

5-1 Bases aérodynamique (motoplaneurs)

2026-09-21T14:01:32Z

Florentc59 : /* Circonstances spéciales */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Aérodynamique, Concepts de base, lois et définitions ==
''© Copyright [[wikipedia:Aérodynamique|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

L''''aérodynamique''' est une branche de la [[wikipedia:dynamique des fluides|dynamique des fluides]] qui étudie les écoulements d'air, et leurs effets sur des éléments solides. En aéronautique, l'aérodynamique s'applique aux déplacements des [[wikipedia:aérodyne|aérodynes]], principalement sur leur [[wikipedia:Aile_(aéronautique)|aile]] et leur système de propulsion ([[wikipedia:Hélice (aéronautique)|hélices]], rotors, turbines, [[wikipedia:turboréacteur|turboréacteur]]s).

=== Unités, lois et définitions ===
''' Unités utilisées '''
*[[wikipedia:Force_(physique)|Forces]] en Newton (N) (ou kg par approximation, mais pas officiel. 1kg = env. 10N)
*[[wikipedia:Surface,_aire_et_superficie|Surface]] en mètre carré (m²)
*[[wikipedia:Pression|Pression]] en Pascal (Pa)
*[[wikipedia:Vitesse|Vitesse]] en mètre par seconde (m/s)

''' Autres définitions utiles '''
*La [[wikipedia:Densité|Densité]] (sans unité) : en aéronautique, le gaz pris comme référence (densité = 1) est l'air au niveau du sol en conditions standards.
*Les pressions :
**La [[wikipedia:Pression_statique|pression statique]] : C'est la pression de l'air mesurée lorsqu'il n'y a aucun mouvement, notée <math>P_{s}</math>
**La [[wikipedia:Pression_dynamique|pression dynamique]] : C'est l'augmentation de pression de l'air générée lorsqu'il se déplace (l'air frappe l'obstacle, la pression augmente), notée <math>P_{d}=\frac12 \, \rho V^2</math>
**La [[wikipedia:Pression_totale|pression totale]] : En aéronautique, on simplifie à la somme <math>Pression~totale=Pression~statique + Pression~dynamique ; P_{t}= P_{s}+P_{d}</math>

''' Lois de Newton '''
*la [[wikipedia:inertie|première loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une '''trajectoire rectiligne et à vitesse constante''', alors la '''somme des force qu'il subit est nulle'''.
**Réciproque : Si la somme des efforts qu'un aéronef subit est nulle, alors il évolue sur une trajectoire rectiligne et à vitesse constante.
*la [[wikipedia:Principe_fondamental_de_la_dynamique|seconde loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une trajectoire courbe ou si sa vitesse n'est pas constante, alors la somme des éfforts qu'il subit n'est pas nulle.
**Réciproque : Si la '''somme des efforts qu'un aéronef subit n'est pas nulle''', alors il évolue sur une ''trajectoire courbe ou sa vitesse n'est pas constante'''.

''' Le théorème de Bernoulli et ses développements '''

''© Copyright [[wikipedia:Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Bernoulli|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

Le [[wikipedia:Théorème_de_Bernoulli|théorème de Bernoulli]] est la formulation mathématique du ''principe de Bernoulli'' qui énonce que dans le flux d'un fluide incompressible [...], le long d'une même [[wikipedia:Ligne de courant|ligne du courant]], la quantité de Bernoulli se conserve, soit :

: <math>\tfrac12 \rho v^2 + \rho g z + p = \mathrm{constante}</math>

où :
:<math>p</math> est la pression en un point (en Pa ou N/m²) ;
:<math>\rho</math> est la masse volumique en un point (en kg/m³) ;
:<math>v</math> est la vitesse du fluide en un point (en m/s) ;
:<math>g</math> est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
:<math>z</math> est l'altitude du point considéré (en m).
La constante dépend de la ligne de courant considérée.

Ce théorème manipulé de différentes manières permet de prédire les paramètres physiques dans un flux. Il est notamment utilisé pour prédire le fonctionnement d'un [[wikipedia:Tube_de_Pitot|tube de Pitot]] afin de déterminer la vitesse de l'aéronef.

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=== Efforts aérodynamiques ===
[[Fichier:Flux_d'air_profil_1.png|vignette]]
L'écoulement de l'air autour d'un profil créer des variations de pressions. La pression qui s'exercent sur les surfaces va alors créer des efforts que l'on peut simplifier à:
; une force de [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]] : ''F''<sub>z</sub>, perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement, dans le plan vertical.
; une force de [[wikipedia:traînée|traînée]] : ''F''<sub>x</sub>, parallèle à la direction de l'écoulement ;
; la somme des deux : ''R''<sub>a</sub>, la résultante aérodynamique.

Des essais en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]] ont permis de découvrir que les forces aérodynamiques générées par une aile dépendent de certains paramètres. Les résultats de ces essais ont permis de modéliser l’influence de chacun d'eux dans une formule. Les paramètres sont détaillés ci-dessous :

<math>Force~de~Trainee=F_{x}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{x}</math>

<math>Force~de~Portance=F_{z}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{z}</math>

<blockquote>
''' <math>\rho</math> - La masse volumique de l'air '''

Il s'agit de la '''masse de l'air par unité de volume'''. Par commodité, elle est souvent présentée en kg/m3. Toutes autres choses égales par ailleurs, lorsque la masse volumique diminue, les forces aérodynamiques diminuent (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Sa valeur standard est de 1.225kg/m3 ;
*Si l'altitude augmente, la masse volumique diminue. Si la température augmente, la masse volumique diminue ;
*ce paramètre est subit par le pilote.

''' <math>S</math> - Surface de référence '''

[[Fichier:Surface alaire 1.png|thumb|Surface Alaire]]
En aéronautique, la surface de référence d'une aile est appelée '''Surface Alaire''' et est la surface projetée sur le plan horizontal, incluant l'espace de fuselage entre les deux demie-ailes. Elle est exprimée en mètres carré (m²). Dans le cas spécifique des [[wikipedia:empennage|empennages]] verticaux ([[wikipedia:Dérive (empennage)|dérive]]), c'est la projection vertical qui est prise en compte.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus la surface alaire est importante, plus les forces aérodynamiques seront fortes (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*La surface alaire est définie par le constructeur de l'aéronef, et le pilote ne peut pas la changer.
*sauf dans le cas où le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif hypersustentateur]])

''' <math>V</math> - Vitesse de l'écoulement '''

En aéronautique, il s'agit de la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air. Pour les calculs aérodynamique, elle est exprimé en m/s (bien que les instruments des pilotes fonctionnent en km/h ou en [[wikipedia:Nœud_(unité)|kt]]).
Toutes autres choses égales par ailleurs, Les forces aérodynamiques varient au carré de vitesse. Si la vitesse est multipliée par 3, les forces aérodynamiques seront multipliées par 9 (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Généralement, la vitesse d'un planeur varie de 70 à 250km/h (de 20 à 70m/s)
*C'est le pilote qui choisi sa vitesse en vol (sauf rafale de vent transitoire)

''' <math>C{x,z}</math> - Coefficients '''

[[Image:Angle of attack.svg|thumb||Les lignes noires représentent le flux d'air, l'aile étant présentée en coupe, l'angle α est l'angle d'incidence.]]
Les '''coefficients aérodynamiques''' sont des coefficients sans dimensions permettant de prendre en compte l’influence de la forme du profil, et de prendre en compte [[wikipedia:Incidence_(aérodynamique)|l'angle d'incidence]] :

* ''C''<sub>x</sub> : le [[wikipedia:coefficient de traînée|coefficient de traînée]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la trainée ;
* ''C''<sub>z</sub> : le [[wikipedia:coefficient de portance|coefficient de portance]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la portance.

Toutes autres choses égales par ailleurs, plus l'angle d'incidence est grand, plus les coefficients sont grands et donc plus les forces aérodynamiques seront fortes. Cependant, l'augmentation n'est pas infinie, au delà d'un angle d'incidence de 15 à 20°, le flux d'air devient brusquement très mauvais et le Cz diminue brusquement. On dit que l'aile '''[[wikipedia:Décrochage_(aérodynamique)|décroche]]'''.

Concrètement pour le pilote planeur :
*Le pilote ne peut pas changer la forme du profil, sauf si le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface ou la courbure de l'aile (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif_hypersustentateur]])
*Mais grâce a ses commandes, le pilote change l'attitude de son aéronef et peut faire varier l'angle d'incidence, donc agir sur le Cz (et le Cx mais c'est la variation de Cz que recherche le pilote !).

Pour aller plus loin : Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient <math>C_{x}</math> est désigné par <math>C_{drag}</math> et <math>C_{z}</math> est désigné par <math>C_{lift}</math>. Aussi, les coefficients ne peuvent être mesurés mais seulement déterminés par calcul en posant <math>C_{x,z} = \frac{F_{x,z}} {\frac{1}{2} \, \rho \, V^2 \, S} </math> (les forces étant mesurées expérimentalement (en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]]).
</blockquote>

''' Rapport Portance / Traînée = la finesse !'''

Le rapport portance/traînée d'une [[wikipedia:Aile (aéronautique)|aile]] est nommé [[wikipedia:finesse (aérodynamique)|finesse aérodynamique]]. Elle représente le rendement de l'aile. En effet, dans le cas d'une aile d'aéronef, on chercher à avoir le meilleur rapport <math>\frac{C_{z}}{C_{x}}</math>. Ce rapport est l'expression de la [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] de l'aile d'un point de vu des aérodynamiciens, elle est strictement identique à la notion de [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] classique connue des pilotes :

<math>\frac{C_{z}}{C_{x}} = \frac{Distance~horizontale~parcoure}{hauteur~perdue} = \frac{Vitesse~horizontale(V_{x})}{Vitesse~verticale(V_{z})} = Finesse</math>

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=== Forme d’un profil aérodynamique ===
[[Fichier:Wing profile nomenclature (fr).svg|thumb|400px|Vocabulaire sur un profil d'aile]]
[[Fichier:Angles_profil_1.png|thumb|400px|Définition des angles important sur un aéronef]]
; Extrados : dessus du profil ou de l'aile.
; Intrados : dessous du profil ou de l'aile.
; Bord d’attaque : partie avant du profil. Il est généralement de forme arrondie.
; Bord de fuite : partie arrière et amincie du profil.

; corde : Segment de droite entre le bord d'attaque et le bord de fuite
; épaisseur relative : <math>\frac{Epaisseur~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; ligne de cambrure : ligne courbe qui se situe exactement entre l'intrados et l'extrados. Sur un profil parfaitement symétrique, la ligne de cambrure est confondue avec la corde.
; cambrure (relative) : <math>\frac{Cambrure~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; incidence : Angle d'incidence α entre la corde de profil et le vent relatif (vecteur noir).

;Angle de Calage : Angle entre la corde du profil et l'axe du fuselage (Cet angle est choisi par le concepteur pour des raisons de visibilité et d'incidence maximum au roulage).
;Angle d'incidence : Angle entre la corde du profil et le vente relatif (ou la trajectoire, le vent relatif étant directement la conséquence du déplacement de l'aéronef).
;Pente : Angle entre la trajectoire de l'aéronef et l'horizon. Une pente nulle équivaut à un vol en palier.

=== La forme de l’aile ===
[[Fichier:Forme_aile_1.png|thumb|400px|Vocabulaire sur une forme d'aile]]
; envergure : distance mesurée entre les deux extrémités de l'aile (entre les deux saumons d'aile).
; allongement (sans unité) : <math>Allongement=\frac{Envergure^2(m^2)}{Surface~alaire(m^2)} = \frac{Envergure(m)}{Corde~moyenne(m)} </math> Un grand allongement améliore la finesse.
; emplanture : Il s'agit de la jonction de l’élément, l'endroit où il est attachée (emplanture de l'aile, du plan fixe de profondeur...)
; corde à l’emplanture : corde mesuré au niveau de emplanture
; corde à l’extrémité : corde mesurée au niveau du saumon d'aile
; forme en plan de l’aile : forme géométrique de l'aile (aile rectangulaire, aile trapézoïdale, aile elliptique...)

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_rectangle_1.png|thumb|200px|forme en plan RECTANGULAIRE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_ellipse_1.png|thumb|200px|forme en plan ELLIPTIQUE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze%26flecheinverse_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE avec flèche inverse]] </li>
</ul></div>

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=== Écoulement en 2D ===
[[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']]
Pour devenir pilote, la pleine compréhension de ce paragraphe n'est pas requise. Il faudra appréhender les grands principes.
;Modèles mathématiques:
L'aérodynamique est une science qui fait partie de la mécanique des fluides, appliquée au cas particulier de l'air. À ce titre, les modèles mathématiques qui s'appliquent sont :
* les [[wikipedia:équations de Navier-Stokes|équations de Navier-Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] ne sont pas négligeables. Le paramètre principal quantifiant ces effets est le [[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] ;
* les [[wikipedia:équations d'Euler|équations d'Euler]] ou de fluide parfait, lorsque les effets visqueux sont négligeables ;
*[[wikipedia:écoulement de Stokes|l'équation de Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] sont prépondérants et les effets inertiels du fluide négligeables ([[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] proche de zéro ;
* l'équation d'état du gaz (modèle du [[wikipedia:gaz parfait|gaz parfait]] pour l'air).

; Le point d’arrêt: Au [[wikipedia:Point_d'arrêt_(mécanique_des_fluides)|point d'arrêt]], la vitesse du fluide est nulle et toute l'énergie cinétique de ce fluide est transformée en énergie de pression. Sur un profil, le point d'arrêt est localisé approximativement au bord d'attaque, mais dépend de l'angle d'incidence du moment.

;Distribution de pression: L'écoulement autour d'un profil créer des variations de vitesse dans l’écoulement, occasionnant des variations de pression. Pour avoir une force de portance vers le haut, il faut créer une dépression au dessus de l'aile, et une surpression en dessous. La forme du profil est alors construite en conséquence.

;Centre de pression: C'est le point où s'appliquerait la somme de toute les pressions à l'intrados, et à l'extrados.

;Influence de l’incidence: Comme vu plus haut, lorsque l'incidence augmente, les coefficients aérodynamiques augmentent

; Séparation de l’écoulement aux fortes incidences : Lorsque l'incidence du profil est trop importante (entre 15 et 20°), un décollement de couche limite se produit, le flux ne s'écoule plus le long du profil. Le profil ne génère plus de portance.

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Lift_curve_fr.svg|thumb|x300px|graphique donnant l'évolution du coefficient de portance en fonction de l'angle d'incidence. Le décrochage survient dans ce cas pour un angle d'incidence supérieur à 15°.]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Angles_de_portance_et_de_décrochage.svg|thumb|x300px|influence de l’angle d'incidence sur la portance]] </li>
</ul></div>

=== Écoulement en 3D ===
L'étude de l'écoulement sur aile complète, en 3D, permet d’appréhender d'autres phénomènes.
[[Fichier:Tourbillons marginaux 1.png|thumb|Tourbillon marginaux sur une aile]]
[[Fichier:Airplane_vortex_edit.jpg|thumb|Étude de la NASA sur les turbulences de sillage. Un tourbillon est créé par le passage d'une aile d'avion, révélé par la fumée.]]
''' Les tourbillons marginaux '''

Les tourbillons marginaux naissent de la différence de pression entre l'[[wikipedia:Intrados_(aéronautique)|intrados]] et l'[[wikipedia:Extrados_(aéronautique)|extrados]] au niveau du [[wikipedia:Saumon_(aéronautique)|saumon]] de l'aile. Un mouvement spontané de l'air créer cette forme circulaire, qui se transforme en tourbillon avec l'avancement de l'aéronef. Ils sont des éléments important de ce que l'on nomme la [[wikipedia:turbulence de sillage|turbulence de sillage]].

Pour les planeurs, c'est un phénomène néfaste à la performance mais relativement faible compte tenu du grand [[wikipedia:Allongement_(aéronautique)|allongement]] de l'aile.

Pour les aéronefs lourd, c'est un phénomène important qui peut devenir dangereux pour les aéronefs léger. Cela a conduit les autorités aéronautiques à définir des distances minimales entre avions en fonction de leurs poids respectifs au décollage, à l'atterrissage et en vol.

Un tourbillon peut également apparaitre sur des parties formant des angles avec le plan des ailes, telles que par exemple les [[wikipedia:Dispositif hypersustentateur|volets]] quand ils sont abaissés. Une image du tourbillon marginal est parfois visible avec de la condensation de vapeur d'eau qui se forme dans des conditions de basse pression. C'est surtout le cas des avions de chasse en forte accélération ou avec un angle d'incidence élevé. Ou encore des avions de ligne au décollage ou à l'atterrissage dans un air humide. Il ne faut pas confondre cette condensation avec les [[wikipedia:trainées_de_condensation|trainées de condensation]] qui sont provoquées par la vapeur d'eau échappée des moteurs.

Les ''[[wikipedia:winglet|winglet]]s'' (ailettes de bout d'aile) tendent à diminuer l'importance du tourbillon marginal en transformant une partie de son énergie pour réduire la [[wikipedia:traînée|traînée]]. On dit qu'elles augmentent l'allongement aérodynamique.

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=== Les composantes de la trainée ===
La trainée totale peut se décomposer en 3 parties. La connaissance des différents sources de trainée permet au pilote d'agir spécifiquement pour leur contrôle et leur diminution.

''' Traînée de frottement '''

Dans l’écoulement d’un [[wikipedia:Fluide (matière)|fluide]] sur une surface on constate au voisinage immédiat de la surface un ralentissement du fluide. L’épaisseur où le fluide est ralenti s’appelle la [[wikipedia:couche limite|couche limite]]. Dans la couche limite les [[wikipedia:molécule|molécule]]s d'air sont ralenties, ce qui se traduit par une perte d'[[wikipedia:énergie|énergie]]. Ce phénomène est d'autant plus grand que la surface en contact avec l'écoulement est importante. On parle également de [[wikipedia:Surface_mouillée|surface mouillée]] pour évoquer cette composante de la trainée.

''' Traînée de forme '''

La résistance aérodynamique d’un objet dépend de sa forme. Si l’on compare les traînées d'un disque perpendiculaire à l'écoulement, d'une [[wikipedia:sphère|sphère]] de même diamètre et d'une forme profilée également de même diamètre (présentant la forme dite de façon abusive "en goutte d’eau"), on constate que la sphère suscite 50 % de la résistance du disque, et la "goutte d’eau" à peine 5 % de la résistance de ce même disque. La traînée de forme est minimale quand l'écoulement n'est pas décollé. Les variations de section brutales du corps amènent des décollements, de la turbulence et donc de la traînée. Afin de réduire les décollements et la [[wikipedia:turbulence|turbulence]], il faut "profiler" le corps. Les avions les mieux profilés (les planeurs) ont un coefficient de forme très faible.

''' [[wikipedia:traînée induite|Traînée induite]] '''

L'expression complète qui devrait être utilisée est ''[[wikipedia:traînée induite|traînée induite]] par la [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]]''. Elle est causée par tout ce qui crée de la portance, proportionnelle au carré du coefficient de portance (''C''<sub>z</sub>), et inversement proportionnelle à l'allongement effectif. Elle est réduite par la présence de [[wikipedia:Winglet|winglet]]. La traînée induite est une composante importante de la traînée totale, notamment aux basses vitesses (forts coefficients de portance).

Pour aller plus loin : Le mécanisme de la traînée induite a été théorisé par Ludwig Prandtl (1918) de la manière suivante : Pour avoir une portance, il faut une surpression relative à ''l’intrados'' de l’aile et/ou une dépression relative à ''l’extrados'' de l’aile. Sous l'effet de cette différence de pression, l’air passe directement de l’intrados à l’extrados en contournant l'extrémité de l'aile. Il en résulte que, sous l’intrados, le flux d’air général se trouve dévié latéralement vers l’extrémité de l’aile, et que sur l’extrados le flux d’air se trouve dévié vers le centre de l’aile. Lorsque les flux respectifs de l’intrados et de l’extrados finissent par se rejoindre au bord de fuite de l’aile, leurs directions divergent, ce qui cause à la fois la traînée induite et des tourbillons en arrière du bord de fuite.

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=== Effet de sol ===
''© Copyright [[wikipedia:Effet_de_sol|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

En aéronautique, dans le cas d'un [[wikipedia:aéronef à effet de sol|aérodyne à effet de sol]], le vol à proximité du sol augmente légèrement la portance (la portance est plus grande à incidence identique), ce qui permet, à portance égale, de réduire l'angle d'incidence et la déflexion et donc la [[#Les composantes de la trainée|Traînée induite]] par la portance. Cela améliore la finesse (le Rapport Portance / Traînée) de l'engin.

Concrètement pour le pilote :
*La puissance nécessaire pour voler en effet de sol est inférieure. Dans le cas imaginaire d'un aéronef disposant de trop peu de puissance, ce dernier pourrait décoller, mais ne jamais pouvoir voler sans l’effet de sol et donc ne jamais monter plus haut que quelques mètres (cas du [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright#Flyer|Flyer]] des [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright|frères Wright]])
*Lors de l’atterrissage (en vol plané ou en quasi-vol plané), l'aéronef va subitement mieux planer lorsqu'il entre en effet de sol à quelques mètres du sol. Le pilote doit avoir conscience du phénomène pour agir correctement et accompagner cette phase de l'atterrissage.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Positiver Bodeneffekt.png|thumb|Portance avec effet de sol (le sol se trouve en bas de l'image et la pression sous l'aile a augmenté). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
</ul></div>

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=== la couche limite ===
[[Fichier:Laminar boundary layer scheme.svg|vignette|Profil de vitesse au travers d’une couche limite au-dessus d’une plaque.]]
La [[wikipedia:Couche_limite|couche limite]] est la mince couche d'un écoulement au voisinage immédiat d'un objet, dans laquelle se manifestent les phénomènes de frottement et de viscosité. Plus vulgairement, la vitesse du flux d'air diminue au fur et à mesure que l'on s'approche de l'objet car il "frotte" du plus en plus sur cet objet.

La couche limite doit normalement exister tout autour du profil d'aile. Mais dans des conditions spécifiques, elle peut se "décoller" et l'écoulement ne suit plus le profil de l'aile. Un décollement important occasionne le [[wikipédia:Décrochage_(aérodynamique)|décrochage]]. Un décollement moindre peut occasionner la perte de contrôle sur les gouvernes si ces dernières ne sont correctement alimentés en air.
Des dispositifs spécifiques permettent de redonner de l'énergie à la couche limite pour éviter son décollement, au prix d'une trainée supérieure. Turbulateur, soufflage de la couche limite, aspiration au bord de fuite....
Lorqu'un indiqué par le constructeur, ces éléments doivent absolument être présent pour garantir la sécurité et la performance du vol.

Cette couche limite peut être de type laminaire ou turbulente, mais cette connaissance n'est pas demandée au pilote de planeur.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca laminar fluegel(cropped).jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à incidence adaptée (pas de décollement de couche limite).]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca abger fluegel.jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à forte incidence (couche limite décollée à l'extrados - décrochage).]] </li>
</ul></div>

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=== Circonstances spéciales ===
'''Contaminations courantes des profils en planeur'''
<blockquote>
;Pluie : Lorsque des gouttes d'eau recouvrent l'aéronef, les plus petites restent immobiles et collées à la surface (dans la couche limite où le flux d'air est plus faible). Les plus grosses peuvent parcourir l'aéronef de l'avant vers l'arrière. Il en résulte un profil aérodynamique déformé et cela peut occasionner une baisse jusqu’à 50% des performances ainsi qu'une augmentation de la vitesse de décrochage. Certains modèles de planeur ne peuvent tout simplement pas décoller avec les ailes chargées de gouttelettes.
;Poussières : Les poussières accumulées lorsqu'un planeur est dans le hangar peuvent conduire à une baisse des performances. Dû au principe de couche limite, la poussière ne sera pas soufflée et restera présente durant tout le vol.
[[File:Ventus 2cxM D-KCXM 05.jpg|vignette|système de démoustication des bords d'attaques sur un planeur performant]]
;Contamination du bord d’attaque : Des insectes peuvent venir s'accumuler autour du point d'arrêt (bord d'attaque). Sur un planeur performant, la somme des cadavres de moustique peut représenter une baisse notable des performances. Des systèmes "démoustiqueurs en vol" peuvent exister pour des vols de performances.
</blockquote>

'''Le givrage sur la cellule'''
[[Fichier:Icing_on_a_rotor.jpg|vignette|Cristaux de glace se formant en "double cornes" sur le [[wikipedia:bord d'attaque|bord d'attaque]] d'un profil, dans un tunnel de givrage expérimental de la [[NASA]].]]
<blockquote>
Le [[wikipedia:Givrage_(aéronautique)|givrage]] est l'apparition de glace à certains endroits de l'aéronef. Contrairement à l'aviation professionnelle, les planeurs ne sont pas équipés de systèmes de [[wikipedia:Dégivrage_(aéronautique)|dégivrages]].
;Glace sur la surface : l'aéronef peut se recouvrir de neige/givre sur toute la surface (au sol notamment), ce qui dégrade l'état de surface. Le profil d'aile est déformé ce qui occasionne une baisse des performances et une augmentation de la vitesse de décrochage. Le dégivrage avant le décollage est indispensable.
;Glace au point d’arrêt les profils : En vol, l'aéronef peut accumuler un bourrelet de givre/neige sur le bord d'attaque des profils, ou pire de l'eau surfondue impacte le point d'arrêt et givre un peu loin (givrage double cornes). En condition de givrage sévère, le profil d'aile est fortement modifié en quelques minutes, l'aile perd sa capacité portante et l'aéronef ne peut plus maintenir son vol.
;Effets du givre sur le contrôle : Le givrage sur les gouvernes peut fortement modifier l'équilibrage des gouvernes et peuvent devenir instables puis vibrer. Le givrage entre les gouvernes et les parties fixes peut bloquer les gouvernes entrainant l'impossibilité de contrôler l'attitude de l'aéronef.
</blockquote>

5-1 Bases aérodynamique (motoplaneurs)

2026-09-21T14:00:46Z

Florentc59 : /* Circonstances spéciales */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Aérodynamique, Concepts de base, lois et définitions ==
''© Copyright [[wikipedia:Aérodynamique|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

L''''aérodynamique''' est une branche de la [[wikipedia:dynamique des fluides|dynamique des fluides]] qui étudie les écoulements d'air, et leurs effets sur des éléments solides. En aéronautique, l'aérodynamique s'applique aux déplacements des [[wikipedia:aérodyne|aérodynes]], principalement sur leur [[wikipedia:Aile_(aéronautique)|aile]] et leur système de propulsion ([[wikipedia:Hélice (aéronautique)|hélices]], rotors, turbines, [[wikipedia:turboréacteur|turboréacteur]]s).

=== Unités, lois et définitions ===
''' Unités utilisées '''
*[[wikipedia:Force_(physique)|Forces]] en Newton (N) (ou kg par approximation, mais pas officiel. 1kg = env. 10N)
*[[wikipedia:Surface,_aire_et_superficie|Surface]] en mètre carré (m²)
*[[wikipedia:Pression|Pression]] en Pascal (Pa)
*[[wikipedia:Vitesse|Vitesse]] en mètre par seconde (m/s)

''' Autres définitions utiles '''
*La [[wikipedia:Densité|Densité]] (sans unité) : en aéronautique, le gaz pris comme référence (densité = 1) est l'air au niveau du sol en conditions standards.
*Les pressions :
**La [[wikipedia:Pression_statique|pression statique]] : C'est la pression de l'air mesurée lorsqu'il n'y a aucun mouvement, notée <math>P_{s}</math>
**La [[wikipedia:Pression_dynamique|pression dynamique]] : C'est l'augmentation de pression de l'air générée lorsqu'il se déplace (l'air frappe l'obstacle, la pression augmente), notée <math>P_{d}=\frac12 \, \rho V^2</math>
**La [[wikipedia:Pression_totale|pression totale]] : En aéronautique, on simplifie à la somme <math>Pression~totale=Pression~statique + Pression~dynamique ; P_{t}= P_{s}+P_{d}</math>

''' Lois de Newton '''
*la [[wikipedia:inertie|première loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une '''trajectoire rectiligne et à vitesse constante''', alors la '''somme des force qu'il subit est nulle'''.
**Réciproque : Si la somme des efforts qu'un aéronef subit est nulle, alors il évolue sur une trajectoire rectiligne et à vitesse constante.
*la [[wikipedia:Principe_fondamental_de_la_dynamique|seconde loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une trajectoire courbe ou si sa vitesse n'est pas constante, alors la somme des éfforts qu'il subit n'est pas nulle.
**Réciproque : Si la '''somme des efforts qu'un aéronef subit n'est pas nulle''', alors il évolue sur une ''trajectoire courbe ou sa vitesse n'est pas constante'''.

''' Le théorème de Bernoulli et ses développements '''

''© Copyright [[wikipedia:Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Bernoulli|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

Le [[wikipedia:Théorème_de_Bernoulli|théorème de Bernoulli]] est la formulation mathématique du ''principe de Bernoulli'' qui énonce que dans le flux d'un fluide incompressible [...], le long d'une même [[wikipedia:Ligne de courant|ligne du courant]], la quantité de Bernoulli se conserve, soit :

: <math>\tfrac12 \rho v^2 + \rho g z + p = \mathrm{constante}</math>

où :
:<math>p</math> est la pression en un point (en Pa ou N/m²) ;
:<math>\rho</math> est la masse volumique en un point (en kg/m³) ;
:<math>v</math> est la vitesse du fluide en un point (en m/s) ;
:<math>g</math> est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
:<math>z</math> est l'altitude du point considéré (en m).
La constante dépend de la ligne de courant considérée.

Ce théorème manipulé de différentes manières permet de prédire les paramètres physiques dans un flux. Il est notamment utilisé pour prédire le fonctionnement d'un [[wikipedia:Tube_de_Pitot|tube de Pitot]] afin de déterminer la vitesse de l'aéronef.

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=== Efforts aérodynamiques ===
[[Fichier:Flux_d'air_profil_1.png|vignette]]
L'écoulement de l'air autour d'un profil créer des variations de pressions. La pression qui s'exercent sur les surfaces va alors créer des efforts que l'on peut simplifier à:
; une force de [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]] : ''F''<sub>z</sub>, perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement, dans le plan vertical.
; une force de [[wikipedia:traînée|traînée]] : ''F''<sub>x</sub>, parallèle à la direction de l'écoulement ;
; la somme des deux : ''R''<sub>a</sub>, la résultante aérodynamique.

Des essais en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]] ont permis de découvrir que les forces aérodynamiques générées par une aile dépendent de certains paramètres. Les résultats de ces essais ont permis de modéliser l’influence de chacun d'eux dans une formule. Les paramètres sont détaillés ci-dessous :

<math>Force~de~Trainee=F_{x}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{x}</math>

<math>Force~de~Portance=F_{z}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{z}</math>

<blockquote>
''' <math>\rho</math> - La masse volumique de l'air '''

Il s'agit de la '''masse de l'air par unité de volume'''. Par commodité, elle est souvent présentée en kg/m3. Toutes autres choses égales par ailleurs, lorsque la masse volumique diminue, les forces aérodynamiques diminuent (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Sa valeur standard est de 1.225kg/m3 ;
*Si l'altitude augmente, la masse volumique diminue. Si la température augmente, la masse volumique diminue ;
*ce paramètre est subit par le pilote.

''' <math>S</math> - Surface de référence '''

[[Fichier:Surface alaire 1.png|thumb|Surface Alaire]]
En aéronautique, la surface de référence d'une aile est appelée '''Surface Alaire''' et est la surface projetée sur le plan horizontal, incluant l'espace de fuselage entre les deux demie-ailes. Elle est exprimée en mètres carré (m²). Dans le cas spécifique des [[wikipedia:empennage|empennages]] verticaux ([[wikipedia:Dérive (empennage)|dérive]]), c'est la projection vertical qui est prise en compte.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus la surface alaire est importante, plus les forces aérodynamiques seront fortes (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*La surface alaire est définie par le constructeur de l'aéronef, et le pilote ne peut pas la changer.
*sauf dans le cas où le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif hypersustentateur]])

''' <math>V</math> - Vitesse de l'écoulement '''

En aéronautique, il s'agit de la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air. Pour les calculs aérodynamique, elle est exprimé en m/s (bien que les instruments des pilotes fonctionnent en km/h ou en [[wikipedia:Nœud_(unité)|kt]]).
Toutes autres choses égales par ailleurs, Les forces aérodynamiques varient au carré de vitesse. Si la vitesse est multipliée par 3, les forces aérodynamiques seront multipliées par 9 (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Généralement, la vitesse d'un planeur varie de 70 à 250km/h (de 20 à 70m/s)
*C'est le pilote qui choisi sa vitesse en vol (sauf rafale de vent transitoire)

''' <math>C{x,z}</math> - Coefficients '''

[[Image:Angle of attack.svg|thumb||Les lignes noires représentent le flux d'air, l'aile étant présentée en coupe, l'angle α est l'angle d'incidence.]]
Les '''coefficients aérodynamiques''' sont des coefficients sans dimensions permettant de prendre en compte l’influence de la forme du profil, et de prendre en compte [[wikipedia:Incidence_(aérodynamique)|l'angle d'incidence]] :

* ''C''<sub>x</sub> : le [[wikipedia:coefficient de traînée|coefficient de traînée]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la trainée ;
* ''C''<sub>z</sub> : le [[wikipedia:coefficient de portance|coefficient de portance]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la portance.

Toutes autres choses égales par ailleurs, plus l'angle d'incidence est grand, plus les coefficients sont grands et donc plus les forces aérodynamiques seront fortes. Cependant, l'augmentation n'est pas infinie, au delà d'un angle d'incidence de 15 à 20°, le flux d'air devient brusquement très mauvais et le Cz diminue brusquement. On dit que l'aile '''[[wikipedia:Décrochage_(aérodynamique)|décroche]]'''.

Concrètement pour le pilote planeur :
*Le pilote ne peut pas changer la forme du profil, sauf si le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface ou la courbure de l'aile (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif_hypersustentateur]])
*Mais grâce a ses commandes, le pilote change l'attitude de son aéronef et peut faire varier l'angle d'incidence, donc agir sur le Cz (et le Cx mais c'est la variation de Cz que recherche le pilote !).

Pour aller plus loin : Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient <math>C_{x}</math> est désigné par <math>C_{drag}</math> et <math>C_{z}</math> est désigné par <math>C_{lift}</math>. Aussi, les coefficients ne peuvent être mesurés mais seulement déterminés par calcul en posant <math>C_{x,z} = \frac{F_{x,z}} {\frac{1}{2} \, \rho \, V^2 \, S} </math> (les forces étant mesurées expérimentalement (en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]]).
</blockquote>

''' Rapport Portance / Traînée = la finesse !'''

Le rapport portance/traînée d'une [[wikipedia:Aile (aéronautique)|aile]] est nommé [[wikipedia:finesse (aérodynamique)|finesse aérodynamique]]. Elle représente le rendement de l'aile. En effet, dans le cas d'une aile d'aéronef, on chercher à avoir le meilleur rapport <math>\frac{C_{z}}{C_{x}}</math>. Ce rapport est l'expression de la [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] de l'aile d'un point de vu des aérodynamiciens, elle est strictement identique à la notion de [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] classique connue des pilotes :

<math>\frac{C_{z}}{C_{x}} = \frac{Distance~horizontale~parcoure}{hauteur~perdue} = \frac{Vitesse~horizontale(V_{x})}{Vitesse~verticale(V_{z})} = Finesse</math>

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=== Forme d’un profil aérodynamique ===
[[Fichier:Wing profile nomenclature (fr).svg|thumb|400px|Vocabulaire sur un profil d'aile]]
[[Fichier:Angles_profil_1.png|thumb|400px|Définition des angles important sur un aéronef]]
; Extrados : dessus du profil ou de l'aile.
; Intrados : dessous du profil ou de l'aile.
; Bord d’attaque : partie avant du profil. Il est généralement de forme arrondie.
; Bord de fuite : partie arrière et amincie du profil.

; corde : Segment de droite entre le bord d'attaque et le bord de fuite
; épaisseur relative : <math>\frac{Epaisseur~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; ligne de cambrure : ligne courbe qui se situe exactement entre l'intrados et l'extrados. Sur un profil parfaitement symétrique, la ligne de cambrure est confondue avec la corde.
; cambrure (relative) : <math>\frac{Cambrure~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; incidence : Angle d'incidence α entre la corde de profil et le vent relatif (vecteur noir).

;Angle de Calage : Angle entre la corde du profil et l'axe du fuselage (Cet angle est choisi par le concepteur pour des raisons de visibilité et d'incidence maximum au roulage).
;Angle d'incidence : Angle entre la corde du profil et le vente relatif (ou la trajectoire, le vent relatif étant directement la conséquence du déplacement de l'aéronef).
;Pente : Angle entre la trajectoire de l'aéronef et l'horizon. Une pente nulle équivaut à un vol en palier.

=== La forme de l’aile ===
[[Fichier:Forme_aile_1.png|thumb|400px|Vocabulaire sur une forme d'aile]]
; envergure : distance mesurée entre les deux extrémités de l'aile (entre les deux saumons d'aile).
; allongement (sans unité) : <math>Allongement=\frac{Envergure^2(m^2)}{Surface~alaire(m^2)} = \frac{Envergure(m)}{Corde~moyenne(m)} </math> Un grand allongement améliore la finesse.
; emplanture : Il s'agit de la jonction de l’élément, l'endroit où il est attachée (emplanture de l'aile, du plan fixe de profondeur...)
; corde à l’emplanture : corde mesuré au niveau de emplanture
; corde à l’extrémité : corde mesurée au niveau du saumon d'aile
; forme en plan de l’aile : forme géométrique de l'aile (aile rectangulaire, aile trapézoïdale, aile elliptique...)

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_rectangle_1.png|thumb|200px|forme en plan RECTANGULAIRE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_ellipse_1.png|thumb|200px|forme en plan ELLIPTIQUE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze%26flecheinverse_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE avec flèche inverse]] </li>
</ul></div>

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=== Écoulement en 2D ===
[[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']]
Pour devenir pilote, la pleine compréhension de ce paragraphe n'est pas requise. Il faudra appréhender les grands principes.
;Modèles mathématiques:
L'aérodynamique est une science qui fait partie de la mécanique des fluides, appliquée au cas particulier de l'air. À ce titre, les modèles mathématiques qui s'appliquent sont :
* les [[wikipedia:équations de Navier-Stokes|équations de Navier-Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] ne sont pas négligeables. Le paramètre principal quantifiant ces effets est le [[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] ;
* les [[wikipedia:équations d'Euler|équations d'Euler]] ou de fluide parfait, lorsque les effets visqueux sont négligeables ;
*[[wikipedia:écoulement de Stokes|l'équation de Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] sont prépondérants et les effets inertiels du fluide négligeables ([[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] proche de zéro ;
* l'équation d'état du gaz (modèle du [[wikipedia:gaz parfait|gaz parfait]] pour l'air).

; Le point d’arrêt: Au [[wikipedia:Point_d'arrêt_(mécanique_des_fluides)|point d'arrêt]], la vitesse du fluide est nulle et toute l'énergie cinétique de ce fluide est transformée en énergie de pression. Sur un profil, le point d'arrêt est localisé approximativement au bord d'attaque, mais dépend de l'angle d'incidence du moment.

;Distribution de pression: L'écoulement autour d'un profil créer des variations de vitesse dans l’écoulement, occasionnant des variations de pression. Pour avoir une force de portance vers le haut, il faut créer une dépression au dessus de l'aile, et une surpression en dessous. La forme du profil est alors construite en conséquence.

;Centre de pression: C'est le point où s'appliquerait la somme de toute les pressions à l'intrados, et à l'extrados.

;Influence de l’incidence: Comme vu plus haut, lorsque l'incidence augmente, les coefficients aérodynamiques augmentent

; Séparation de l’écoulement aux fortes incidences : Lorsque l'incidence du profil est trop importante (entre 15 et 20°), un décollement de couche limite se produit, le flux ne s'écoule plus le long du profil. Le profil ne génère plus de portance.

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Lift_curve_fr.svg|thumb|x300px|graphique donnant l'évolution du coefficient de portance en fonction de l'angle d'incidence. Le décrochage survient dans ce cas pour un angle d'incidence supérieur à 15°.]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Angles_de_portance_et_de_décrochage.svg|thumb|x300px|influence de l’angle d'incidence sur la portance]] </li>
</ul></div>

=== Écoulement en 3D ===
L'étude de l'écoulement sur aile complète, en 3D, permet d’appréhender d'autres phénomènes.
[[Fichier:Tourbillons marginaux 1.png|thumb|Tourbillon marginaux sur une aile]]
[[Fichier:Airplane_vortex_edit.jpg|thumb|Étude de la NASA sur les turbulences de sillage. Un tourbillon est créé par le passage d'une aile d'avion, révélé par la fumée.]]
''' Les tourbillons marginaux '''

Les tourbillons marginaux naissent de la différence de pression entre l'[[wikipedia:Intrados_(aéronautique)|intrados]] et l'[[wikipedia:Extrados_(aéronautique)|extrados]] au niveau du [[wikipedia:Saumon_(aéronautique)|saumon]] de l'aile. Un mouvement spontané de l'air créer cette forme circulaire, qui se transforme en tourbillon avec l'avancement de l'aéronef. Ils sont des éléments important de ce que l'on nomme la [[wikipedia:turbulence de sillage|turbulence de sillage]].

Pour les planeurs, c'est un phénomène néfaste à la performance mais relativement faible compte tenu du grand [[wikipedia:Allongement_(aéronautique)|allongement]] de l'aile.

Pour les aéronefs lourd, c'est un phénomène important qui peut devenir dangereux pour les aéronefs léger. Cela a conduit les autorités aéronautiques à définir des distances minimales entre avions en fonction de leurs poids respectifs au décollage, à l'atterrissage et en vol.

Un tourbillon peut également apparaitre sur des parties formant des angles avec le plan des ailes, telles que par exemple les [[wikipedia:Dispositif hypersustentateur|volets]] quand ils sont abaissés. Une image du tourbillon marginal est parfois visible avec de la condensation de vapeur d'eau qui se forme dans des conditions de basse pression. C'est surtout le cas des avions de chasse en forte accélération ou avec un angle d'incidence élevé. Ou encore des avions de ligne au décollage ou à l'atterrissage dans un air humide. Il ne faut pas confondre cette condensation avec les [[wikipedia:trainées_de_condensation|trainées de condensation]] qui sont provoquées par la vapeur d'eau échappée des moteurs.

Les ''[[wikipedia:winglet|winglet]]s'' (ailettes de bout d'aile) tendent à diminuer l'importance du tourbillon marginal en transformant une partie de son énergie pour réduire la [[wikipedia:traînée|traînée]]. On dit qu'elles augmentent l'allongement aérodynamique.

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=== Les composantes de la trainée ===
La trainée totale peut se décomposer en 3 parties. La connaissance des différents sources de trainée permet au pilote d'agir spécifiquement pour leur contrôle et leur diminution.

''' Traînée de frottement '''

Dans l’écoulement d’un [[wikipedia:Fluide (matière)|fluide]] sur une surface on constate au voisinage immédiat de la surface un ralentissement du fluide. L’épaisseur où le fluide est ralenti s’appelle la [[wikipedia:couche limite|couche limite]]. Dans la couche limite les [[wikipedia:molécule|molécule]]s d'air sont ralenties, ce qui se traduit par une perte d'[[wikipedia:énergie|énergie]]. Ce phénomène est d'autant plus grand que la surface en contact avec l'écoulement est importante. On parle également de [[wikipedia:Surface_mouillée|surface mouillée]] pour évoquer cette composante de la trainée.

''' Traînée de forme '''

La résistance aérodynamique d’un objet dépend de sa forme. Si l’on compare les traînées d'un disque perpendiculaire à l'écoulement, d'une [[wikipedia:sphère|sphère]] de même diamètre et d'une forme profilée également de même diamètre (présentant la forme dite de façon abusive "en goutte d’eau"), on constate que la sphère suscite 50 % de la résistance du disque, et la "goutte d’eau" à peine 5 % de la résistance de ce même disque. La traînée de forme est minimale quand l'écoulement n'est pas décollé. Les variations de section brutales du corps amènent des décollements, de la turbulence et donc de la traînée. Afin de réduire les décollements et la [[wikipedia:turbulence|turbulence]], il faut "profiler" le corps. Les avions les mieux profilés (les planeurs) ont un coefficient de forme très faible.

''' [[wikipedia:traînée induite|Traînée induite]] '''

L'expression complète qui devrait être utilisée est ''[[wikipedia:traînée induite|traînée induite]] par la [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]]''. Elle est causée par tout ce qui crée de la portance, proportionnelle au carré du coefficient de portance (''C''<sub>z</sub>), et inversement proportionnelle à l'allongement effectif. Elle est réduite par la présence de [[wikipedia:Winglet|winglet]]. La traînée induite est une composante importante de la traînée totale, notamment aux basses vitesses (forts coefficients de portance).

Pour aller plus loin : Le mécanisme de la traînée induite a été théorisé par Ludwig Prandtl (1918) de la manière suivante : Pour avoir une portance, il faut une surpression relative à ''l’intrados'' de l’aile et/ou une dépression relative à ''l’extrados'' de l’aile. Sous l'effet de cette différence de pression, l’air passe directement de l’intrados à l’extrados en contournant l'extrémité de l'aile. Il en résulte que, sous l’intrados, le flux d’air général se trouve dévié latéralement vers l’extrémité de l’aile, et que sur l’extrados le flux d’air se trouve dévié vers le centre de l’aile. Lorsque les flux respectifs de l’intrados et de l’extrados finissent par se rejoindre au bord de fuite de l’aile, leurs directions divergent, ce qui cause à la fois la traînée induite et des tourbillons en arrière du bord de fuite.

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=== Effet de sol ===
''© Copyright [[wikipedia:Effet_de_sol|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

En aéronautique, dans le cas d'un [[wikipedia:aéronef à effet de sol|aérodyne à effet de sol]], le vol à proximité du sol augmente légèrement la portance (la portance est plus grande à incidence identique), ce qui permet, à portance égale, de réduire l'angle d'incidence et la déflexion et donc la [[#Les composantes de la trainée|Traînée induite]] par la portance. Cela améliore la finesse (le Rapport Portance / Traînée) de l'engin.

Concrètement pour le pilote :
*La puissance nécessaire pour voler en effet de sol est inférieure. Dans le cas imaginaire d'un aéronef disposant de trop peu de puissance, ce dernier pourrait décoller, mais ne jamais pouvoir voler sans l’effet de sol et donc ne jamais monter plus haut que quelques mètres (cas du [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright#Flyer|Flyer]] des [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright|frères Wright]])
*Lors de l’atterrissage (en vol plané ou en quasi-vol plané), l'aéronef va subitement mieux planer lorsqu'il entre en effet de sol à quelques mètres du sol. Le pilote doit avoir conscience du phénomène pour agir correctement et accompagner cette phase de l'atterrissage.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Positiver Bodeneffekt.png|thumb|Portance avec effet de sol (le sol se trouve en bas de l'image et la pression sous l'aile a augmenté). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
</ul></div>

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=== la couche limite ===
[[Fichier:Laminar boundary layer scheme.svg|vignette|Profil de vitesse au travers d’une couche limite au-dessus d’une plaque.]]
La [[wikipedia:Couche_limite|couche limite]] est la mince couche d'un écoulement au voisinage immédiat d'un objet, dans laquelle se manifestent les phénomènes de frottement et de viscosité. Plus vulgairement, la vitesse du flux d'air diminue au fur et à mesure que l'on s'approche de l'objet car il "frotte" du plus en plus sur cet objet.

La couche limite doit normalement exister tout autour du profil d'aile. Mais dans des conditions spécifiques, elle peut se "décoller" et l'écoulement ne suit plus le profil de l'aile. Un décollement important occasionne le [[wikipédia:Décrochage_(aérodynamique)|décrochage]]. Un décollement moindre peut occasionner la perte de contrôle sur les gouvernes si ces dernières ne sont correctement alimentés en air.
Des dispositifs spécifiques permettent de redonner de l'énergie à la couche limite pour éviter son décollement, au prix d'une trainée supérieure. Turbulateur, soufflage de la couche limite, aspiration au bord de fuite....
Lorqu'un indiqué par le constructeur, ces éléments doivent absolument être présent pour garantir la sécurité et la performance du vol.

Cette couche limite peut être de type laminaire ou turbulente, mais cette connaissance n'est pas demandée au pilote de planeur.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca laminar fluegel(cropped).jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à incidence adaptée (pas de décollement de couche limite).]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca abger fluegel.jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à forte incidence (couche limite décollée à l'extrados - décrochage).]] </li>
</ul></div>

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=== Circonstances spéciales ===
'''Contaminations courantes des profils en planeur'''
;Pluie : Lorsque des gouttes d'eau recouvrent l'aéronef, les plus petites restent immobiles et collées à la surface (dans la couche limite où le flux d'air est plus faible). Les plus grosses peuvent parcourir l'aéronef de l'avant vers l'arrière. Il en résulte un profil aérodynamique déformé et cela peut occasionner une baisse jusqu’à 50% des performances ainsi qu'une augmentation de la vitesse de décrochage. Certains modèles de planeur ne peuvent tout simplement pas décoller avec les ailes chargées de gouttelettes.
;Poussières : Les poussières accumulées lorsqu'un planeur est dans le hangar peuvent conduire à une baisse des performances. Dû au principe de couche limite, la poussière ne sera pas soufflée et restera présente durant tout le vol.
[[File:Ventus 2cxM D-KCXM 05.jpg|vignette|système de démoustication des bords d'attaques sur un planeur performant]]
;Contamination du bord d’attaque : Des insectes peuvent venir s'accumuler autour du point d'arrêt (bord d'attaque). Sur un planeur performant, la somme des cadavres de moustique peut représenter une baisse notable des performances. Des systèmes "démoustiqueurs en vol" peuvent exister pour des vols de performances.

'''Le givrage sur la cellule'''
[[Fichier:Icing_on_a_rotor.jpg|vignette|Cristaux de glace se formant en "double cornes" sur le [[wikipedia:bord d'attaque|bord d'attaque]] d'un profil, dans un tunnel de givrage expérimental de la [[NASA]].]]
Le [[wikipedia:Givrage_(aéronautique)|givrage]] est l'apparition de glace à certains endroits de l'aéronef. Contrairement à l'aviation professionnelle, les planeurs ne sont pas équipés de systèmes de [[wikipedia:Dégivrage_(aéronautique)|dégivrages]].
;Glace sur la surface : l'aéronef peut se recouvrir de neige/givre sur toute la surface (au sol notamment), ce qui dégrade l'état de surface. Le profil d'aile est déformé ce qui occasionne une baisse des performances et une augmentation de la vitesse de décrochage. Le dégivrage avant le décollage est indispensable.
;Glace au point d’arrêt les profils : En vol, l'aéronef peut accumuler un bourrelet de givre/neige sur le bord d'attaque des profils, ou pire de l'eau surfondue impacte le point d'arrêt et givre un peu loin (givrage double cornes). En condition de givrage sévère, le profil d'aile est fortement modifié en quelques minutes, l'aile perd sa capacité portante et l'aéronef ne peut plus maintenir son vol.
;Effets du givre sur le contrôle : Le givrage sur les gouvernes peut fortement modifier l'équilibrage des gouvernes et peuvent devenir instables puis vibrer. Le givrage entre les gouvernes et les parties fixes peut bloquer les gouvernes entrainant l'impossibilité de contrôler l'attitude de l'aéronef.

5-1 Bases aérodynamique (motoplaneurs)

2026-09-21T14:00:27Z

Florentc59 : /* Circonstances spéciales */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Aérodynamique, Concepts de base, lois et définitions ==
''© Copyright [[wikipedia:Aérodynamique|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

L''''aérodynamique''' est une branche de la [[wikipedia:dynamique des fluides|dynamique des fluides]] qui étudie les écoulements d'air, et leurs effets sur des éléments solides. En aéronautique, l'aérodynamique s'applique aux déplacements des [[wikipedia:aérodyne|aérodynes]], principalement sur leur [[wikipedia:Aile_(aéronautique)|aile]] et leur système de propulsion ([[wikipedia:Hélice (aéronautique)|hélices]], rotors, turbines, [[wikipedia:turboréacteur|turboréacteur]]s).

=== Unités, lois et définitions ===
''' Unités utilisées '''
*[[wikipedia:Force_(physique)|Forces]] en Newton (N) (ou kg par approximation, mais pas officiel. 1kg = env. 10N)
*[[wikipedia:Surface,_aire_et_superficie|Surface]] en mètre carré (m²)
*[[wikipedia:Pression|Pression]] en Pascal (Pa)
*[[wikipedia:Vitesse|Vitesse]] en mètre par seconde (m/s)

''' Autres définitions utiles '''
*La [[wikipedia:Densité|Densité]] (sans unité) : en aéronautique, le gaz pris comme référence (densité = 1) est l'air au niveau du sol en conditions standards.
*Les pressions :
**La [[wikipedia:Pression_statique|pression statique]] : C'est la pression de l'air mesurée lorsqu'il n'y a aucun mouvement, notée <math>P_{s}</math>
**La [[wikipedia:Pression_dynamique|pression dynamique]] : C'est l'augmentation de pression de l'air générée lorsqu'il se déplace (l'air frappe l'obstacle, la pression augmente), notée <math>P_{d}=\frac12 \, \rho V^2</math>
**La [[wikipedia:Pression_totale|pression totale]] : En aéronautique, on simplifie à la somme <math>Pression~totale=Pression~statique + Pression~dynamique ; P_{t}= P_{s}+P_{d}</math>

''' Lois de Newton '''
*la [[wikipedia:inertie|première loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une '''trajectoire rectiligne et à vitesse constante''', alors la '''somme des force qu'il subit est nulle'''.
**Réciproque : Si la somme des efforts qu'un aéronef subit est nulle, alors il évolue sur une trajectoire rectiligne et à vitesse constante.
*la [[wikipedia:Principe_fondamental_de_la_dynamique|seconde loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une trajectoire courbe ou si sa vitesse n'est pas constante, alors la somme des éfforts qu'il subit n'est pas nulle.
**Réciproque : Si la '''somme des efforts qu'un aéronef subit n'est pas nulle''', alors il évolue sur une ''trajectoire courbe ou sa vitesse n'est pas constante'''.

''' Le théorème de Bernoulli et ses développements '''

''© Copyright [[wikipedia:Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Bernoulli|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

Le [[wikipedia:Théorème_de_Bernoulli|théorème de Bernoulli]] est la formulation mathématique du ''principe de Bernoulli'' qui énonce que dans le flux d'un fluide incompressible [...], le long d'une même [[wikipedia:Ligne de courant|ligne du courant]], la quantité de Bernoulli se conserve, soit :

: <math>\tfrac12 \rho v^2 + \rho g z + p = \mathrm{constante}</math>

où :
:<math>p</math> est la pression en un point (en Pa ou N/m²) ;
:<math>\rho</math> est la masse volumique en un point (en kg/m³) ;
:<math>v</math> est la vitesse du fluide en un point (en m/s) ;
:<math>g</math> est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
:<math>z</math> est l'altitude du point considéré (en m).
La constante dépend de la ligne de courant considérée.

Ce théorème manipulé de différentes manières permet de prédire les paramètres physiques dans un flux. Il est notamment utilisé pour prédire le fonctionnement d'un [[wikipedia:Tube_de_Pitot|tube de Pitot]] afin de déterminer la vitesse de l'aéronef.

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=== Efforts aérodynamiques ===
[[Fichier:Flux_d'air_profil_1.png|vignette]]
L'écoulement de l'air autour d'un profil créer des variations de pressions. La pression qui s'exercent sur les surfaces va alors créer des efforts que l'on peut simplifier à:
; une force de [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]] : ''F''<sub>z</sub>, perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement, dans le plan vertical.
; une force de [[wikipedia:traînée|traînée]] : ''F''<sub>x</sub>, parallèle à la direction de l'écoulement ;
; la somme des deux : ''R''<sub>a</sub>, la résultante aérodynamique.

Des essais en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]] ont permis de découvrir que les forces aérodynamiques générées par une aile dépendent de certains paramètres. Les résultats de ces essais ont permis de modéliser l’influence de chacun d'eux dans une formule. Les paramètres sont détaillés ci-dessous :

<math>Force~de~Trainee=F_{x}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{x}</math>

<math>Force~de~Portance=F_{z}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{z}</math>

<blockquote>
''' <math>\rho</math> - La masse volumique de l'air '''

Il s'agit de la '''masse de l'air par unité de volume'''. Par commodité, elle est souvent présentée en kg/m3. Toutes autres choses égales par ailleurs, lorsque la masse volumique diminue, les forces aérodynamiques diminuent (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Sa valeur standard est de 1.225kg/m3 ;
*Si l'altitude augmente, la masse volumique diminue. Si la température augmente, la masse volumique diminue ;
*ce paramètre est subit par le pilote.

''' <math>S</math> - Surface de référence '''

[[Fichier:Surface alaire 1.png|thumb|Surface Alaire]]
En aéronautique, la surface de référence d'une aile est appelée '''Surface Alaire''' et est la surface projetée sur le plan horizontal, incluant l'espace de fuselage entre les deux demie-ailes. Elle est exprimée en mètres carré (m²). Dans le cas spécifique des [[wikipedia:empennage|empennages]] verticaux ([[wikipedia:Dérive (empennage)|dérive]]), c'est la projection vertical qui est prise en compte.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus la surface alaire est importante, plus les forces aérodynamiques seront fortes (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*La surface alaire est définie par le constructeur de l'aéronef, et le pilote ne peut pas la changer.
*sauf dans le cas où le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif hypersustentateur]])

''' <math>V</math> - Vitesse de l'écoulement '''

En aéronautique, il s'agit de la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air. Pour les calculs aérodynamique, elle est exprimé en m/s (bien que les instruments des pilotes fonctionnent en km/h ou en [[wikipedia:Nœud_(unité)|kt]]).
Toutes autres choses égales par ailleurs, Les forces aérodynamiques varient au carré de vitesse. Si la vitesse est multipliée par 3, les forces aérodynamiques seront multipliées par 9 (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Généralement, la vitesse d'un planeur varie de 70 à 250km/h (de 20 à 70m/s)
*C'est le pilote qui choisi sa vitesse en vol (sauf rafale de vent transitoire)

''' <math>C{x,z}</math> - Coefficients '''

[[Image:Angle of attack.svg|thumb||Les lignes noires représentent le flux d'air, l'aile étant présentée en coupe, l'angle α est l'angle d'incidence.]]
Les '''coefficients aérodynamiques''' sont des coefficients sans dimensions permettant de prendre en compte l’influence de la forme du profil, et de prendre en compte [[wikipedia:Incidence_(aérodynamique)|l'angle d'incidence]] :

* ''C''<sub>x</sub> : le [[wikipedia:coefficient de traînée|coefficient de traînée]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la trainée ;
* ''C''<sub>z</sub> : le [[wikipedia:coefficient de portance|coefficient de portance]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la portance.

Toutes autres choses égales par ailleurs, plus l'angle d'incidence est grand, plus les coefficients sont grands et donc plus les forces aérodynamiques seront fortes. Cependant, l'augmentation n'est pas infinie, au delà d'un angle d'incidence de 15 à 20°, le flux d'air devient brusquement très mauvais et le Cz diminue brusquement. On dit que l'aile '''[[wikipedia:Décrochage_(aérodynamique)|décroche]]'''.

Concrètement pour le pilote planeur :
*Le pilote ne peut pas changer la forme du profil, sauf si le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface ou la courbure de l'aile (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif_hypersustentateur]])
*Mais grâce a ses commandes, le pilote change l'attitude de son aéronef et peut faire varier l'angle d'incidence, donc agir sur le Cz (et le Cx mais c'est la variation de Cz que recherche le pilote !).

Pour aller plus loin : Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient <math>C_{x}</math> est désigné par <math>C_{drag}</math> et <math>C_{z}</math> est désigné par <math>C_{lift}</math>. Aussi, les coefficients ne peuvent être mesurés mais seulement déterminés par calcul en posant <math>C_{x,z} = \frac{F_{x,z}} {\frac{1}{2} \, \rho \, V^2 \, S} </math> (les forces étant mesurées expérimentalement (en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]]).
</blockquote>

''' Rapport Portance / Traînée = la finesse !'''

Le rapport portance/traînée d'une [[wikipedia:Aile (aéronautique)|aile]] est nommé [[wikipedia:finesse (aérodynamique)|finesse aérodynamique]]. Elle représente le rendement de l'aile. En effet, dans le cas d'une aile d'aéronef, on chercher à avoir le meilleur rapport <math>\frac{C_{z}}{C_{x}}</math>. Ce rapport est l'expression de la [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] de l'aile d'un point de vu des aérodynamiciens, elle est strictement identique à la notion de [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] classique connue des pilotes :

<math>\frac{C_{z}}{C_{x}} = \frac{Distance~horizontale~parcoure}{hauteur~perdue} = \frac{Vitesse~horizontale(V_{x})}{Vitesse~verticale(V_{z})} = Finesse</math>

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=== Forme d’un profil aérodynamique ===
[[Fichier:Wing profile nomenclature (fr).svg|thumb|400px|Vocabulaire sur un profil d'aile]]
[[Fichier:Angles_profil_1.png|thumb|400px|Définition des angles important sur un aéronef]]
; Extrados : dessus du profil ou de l'aile.
; Intrados : dessous du profil ou de l'aile.
; Bord d’attaque : partie avant du profil. Il est généralement de forme arrondie.
; Bord de fuite : partie arrière et amincie du profil.

; corde : Segment de droite entre le bord d'attaque et le bord de fuite
; épaisseur relative : <math>\frac{Epaisseur~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; ligne de cambrure : ligne courbe qui se situe exactement entre l'intrados et l'extrados. Sur un profil parfaitement symétrique, la ligne de cambrure est confondue avec la corde.
; cambrure (relative) : <math>\frac{Cambrure~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; incidence : Angle d'incidence α entre la corde de profil et le vent relatif (vecteur noir).

;Angle de Calage : Angle entre la corde du profil et l'axe du fuselage (Cet angle est choisi par le concepteur pour des raisons de visibilité et d'incidence maximum au roulage).
;Angle d'incidence : Angle entre la corde du profil et le vente relatif (ou la trajectoire, le vent relatif étant directement la conséquence du déplacement de l'aéronef).
;Pente : Angle entre la trajectoire de l'aéronef et l'horizon. Une pente nulle équivaut à un vol en palier.

=== La forme de l’aile ===
[[Fichier:Forme_aile_1.png|thumb|400px|Vocabulaire sur une forme d'aile]]
; envergure : distance mesurée entre les deux extrémités de l'aile (entre les deux saumons d'aile).
; allongement (sans unité) : <math>Allongement=\frac{Envergure^2(m^2)}{Surface~alaire(m^2)} = \frac{Envergure(m)}{Corde~moyenne(m)} </math> Un grand allongement améliore la finesse.
; emplanture : Il s'agit de la jonction de l’élément, l'endroit où il est attachée (emplanture de l'aile, du plan fixe de profondeur...)
; corde à l’emplanture : corde mesuré au niveau de emplanture
; corde à l’extrémité : corde mesurée au niveau du saumon d'aile
; forme en plan de l’aile : forme géométrique de l'aile (aile rectangulaire, aile trapézoïdale, aile elliptique...)

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_rectangle_1.png|thumb|200px|forme en plan RECTANGULAIRE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_ellipse_1.png|thumb|200px|forme en plan ELLIPTIQUE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze%26flecheinverse_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE avec flèche inverse]] </li>
</ul></div>

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=== Écoulement en 2D ===
[[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']]
Pour devenir pilote, la pleine compréhension de ce paragraphe n'est pas requise. Il faudra appréhender les grands principes.
;Modèles mathématiques:
L'aérodynamique est une science qui fait partie de la mécanique des fluides, appliquée au cas particulier de l'air. À ce titre, les modèles mathématiques qui s'appliquent sont :
* les [[wikipedia:équations de Navier-Stokes|équations de Navier-Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] ne sont pas négligeables. Le paramètre principal quantifiant ces effets est le [[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] ;
* les [[wikipedia:équations d'Euler|équations d'Euler]] ou de fluide parfait, lorsque les effets visqueux sont négligeables ;
*[[wikipedia:écoulement de Stokes|l'équation de Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] sont prépondérants et les effets inertiels du fluide négligeables ([[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] proche de zéro ;
* l'équation d'état du gaz (modèle du [[wikipedia:gaz parfait|gaz parfait]] pour l'air).

; Le point d’arrêt: Au [[wikipedia:Point_d'arrêt_(mécanique_des_fluides)|point d'arrêt]], la vitesse du fluide est nulle et toute l'énergie cinétique de ce fluide est transformée en énergie de pression. Sur un profil, le point d'arrêt est localisé approximativement au bord d'attaque, mais dépend de l'angle d'incidence du moment.

;Distribution de pression: L'écoulement autour d'un profil créer des variations de vitesse dans l’écoulement, occasionnant des variations de pression. Pour avoir une force de portance vers le haut, il faut créer une dépression au dessus de l'aile, et une surpression en dessous. La forme du profil est alors construite en conséquence.

;Centre de pression: C'est le point où s'appliquerait la somme de toute les pressions à l'intrados, et à l'extrados.

;Influence de l’incidence: Comme vu plus haut, lorsque l'incidence augmente, les coefficients aérodynamiques augmentent

; Séparation de l’écoulement aux fortes incidences : Lorsque l'incidence du profil est trop importante (entre 15 et 20°), un décollement de couche limite se produit, le flux ne s'écoule plus le long du profil. Le profil ne génère plus de portance.

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Lift_curve_fr.svg|thumb|x300px|graphique donnant l'évolution du coefficient de portance en fonction de l'angle d'incidence. Le décrochage survient dans ce cas pour un angle d'incidence supérieur à 15°.]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Angles_de_portance_et_de_décrochage.svg|thumb|x300px|influence de l’angle d'incidence sur la portance]] </li>
</ul></div>

=== Écoulement en 3D ===
L'étude de l'écoulement sur aile complète, en 3D, permet d’appréhender d'autres phénomènes.
[[Fichier:Tourbillons marginaux 1.png|thumb|Tourbillon marginaux sur une aile]]
[[Fichier:Airplane_vortex_edit.jpg|thumb|Étude de la NASA sur les turbulences de sillage. Un tourbillon est créé par le passage d'une aile d'avion, révélé par la fumée.]]
''' Les tourbillons marginaux '''

Les tourbillons marginaux naissent de la différence de pression entre l'[[wikipedia:Intrados_(aéronautique)|intrados]] et l'[[wikipedia:Extrados_(aéronautique)|extrados]] au niveau du [[wikipedia:Saumon_(aéronautique)|saumon]] de l'aile. Un mouvement spontané de l'air créer cette forme circulaire, qui se transforme en tourbillon avec l'avancement de l'aéronef. Ils sont des éléments important de ce que l'on nomme la [[wikipedia:turbulence de sillage|turbulence de sillage]].

Pour les planeurs, c'est un phénomène néfaste à la performance mais relativement faible compte tenu du grand [[wikipedia:Allongement_(aéronautique)|allongement]] de l'aile.

Pour les aéronefs lourd, c'est un phénomène important qui peut devenir dangereux pour les aéronefs léger. Cela a conduit les autorités aéronautiques à définir des distances minimales entre avions en fonction de leurs poids respectifs au décollage, à l'atterrissage et en vol.

Un tourbillon peut également apparaitre sur des parties formant des angles avec le plan des ailes, telles que par exemple les [[wikipedia:Dispositif hypersustentateur|volets]] quand ils sont abaissés. Une image du tourbillon marginal est parfois visible avec de la condensation de vapeur d'eau qui se forme dans des conditions de basse pression. C'est surtout le cas des avions de chasse en forte accélération ou avec un angle d'incidence élevé. Ou encore des avions de ligne au décollage ou à l'atterrissage dans un air humide. Il ne faut pas confondre cette condensation avec les [[wikipedia:trainées_de_condensation|trainées de condensation]] qui sont provoquées par la vapeur d'eau échappée des moteurs.

Les ''[[wikipedia:winglet|winglet]]s'' (ailettes de bout d'aile) tendent à diminuer l'importance du tourbillon marginal en transformant une partie de son énergie pour réduire la [[wikipedia:traînée|traînée]]. On dit qu'elles augmentent l'allongement aérodynamique.

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=== Les composantes de la trainée ===
La trainée totale peut se décomposer en 3 parties. La connaissance des différents sources de trainée permet au pilote d'agir spécifiquement pour leur contrôle et leur diminution.

''' Traînée de frottement '''

Dans l’écoulement d’un [[wikipedia:Fluide (matière)|fluide]] sur une surface on constate au voisinage immédiat de la surface un ralentissement du fluide. L’épaisseur où le fluide est ralenti s’appelle la [[wikipedia:couche limite|couche limite]]. Dans la couche limite les [[wikipedia:molécule|molécule]]s d'air sont ralenties, ce qui se traduit par une perte d'[[wikipedia:énergie|énergie]]. Ce phénomène est d'autant plus grand que la surface en contact avec l'écoulement est importante. On parle également de [[wikipedia:Surface_mouillée|surface mouillée]] pour évoquer cette composante de la trainée.

''' Traînée de forme '''

La résistance aérodynamique d’un objet dépend de sa forme. Si l’on compare les traînées d'un disque perpendiculaire à l'écoulement, d'une [[wikipedia:sphère|sphère]] de même diamètre et d'une forme profilée également de même diamètre (présentant la forme dite de façon abusive "en goutte d’eau"), on constate que la sphère suscite 50 % de la résistance du disque, et la "goutte d’eau" à peine 5 % de la résistance de ce même disque. La traînée de forme est minimale quand l'écoulement n'est pas décollé. Les variations de section brutales du corps amènent des décollements, de la turbulence et donc de la traînée. Afin de réduire les décollements et la [[wikipedia:turbulence|turbulence]], il faut "profiler" le corps. Les avions les mieux profilés (les planeurs) ont un coefficient de forme très faible.

''' [[wikipedia:traînée induite|Traînée induite]] '''

L'expression complète qui devrait être utilisée est ''[[wikipedia:traînée induite|traînée induite]] par la [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]]''. Elle est causée par tout ce qui crée de la portance, proportionnelle au carré du coefficient de portance (''C''<sub>z</sub>), et inversement proportionnelle à l'allongement effectif. Elle est réduite par la présence de [[wikipedia:Winglet|winglet]]. La traînée induite est une composante importante de la traînée totale, notamment aux basses vitesses (forts coefficients de portance).

Pour aller plus loin : Le mécanisme de la traînée induite a été théorisé par Ludwig Prandtl (1918) de la manière suivante : Pour avoir une portance, il faut une surpression relative à ''l’intrados'' de l’aile et/ou une dépression relative à ''l’extrados'' de l’aile. Sous l'effet de cette différence de pression, l’air passe directement de l’intrados à l’extrados en contournant l'extrémité de l'aile. Il en résulte que, sous l’intrados, le flux d’air général se trouve dévié latéralement vers l’extrémité de l’aile, et que sur l’extrados le flux d’air se trouve dévié vers le centre de l’aile. Lorsque les flux respectifs de l’intrados et de l’extrados finissent par se rejoindre au bord de fuite de l’aile, leurs directions divergent, ce qui cause à la fois la traînée induite et des tourbillons en arrière du bord de fuite.

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=== Effet de sol ===
''© Copyright [[wikipedia:Effet_de_sol|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

En aéronautique, dans le cas d'un [[wikipedia:aéronef à effet de sol|aérodyne à effet de sol]], le vol à proximité du sol augmente légèrement la portance (la portance est plus grande à incidence identique), ce qui permet, à portance égale, de réduire l'angle d'incidence et la déflexion et donc la [[#Les composantes de la trainée|Traînée induite]] par la portance. Cela améliore la finesse (le Rapport Portance / Traînée) de l'engin.

Concrètement pour le pilote :
*La puissance nécessaire pour voler en effet de sol est inférieure. Dans le cas imaginaire d'un aéronef disposant de trop peu de puissance, ce dernier pourrait décoller, mais ne jamais pouvoir voler sans l’effet de sol et donc ne jamais monter plus haut que quelques mètres (cas du [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright#Flyer|Flyer]] des [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright|frères Wright]])
*Lors de l’atterrissage (en vol plané ou en quasi-vol plané), l'aéronef va subitement mieux planer lorsqu'il entre en effet de sol à quelques mètres du sol. Le pilote doit avoir conscience du phénomène pour agir correctement et accompagner cette phase de l'atterrissage.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Positiver Bodeneffekt.png|thumb|Portance avec effet de sol (le sol se trouve en bas de l'image et la pression sous l'aile a augmenté). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
</ul></div>

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=== la couche limite ===
[[Fichier:Laminar boundary layer scheme.svg|vignette|Profil de vitesse au travers d’une couche limite au-dessus d’une plaque.]]
La [[wikipedia:Couche_limite|couche limite]] est la mince couche d'un écoulement au voisinage immédiat d'un objet, dans laquelle se manifestent les phénomènes de frottement et de viscosité. Plus vulgairement, la vitesse du flux d'air diminue au fur et à mesure que l'on s'approche de l'objet car il "frotte" du plus en plus sur cet objet.

La couche limite doit normalement exister tout autour du profil d'aile. Mais dans des conditions spécifiques, elle peut se "décoller" et l'écoulement ne suit plus le profil de l'aile. Un décollement important occasionne le [[wikipédia:Décrochage_(aérodynamique)|décrochage]]. Un décollement moindre peut occasionner la perte de contrôle sur les gouvernes si ces dernières ne sont correctement alimentés en air.
Des dispositifs spécifiques permettent de redonner de l'énergie à la couche limite pour éviter son décollement, au prix d'une trainée supérieure. Turbulateur, soufflage de la couche limite, aspiration au bord de fuite....
Lorqu'un indiqué par le constructeur, ces éléments doivent absolument être présent pour garantir la sécurité et la performance du vol.

Cette couche limite peut être de type laminaire ou turbulente, mais cette connaissance n'est pas demandée au pilote de planeur.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca laminar fluegel(cropped).jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à incidence adaptée (pas de décollement de couche limite).]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca abger fluegel.jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à forte incidence (couche limite décollée à l'extrados - décrochage).]] </li>
</ul></div>

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=== Circonstances spéciales ===
'''Contaminations courantes des profils en planeur'''
;Pluie : Lorsque des gouttes d'eau recouvrent l'aéronef, les plus petites restent immobiles et collées à la surface (dans la couche limite où le flux d'air est plus faible). Les plus grosses peuvent parcourir l'aéronef de l'avant vers l'arrière. Il en résulte un profil aérodynamique déformé et cela peut occasionner une baisse jusqu’à 50% des performances ainsi qu'une augmentation de la vitesse de décrochage. Certains modèles de planeur ne peuvent tout simplement pas décoller avec les ailes chargées de gouttelettes.
;Poussières : Les poussières accumulées lorsqu'un planeur est dans le hangar peuvent conduire à une baisse des performances. Dû au principe de couche limite, la poussière ne sera pas soufflée et restera présente durant tout le vol.
[[File:Ventus 2cxM D-KCXM 05.jpg|vignette|système de démoustication des bords d'attaques sur un planeur performa]]
;Contamination du bord d’attaque : Des insectes peuvent venir s'accumuler autour du point d'arrêt (bord d'attaque). Sur un planeur performant, la somme des cadavres de moustique peut représenter une baisse notable des performances. Des systèmes "démoustiqueurs en vol" peuvent exister pour des vols de performances.

'''Le givrage sur la cellule'''
[[Fichier:Icing_on_a_rotor.jpg|vignette|Cristaux de glace se formant en "double cornes" sur le [[wikipedia:bord d'attaque|bord d'attaque]] d'un profil, dans un tunnel de givrage expérimental de la [[NASA]].]]
Le [[wikipedia:Givrage_(aéronautique)|givrage]] est l'apparition de glace à certains endroits de l'aéronef. Contrairement à l'aviation professionnelle, les planeurs ne sont pas équipés de systèmes de [[wikipedia:Dégivrage_(aéronautique)|dégivrages]].
;Glace sur la surface : l'aéronef peut se recouvrir de neige/givre sur toute la surface (au sol notamment), ce qui dégrade l'état de surface. Le profil d'aile est déformé ce qui occasionne une baisse des performances et une augmentation de la vitesse de décrochage. Le dégivrage avant le décollage est indispensable.
;Glace au point d’arrêt les profils : En vol, l'aéronef peut accumuler un bourrelet de givre/neige sur le bord d'attaque des profils, ou pire de l'eau surfondue impacte le point d'arrêt et givre un peu loin (givrage double cornes). En condition de givrage sévère, le profil d'aile est fortement modifié en quelques minutes, l'aile perd sa capacité portante et l'aéronef ne peut plus maintenir son vol.
;Effets du givre sur le contrôle : Le givrage sur les gouvernes peut fortement modifier l'équilibrage des gouvernes et peuvent devenir instables puis vibrer. Le givrage entre les gouvernes et les parties fixes peut bloquer les gouvernes entrainant l'impossibilité de contrôler l'attitude de l'aéronef.

5-1 Bases aérodynamique (motoplaneurs)

2026-09-21T13:59:52Z

Florentc59 : /* Circonstances spéciales */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Aérodynamique, Concepts de base, lois et définitions ==
''© Copyright [[wikipedia:Aérodynamique|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

L''''aérodynamique''' est une branche de la [[wikipedia:dynamique des fluides|dynamique des fluides]] qui étudie les écoulements d'air, et leurs effets sur des éléments solides. En aéronautique, l'aérodynamique s'applique aux déplacements des [[wikipedia:aérodyne|aérodynes]], principalement sur leur [[wikipedia:Aile_(aéronautique)|aile]] et leur système de propulsion ([[wikipedia:Hélice (aéronautique)|hélices]], rotors, turbines, [[wikipedia:turboréacteur|turboréacteur]]s).

=== Unités, lois et définitions ===
''' Unités utilisées '''
*[[wikipedia:Force_(physique)|Forces]] en Newton (N) (ou kg par approximation, mais pas officiel. 1kg = env. 10N)
*[[wikipedia:Surface,_aire_et_superficie|Surface]] en mètre carré (m²)
*[[wikipedia:Pression|Pression]] en Pascal (Pa)
*[[wikipedia:Vitesse|Vitesse]] en mètre par seconde (m/s)

''' Autres définitions utiles '''
*La [[wikipedia:Densité|Densité]] (sans unité) : en aéronautique, le gaz pris comme référence (densité = 1) est l'air au niveau du sol en conditions standards.
*Les pressions :
**La [[wikipedia:Pression_statique|pression statique]] : C'est la pression de l'air mesurée lorsqu'il n'y a aucun mouvement, notée <math>P_{s}</math>
**La [[wikipedia:Pression_dynamique|pression dynamique]] : C'est l'augmentation de pression de l'air générée lorsqu'il se déplace (l'air frappe l'obstacle, la pression augmente), notée <math>P_{d}=\frac12 \, \rho V^2</math>
**La [[wikipedia:Pression_totale|pression totale]] : En aéronautique, on simplifie à la somme <math>Pression~totale=Pression~statique + Pression~dynamique ; P_{t}= P_{s}+P_{d}</math>

''' Lois de Newton '''
*la [[wikipedia:inertie|première loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une '''trajectoire rectiligne et à vitesse constante''', alors la '''somme des force qu'il subit est nulle'''.
**Réciproque : Si la somme des efforts qu'un aéronef subit est nulle, alors il évolue sur une trajectoire rectiligne et à vitesse constante.
*la [[wikipedia:Principe_fondamental_de_la_dynamique|seconde loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une trajectoire courbe ou si sa vitesse n'est pas constante, alors la somme des éfforts qu'il subit n'est pas nulle.
**Réciproque : Si la '''somme des efforts qu'un aéronef subit n'est pas nulle''', alors il évolue sur une ''trajectoire courbe ou sa vitesse n'est pas constante'''.

''' Le théorème de Bernoulli et ses développements '''

''© Copyright [[wikipedia:Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Bernoulli|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

Le [[wikipedia:Théorème_de_Bernoulli|théorème de Bernoulli]] est la formulation mathématique du ''principe de Bernoulli'' qui énonce que dans le flux d'un fluide incompressible [...], le long d'une même [[wikipedia:Ligne de courant|ligne du courant]], la quantité de Bernoulli se conserve, soit :

: <math>\tfrac12 \rho v^2 + \rho g z + p = \mathrm{constante}</math>

où :
:<math>p</math> est la pression en un point (en Pa ou N/m²) ;
:<math>\rho</math> est la masse volumique en un point (en kg/m³) ;
:<math>v</math> est la vitesse du fluide en un point (en m/s) ;
:<math>g</math> est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
:<math>z</math> est l'altitude du point considéré (en m).
La constante dépend de la ligne de courant considérée.

Ce théorème manipulé de différentes manières permet de prédire les paramètres physiques dans un flux. Il est notamment utilisé pour prédire le fonctionnement d'un [[wikipedia:Tube_de_Pitot|tube de Pitot]] afin de déterminer la vitesse de l'aéronef.

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=== Efforts aérodynamiques ===
[[Fichier:Flux_d'air_profil_1.png|vignette]]
L'écoulement de l'air autour d'un profil créer des variations de pressions. La pression qui s'exercent sur les surfaces va alors créer des efforts que l'on peut simplifier à:
; une force de [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]] : ''F''<sub>z</sub>, perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement, dans le plan vertical.
; une force de [[wikipedia:traînée|traînée]] : ''F''<sub>x</sub>, parallèle à la direction de l'écoulement ;
; la somme des deux : ''R''<sub>a</sub>, la résultante aérodynamique.

Des essais en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]] ont permis de découvrir que les forces aérodynamiques générées par une aile dépendent de certains paramètres. Les résultats de ces essais ont permis de modéliser l’influence de chacun d'eux dans une formule. Les paramètres sont détaillés ci-dessous :

<math>Force~de~Trainee=F_{x}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{x}</math>

<math>Force~de~Portance=F_{z}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{z}</math>

<blockquote>
''' <math>\rho</math> - La masse volumique de l'air '''

Il s'agit de la '''masse de l'air par unité de volume'''. Par commodité, elle est souvent présentée en kg/m3. Toutes autres choses égales par ailleurs, lorsque la masse volumique diminue, les forces aérodynamiques diminuent (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Sa valeur standard est de 1.225kg/m3 ;
*Si l'altitude augmente, la masse volumique diminue. Si la température augmente, la masse volumique diminue ;
*ce paramètre est subit par le pilote.

''' <math>S</math> - Surface de référence '''

[[Fichier:Surface alaire 1.png|thumb|Surface Alaire]]
En aéronautique, la surface de référence d'une aile est appelée '''Surface Alaire''' et est la surface projetée sur le plan horizontal, incluant l'espace de fuselage entre les deux demie-ailes. Elle est exprimée en mètres carré (m²). Dans le cas spécifique des [[wikipedia:empennage|empennages]] verticaux ([[wikipedia:Dérive (empennage)|dérive]]), c'est la projection vertical qui est prise en compte.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus la surface alaire est importante, plus les forces aérodynamiques seront fortes (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*La surface alaire est définie par le constructeur de l'aéronef, et le pilote ne peut pas la changer.
*sauf dans le cas où le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif hypersustentateur]])

''' <math>V</math> - Vitesse de l'écoulement '''

En aéronautique, il s'agit de la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air. Pour les calculs aérodynamique, elle est exprimé en m/s (bien que les instruments des pilotes fonctionnent en km/h ou en [[wikipedia:Nœud_(unité)|kt]]).
Toutes autres choses égales par ailleurs, Les forces aérodynamiques varient au carré de vitesse. Si la vitesse est multipliée par 3, les forces aérodynamiques seront multipliées par 9 (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Généralement, la vitesse d'un planeur varie de 70 à 250km/h (de 20 à 70m/s)
*C'est le pilote qui choisi sa vitesse en vol (sauf rafale de vent transitoire)

''' <math>C{x,z}</math> - Coefficients '''

[[Image:Angle of attack.svg|thumb||Les lignes noires représentent le flux d'air, l'aile étant présentée en coupe, l'angle α est l'angle d'incidence.]]
Les '''coefficients aérodynamiques''' sont des coefficients sans dimensions permettant de prendre en compte l’influence de la forme du profil, et de prendre en compte [[wikipedia:Incidence_(aérodynamique)|l'angle d'incidence]] :

* ''C''<sub>x</sub> : le [[wikipedia:coefficient de traînée|coefficient de traînée]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la trainée ;
* ''C''<sub>z</sub> : le [[wikipedia:coefficient de portance|coefficient de portance]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la portance.

Toutes autres choses égales par ailleurs, plus l'angle d'incidence est grand, plus les coefficients sont grands et donc plus les forces aérodynamiques seront fortes. Cependant, l'augmentation n'est pas infinie, au delà d'un angle d'incidence de 15 à 20°, le flux d'air devient brusquement très mauvais et le Cz diminue brusquement. On dit que l'aile '''[[wikipedia:Décrochage_(aérodynamique)|décroche]]'''.

Concrètement pour le pilote planeur :
*Le pilote ne peut pas changer la forme du profil, sauf si le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface ou la courbure de l'aile (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif_hypersustentateur]])
*Mais grâce a ses commandes, le pilote change l'attitude de son aéronef et peut faire varier l'angle d'incidence, donc agir sur le Cz (et le Cx mais c'est la variation de Cz que recherche le pilote !).

Pour aller plus loin : Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient <math>C_{x}</math> est désigné par <math>C_{drag}</math> et <math>C_{z}</math> est désigné par <math>C_{lift}</math>. Aussi, les coefficients ne peuvent être mesurés mais seulement déterminés par calcul en posant <math>C_{x,z} = \frac{F_{x,z}} {\frac{1}{2} \, \rho \, V^2 \, S} </math> (les forces étant mesurées expérimentalement (en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]]).
</blockquote>

''' Rapport Portance / Traînée = la finesse !'''

Le rapport portance/traînée d'une [[wikipedia:Aile (aéronautique)|aile]] est nommé [[wikipedia:finesse (aérodynamique)|finesse aérodynamique]]. Elle représente le rendement de l'aile. En effet, dans le cas d'une aile d'aéronef, on chercher à avoir le meilleur rapport <math>\frac{C_{z}}{C_{x}}</math>. Ce rapport est l'expression de la [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] de l'aile d'un point de vu des aérodynamiciens, elle est strictement identique à la notion de [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] classique connue des pilotes :

<math>\frac{C_{z}}{C_{x}} = \frac{Distance~horizontale~parcoure}{hauteur~perdue} = \frac{Vitesse~horizontale(V_{x})}{Vitesse~verticale(V_{z})} = Finesse</math>

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=== Forme d’un profil aérodynamique ===
[[Fichier:Wing profile nomenclature (fr).svg|thumb|400px|Vocabulaire sur un profil d'aile]]
[[Fichier:Angles_profil_1.png|thumb|400px|Définition des angles important sur un aéronef]]
; Extrados : dessus du profil ou de l'aile.
; Intrados : dessous du profil ou de l'aile.
; Bord d’attaque : partie avant du profil. Il est généralement de forme arrondie.
; Bord de fuite : partie arrière et amincie du profil.

; corde : Segment de droite entre le bord d'attaque et le bord de fuite
; épaisseur relative : <math>\frac{Epaisseur~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; ligne de cambrure : ligne courbe qui se situe exactement entre l'intrados et l'extrados. Sur un profil parfaitement symétrique, la ligne de cambrure est confondue avec la corde.
; cambrure (relative) : <math>\frac{Cambrure~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; incidence : Angle d'incidence α entre la corde de profil et le vent relatif (vecteur noir).

;Angle de Calage : Angle entre la corde du profil et l'axe du fuselage (Cet angle est choisi par le concepteur pour des raisons de visibilité et d'incidence maximum au roulage).
;Angle d'incidence : Angle entre la corde du profil et le vente relatif (ou la trajectoire, le vent relatif étant directement la conséquence du déplacement de l'aéronef).
;Pente : Angle entre la trajectoire de l'aéronef et l'horizon. Une pente nulle équivaut à un vol en palier.

=== La forme de l’aile ===
[[Fichier:Forme_aile_1.png|thumb|400px|Vocabulaire sur une forme d'aile]]
; envergure : distance mesurée entre les deux extrémités de l'aile (entre les deux saumons d'aile).
; allongement (sans unité) : <math>Allongement=\frac{Envergure^2(m^2)}{Surface~alaire(m^2)} = \frac{Envergure(m)}{Corde~moyenne(m)} </math> Un grand allongement améliore la finesse.
; emplanture : Il s'agit de la jonction de l’élément, l'endroit où il est attachée (emplanture de l'aile, du plan fixe de profondeur...)
; corde à l’emplanture : corde mesuré au niveau de emplanture
; corde à l’extrémité : corde mesurée au niveau du saumon d'aile
; forme en plan de l’aile : forme géométrique de l'aile (aile rectangulaire, aile trapézoïdale, aile elliptique...)

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_rectangle_1.png|thumb|200px|forme en plan RECTANGULAIRE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_ellipse_1.png|thumb|200px|forme en plan ELLIPTIQUE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze%26flecheinverse_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE avec flèche inverse]] </li>
</ul></div>

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=== Écoulement en 2D ===
[[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']]
Pour devenir pilote, la pleine compréhension de ce paragraphe n'est pas requise. Il faudra appréhender les grands principes.
;Modèles mathématiques:
L'aérodynamique est une science qui fait partie de la mécanique des fluides, appliquée au cas particulier de l'air. À ce titre, les modèles mathématiques qui s'appliquent sont :
* les [[wikipedia:équations de Navier-Stokes|équations de Navier-Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] ne sont pas négligeables. Le paramètre principal quantifiant ces effets est le [[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] ;
* les [[wikipedia:équations d'Euler|équations d'Euler]] ou de fluide parfait, lorsque les effets visqueux sont négligeables ;
*[[wikipedia:écoulement de Stokes|l'équation de Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] sont prépondérants et les effets inertiels du fluide négligeables ([[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] proche de zéro ;
* l'équation d'état du gaz (modèle du [[wikipedia:gaz parfait|gaz parfait]] pour l'air).

; Le point d’arrêt: Au [[wikipedia:Point_d'arrêt_(mécanique_des_fluides)|point d'arrêt]], la vitesse du fluide est nulle et toute l'énergie cinétique de ce fluide est transformée en énergie de pression. Sur un profil, le point d'arrêt est localisé approximativement au bord d'attaque, mais dépend de l'angle d'incidence du moment.

;Distribution de pression: L'écoulement autour d'un profil créer des variations de vitesse dans l’écoulement, occasionnant des variations de pression. Pour avoir une force de portance vers le haut, il faut créer une dépression au dessus de l'aile, et une surpression en dessous. La forme du profil est alors construite en conséquence.

;Centre de pression: C'est le point où s'appliquerait la somme de toute les pressions à l'intrados, et à l'extrados.

;Influence de l’incidence: Comme vu plus haut, lorsque l'incidence augmente, les coefficients aérodynamiques augmentent

; Séparation de l’écoulement aux fortes incidences : Lorsque l'incidence du profil est trop importante (entre 15 et 20°), un décollement de couche limite se produit, le flux ne s'écoule plus le long du profil. Le profil ne génère plus de portance.

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Lift_curve_fr.svg|thumb|x300px|graphique donnant l'évolution du coefficient de portance en fonction de l'angle d'incidence. Le décrochage survient dans ce cas pour un angle d'incidence supérieur à 15°.]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Angles_de_portance_et_de_décrochage.svg|thumb|x300px|influence de l’angle d'incidence sur la portance]] </li>
</ul></div>

=== Écoulement en 3D ===
L'étude de l'écoulement sur aile complète, en 3D, permet d’appréhender d'autres phénomènes.
[[Fichier:Tourbillons marginaux 1.png|thumb|Tourbillon marginaux sur une aile]]
[[Fichier:Airplane_vortex_edit.jpg|thumb|Étude de la NASA sur les turbulences de sillage. Un tourbillon est créé par le passage d'une aile d'avion, révélé par la fumée.]]
''' Les tourbillons marginaux '''

Les tourbillons marginaux naissent de la différence de pression entre l'[[wikipedia:Intrados_(aéronautique)|intrados]] et l'[[wikipedia:Extrados_(aéronautique)|extrados]] au niveau du [[wikipedia:Saumon_(aéronautique)|saumon]] de l'aile. Un mouvement spontané de l'air créer cette forme circulaire, qui se transforme en tourbillon avec l'avancement de l'aéronef. Ils sont des éléments important de ce que l'on nomme la [[wikipedia:turbulence de sillage|turbulence de sillage]].

Pour les planeurs, c'est un phénomène néfaste à la performance mais relativement faible compte tenu du grand [[wikipedia:Allongement_(aéronautique)|allongement]] de l'aile.

Pour les aéronefs lourd, c'est un phénomène important qui peut devenir dangereux pour les aéronefs léger. Cela a conduit les autorités aéronautiques à définir des distances minimales entre avions en fonction de leurs poids respectifs au décollage, à l'atterrissage et en vol.

Un tourbillon peut également apparaitre sur des parties formant des angles avec le plan des ailes, telles que par exemple les [[wikipedia:Dispositif hypersustentateur|volets]] quand ils sont abaissés. Une image du tourbillon marginal est parfois visible avec de la condensation de vapeur d'eau qui se forme dans des conditions de basse pression. C'est surtout le cas des avions de chasse en forte accélération ou avec un angle d'incidence élevé. Ou encore des avions de ligne au décollage ou à l'atterrissage dans un air humide. Il ne faut pas confondre cette condensation avec les [[wikipedia:trainées_de_condensation|trainées de condensation]] qui sont provoquées par la vapeur d'eau échappée des moteurs.

Les ''[[wikipedia:winglet|winglet]]s'' (ailettes de bout d'aile) tendent à diminuer l'importance du tourbillon marginal en transformant une partie de son énergie pour réduire la [[wikipedia:traînée|traînée]]. On dit qu'elles augmentent l'allongement aérodynamique.

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=== Les composantes de la trainée ===
La trainée totale peut se décomposer en 3 parties. La connaissance des différents sources de trainée permet au pilote d'agir spécifiquement pour leur contrôle et leur diminution.

''' Traînée de frottement '''

Dans l’écoulement d’un [[wikipedia:Fluide (matière)|fluide]] sur une surface on constate au voisinage immédiat de la surface un ralentissement du fluide. L’épaisseur où le fluide est ralenti s’appelle la [[wikipedia:couche limite|couche limite]]. Dans la couche limite les [[wikipedia:molécule|molécule]]s d'air sont ralenties, ce qui se traduit par une perte d'[[wikipedia:énergie|énergie]]. Ce phénomène est d'autant plus grand que la surface en contact avec l'écoulement est importante. On parle également de [[wikipedia:Surface_mouillée|surface mouillée]] pour évoquer cette composante de la trainée.

''' Traînée de forme '''

La résistance aérodynamique d’un objet dépend de sa forme. Si l’on compare les traînées d'un disque perpendiculaire à l'écoulement, d'une [[wikipedia:sphère|sphère]] de même diamètre et d'une forme profilée également de même diamètre (présentant la forme dite de façon abusive "en goutte d’eau"), on constate que la sphère suscite 50 % de la résistance du disque, et la "goutte d’eau" à peine 5 % de la résistance de ce même disque. La traînée de forme est minimale quand l'écoulement n'est pas décollé. Les variations de section brutales du corps amènent des décollements, de la turbulence et donc de la traînée. Afin de réduire les décollements et la [[wikipedia:turbulence|turbulence]], il faut "profiler" le corps. Les avions les mieux profilés (les planeurs) ont un coefficient de forme très faible.

''' [[wikipedia:traînée induite|Traînée induite]] '''

L'expression complète qui devrait être utilisée est ''[[wikipedia:traînée induite|traînée induite]] par la [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]]''. Elle est causée par tout ce qui crée de la portance, proportionnelle au carré du coefficient de portance (''C''<sub>z</sub>), et inversement proportionnelle à l'allongement effectif. Elle est réduite par la présence de [[wikipedia:Winglet|winglet]]. La traînée induite est une composante importante de la traînée totale, notamment aux basses vitesses (forts coefficients de portance).

Pour aller plus loin : Le mécanisme de la traînée induite a été théorisé par Ludwig Prandtl (1918) de la manière suivante : Pour avoir une portance, il faut une surpression relative à ''l’intrados'' de l’aile et/ou une dépression relative à ''l’extrados'' de l’aile. Sous l'effet de cette différence de pression, l’air passe directement de l’intrados à l’extrados en contournant l'extrémité de l'aile. Il en résulte que, sous l’intrados, le flux d’air général se trouve dévié latéralement vers l’extrémité de l’aile, et que sur l’extrados le flux d’air se trouve dévié vers le centre de l’aile. Lorsque les flux respectifs de l’intrados et de l’extrados finissent par se rejoindre au bord de fuite de l’aile, leurs directions divergent, ce qui cause à la fois la traînée induite et des tourbillons en arrière du bord de fuite.

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=== Effet de sol ===
''© Copyright [[wikipedia:Effet_de_sol|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

En aéronautique, dans le cas d'un [[wikipedia:aéronef à effet de sol|aérodyne à effet de sol]], le vol à proximité du sol augmente légèrement la portance (la portance est plus grande à incidence identique), ce qui permet, à portance égale, de réduire l'angle d'incidence et la déflexion et donc la [[#Les composantes de la trainée|Traînée induite]] par la portance. Cela améliore la finesse (le Rapport Portance / Traînée) de l'engin.

Concrètement pour le pilote :
*La puissance nécessaire pour voler en effet de sol est inférieure. Dans le cas imaginaire d'un aéronef disposant de trop peu de puissance, ce dernier pourrait décoller, mais ne jamais pouvoir voler sans l’effet de sol et donc ne jamais monter plus haut que quelques mètres (cas du [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright#Flyer|Flyer]] des [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright|frères Wright]])
*Lors de l’atterrissage (en vol plané ou en quasi-vol plané), l'aéronef va subitement mieux planer lorsqu'il entre en effet de sol à quelques mètres du sol. Le pilote doit avoir conscience du phénomène pour agir correctement et accompagner cette phase de l'atterrissage.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Positiver Bodeneffekt.png|thumb|Portance avec effet de sol (le sol se trouve en bas de l'image et la pression sous l'aile a augmenté). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
</ul></div>

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=== la couche limite ===
[[Fichier:Laminar boundary layer scheme.svg|vignette|Profil de vitesse au travers d’une couche limite au-dessus d’une plaque.]]
La [[wikipedia:Couche_limite|couche limite]] est la mince couche d'un écoulement au voisinage immédiat d'un objet, dans laquelle se manifestent les phénomènes de frottement et de viscosité. Plus vulgairement, la vitesse du flux d'air diminue au fur et à mesure que l'on s'approche de l'objet car il "frotte" du plus en plus sur cet objet.

La couche limite doit normalement exister tout autour du profil d'aile. Mais dans des conditions spécifiques, elle peut se "décoller" et l'écoulement ne suit plus le profil de l'aile. Un décollement important occasionne le [[wikipédia:Décrochage_(aérodynamique)|décrochage]]. Un décollement moindre peut occasionner la perte de contrôle sur les gouvernes si ces dernières ne sont correctement alimentés en air.
Des dispositifs spécifiques permettent de redonner de l'énergie à la couche limite pour éviter son décollement, au prix d'une trainée supérieure. Turbulateur, soufflage de la couche limite, aspiration au bord de fuite....
Lorqu'un indiqué par le constructeur, ces éléments doivent absolument être présent pour garantir la sécurité et la performance du vol.

Cette couche limite peut être de type laminaire ou turbulente, mais cette connaissance n'est pas demandée au pilote de planeur.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca laminar fluegel(cropped).jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à incidence adaptée (pas de décollement de couche limite).]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca abger fluegel.jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à forte incidence (couche limite décollée à l'extrados - décrochage).]] </li>
</ul></div>

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=== Circonstances spéciales ===
'''Contaminations courantes des profils en planeur'''
;Pluie : Lorsque des gouttes d'eau recouvrent l'aéronef, les plus petites restent immobiles et collées à la surface (dans la couche limite où le flux d'air est plus faible). Les plus grosses peuvent parcourir l'aéronef de l'avant vers l'arrière. Il en résulte un profil aérodynamique déformé et cela peut occasionner une baisse jusqu’à 50% des performances ainsi qu'une augmentation de la vitesse de décrochage. Certains modèles de planeur ne peuvent tout simplement pas décoller avec les ailes chargées de gouttelettes.
;Poussières : Les poussières accumulées lorsqu'un planeur est dans le hangar peuvent conduire à une baisse des performances. Dû au principe de couche limite, la poussière ne sera pas soufflée et restera présente durant tout le vol.
[[File:Ventus 2cxM D-KCXM 05.jpg|vignette|système de démoustication des bords d'attaques sur un planeur performa]]
;Contamination du bord d’attaque : Des insectes peuvent venir s'accumuler autour du point d'arrêt (bord d'attaque). Sur un planeur performant, la somme des cadavres de moustique peut représenter une baisse notable des performances. Des systèmes "démoustiqueurs en vol" peuvent exister pour des vols de performances.

'''Le givrage sur la cellule'''
[[Fichier:Icing_on_a_rotor.jpg|vignette|Cristaux de glace se formant en "double cornes" sur le [[wikipedia:bord d'attaque|bord d'attaque]] d'un profil, dans un tunnel de givrage expérimental de la [[NASA]].]]
Le [[wikipedia:Givrage_(aéronautique)|givrage]] est l'apparition de glace à certains endroits de l'aéronef. Contrairement à l'aviation professionnelle, les planeurs ne sont pas équipés de systèmes de [[wikipedia:Dégivrage_(aéronautique)|dégivrages]].
;Glace sur la surface : l'aéronef peut se recouvrir de neige/givre sur toute la surface (au sol notamment), ce qui dégrade l'état de surface. Le profil d'aile est déformé ce qui occasionne une baisse des performances et une augmentation de la vitesse de décrochage. Le dégivrage avant le décollage est indispensable.
;Glace au point d’arrêt les profils : En vol, l'aéronef peut accumuler un bourrelet de givre/neige sur le bord d'attaque des profils, ou pire de l'eau surfondue impacte le point d'arrêt et givre un peu loin (givrage double cornes). En condition de givrage sévère, le profil d'aile est fortement modifié en quelques minutes, l'aile perd sa capacité portante et l'aéronef ne peut plus maintenir son vol.
;Effets du givre sur le contrôle : Le givrage sur les gouvernes peut fortement modifier l'équilibrage des gouvernes et peuvent devenir instables puis vibrer. Le givrage entre les gouvernes et les parties fixes peut bloquer les gouvernes entrainant l'impossibilité de contrôler l'attitude de l'aéronef.

5-1 Bases aérodynamique (motoplaneurs)

2026-09-21T13:57:13Z

Florentc59 : /* Circonstances spéciales */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Aérodynamique, Concepts de base, lois et définitions ==
''© Copyright [[wikipedia:Aérodynamique|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

L''''aérodynamique''' est une branche de la [[wikipedia:dynamique des fluides|dynamique des fluides]] qui étudie les écoulements d'air, et leurs effets sur des éléments solides. En aéronautique, l'aérodynamique s'applique aux déplacements des [[wikipedia:aérodyne|aérodynes]], principalement sur leur [[wikipedia:Aile_(aéronautique)|aile]] et leur système de propulsion ([[wikipedia:Hélice (aéronautique)|hélices]], rotors, turbines, [[wikipedia:turboréacteur|turboréacteur]]s).

=== Unités, lois et définitions ===
''' Unités utilisées '''
*[[wikipedia:Force_(physique)|Forces]] en Newton (N) (ou kg par approximation, mais pas officiel. 1kg = env. 10N)
*[[wikipedia:Surface,_aire_et_superficie|Surface]] en mètre carré (m²)
*[[wikipedia:Pression|Pression]] en Pascal (Pa)
*[[wikipedia:Vitesse|Vitesse]] en mètre par seconde (m/s)

''' Autres définitions utiles '''
*La [[wikipedia:Densité|Densité]] (sans unité) : en aéronautique, le gaz pris comme référence (densité = 1) est l'air au niveau du sol en conditions standards.
*Les pressions :
**La [[wikipedia:Pression_statique|pression statique]] : C'est la pression de l'air mesurée lorsqu'il n'y a aucun mouvement, notée <math>P_{s}</math>
**La [[wikipedia:Pression_dynamique|pression dynamique]] : C'est l'augmentation de pression de l'air générée lorsqu'il se déplace (l'air frappe l'obstacle, la pression augmente), notée <math>P_{d}=\frac12 \, \rho V^2</math>
**La [[wikipedia:Pression_totale|pression totale]] : En aéronautique, on simplifie à la somme <math>Pression~totale=Pression~statique + Pression~dynamique ; P_{t}= P_{s}+P_{d}</math>

''' Lois de Newton '''
*la [[wikipedia:inertie|première loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une '''trajectoire rectiligne et à vitesse constante''', alors la '''somme des force qu'il subit est nulle'''.
**Réciproque : Si la somme des efforts qu'un aéronef subit est nulle, alors il évolue sur une trajectoire rectiligne et à vitesse constante.
*la [[wikipedia:Principe_fondamental_de_la_dynamique|seconde loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une trajectoire courbe ou si sa vitesse n'est pas constante, alors la somme des éfforts qu'il subit n'est pas nulle.
**Réciproque : Si la '''somme des efforts qu'un aéronef subit n'est pas nulle''', alors il évolue sur une ''trajectoire courbe ou sa vitesse n'est pas constante'''.

''' Le théorème de Bernoulli et ses développements '''

''© Copyright [[wikipedia:Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Bernoulli|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

Le [[wikipedia:Théorème_de_Bernoulli|théorème de Bernoulli]] est la formulation mathématique du ''principe de Bernoulli'' qui énonce que dans le flux d'un fluide incompressible [...], le long d'une même [[wikipedia:Ligne de courant|ligne du courant]], la quantité de Bernoulli se conserve, soit :

: <math>\tfrac12 \rho v^2 + \rho g z + p = \mathrm{constante}</math>

où :
:<math>p</math> est la pression en un point (en Pa ou N/m²) ;
:<math>\rho</math> est la masse volumique en un point (en kg/m³) ;
:<math>v</math> est la vitesse du fluide en un point (en m/s) ;
:<math>g</math> est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
:<math>z</math> est l'altitude du point considéré (en m).
La constante dépend de la ligne de courant considérée.

Ce théorème manipulé de différentes manières permet de prédire les paramètres physiques dans un flux. Il est notamment utilisé pour prédire le fonctionnement d'un [[wikipedia:Tube_de_Pitot|tube de Pitot]] afin de déterminer la vitesse de l'aéronef.

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=== Efforts aérodynamiques ===
[[Fichier:Flux_d'air_profil_1.png|vignette]]
L'écoulement de l'air autour d'un profil créer des variations de pressions. La pression qui s'exercent sur les surfaces va alors créer des efforts que l'on peut simplifier à:
; une force de [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]] : ''F''<sub>z</sub>, perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement, dans le plan vertical.
; une force de [[wikipedia:traînée|traînée]] : ''F''<sub>x</sub>, parallèle à la direction de l'écoulement ;
; la somme des deux : ''R''<sub>a</sub>, la résultante aérodynamique.

Des essais en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]] ont permis de découvrir que les forces aérodynamiques générées par une aile dépendent de certains paramètres. Les résultats de ces essais ont permis de modéliser l’influence de chacun d'eux dans une formule. Les paramètres sont détaillés ci-dessous :

<math>Force~de~Trainee=F_{x}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{x}</math>

<math>Force~de~Portance=F_{z}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{z}</math>

<blockquote>
''' <math>\rho</math> - La masse volumique de l'air '''

Il s'agit de la '''masse de l'air par unité de volume'''. Par commodité, elle est souvent présentée en kg/m3. Toutes autres choses égales par ailleurs, lorsque la masse volumique diminue, les forces aérodynamiques diminuent (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Sa valeur standard est de 1.225kg/m3 ;
*Si l'altitude augmente, la masse volumique diminue. Si la température augmente, la masse volumique diminue ;
*ce paramètre est subit par le pilote.

''' <math>S</math> - Surface de référence '''

[[Fichier:Surface alaire 1.png|thumb|Surface Alaire]]
En aéronautique, la surface de référence d'une aile est appelée '''Surface Alaire''' et est la surface projetée sur le plan horizontal, incluant l'espace de fuselage entre les deux demie-ailes. Elle est exprimée en mètres carré (m²). Dans le cas spécifique des [[wikipedia:empennage|empennages]] verticaux ([[wikipedia:Dérive (empennage)|dérive]]), c'est la projection vertical qui est prise en compte.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus la surface alaire est importante, plus les forces aérodynamiques seront fortes (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*La surface alaire est définie par le constructeur de l'aéronef, et le pilote ne peut pas la changer.
*sauf dans le cas où le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif hypersustentateur]])

''' <math>V</math> - Vitesse de l'écoulement '''

En aéronautique, il s'agit de la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air. Pour les calculs aérodynamique, elle est exprimé en m/s (bien que les instruments des pilotes fonctionnent en km/h ou en [[wikipedia:Nœud_(unité)|kt]]).
Toutes autres choses égales par ailleurs, Les forces aérodynamiques varient au carré de vitesse. Si la vitesse est multipliée par 3, les forces aérodynamiques seront multipliées par 9 (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Généralement, la vitesse d'un planeur varie de 70 à 250km/h (de 20 à 70m/s)
*C'est le pilote qui choisi sa vitesse en vol (sauf rafale de vent transitoire)

''' <math>C{x,z}</math> - Coefficients '''

[[Image:Angle of attack.svg|thumb||Les lignes noires représentent le flux d'air, l'aile étant présentée en coupe, l'angle α est l'angle d'incidence.]]
Les '''coefficients aérodynamiques''' sont des coefficients sans dimensions permettant de prendre en compte l’influence de la forme du profil, et de prendre en compte [[wikipedia:Incidence_(aérodynamique)|l'angle d'incidence]] :

* ''C''<sub>x</sub> : le [[wikipedia:coefficient de traînée|coefficient de traînée]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la trainée ;
* ''C''<sub>z</sub> : le [[wikipedia:coefficient de portance|coefficient de portance]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la portance.

Toutes autres choses égales par ailleurs, plus l'angle d'incidence est grand, plus les coefficients sont grands et donc plus les forces aérodynamiques seront fortes. Cependant, l'augmentation n'est pas infinie, au delà d'un angle d'incidence de 15 à 20°, le flux d'air devient brusquement très mauvais et le Cz diminue brusquement. On dit que l'aile '''[[wikipedia:Décrochage_(aérodynamique)|décroche]]'''.

Concrètement pour le pilote planeur :
*Le pilote ne peut pas changer la forme du profil, sauf si le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface ou la courbure de l'aile (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif_hypersustentateur]])
*Mais grâce a ses commandes, le pilote change l'attitude de son aéronef et peut faire varier l'angle d'incidence, donc agir sur le Cz (et le Cx mais c'est la variation de Cz que recherche le pilote !).

Pour aller plus loin : Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient <math>C_{x}</math> est désigné par <math>C_{drag}</math> et <math>C_{z}</math> est désigné par <math>C_{lift}</math>. Aussi, les coefficients ne peuvent être mesurés mais seulement déterminés par calcul en posant <math>C_{x,z} = \frac{F_{x,z}} {\frac{1}{2} \, \rho \, V^2 \, S} </math> (les forces étant mesurées expérimentalement (en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]]).
</blockquote>

''' Rapport Portance / Traînée = la finesse !'''

Le rapport portance/traînée d'une [[wikipedia:Aile (aéronautique)|aile]] est nommé [[wikipedia:finesse (aérodynamique)|finesse aérodynamique]]. Elle représente le rendement de l'aile. En effet, dans le cas d'une aile d'aéronef, on chercher à avoir le meilleur rapport <math>\frac{C_{z}}{C_{x}}</math>. Ce rapport est l'expression de la [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] de l'aile d'un point de vu des aérodynamiciens, elle est strictement identique à la notion de [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] classique connue des pilotes :

<math>\frac{C_{z}}{C_{x}} = \frac{Distance~horizontale~parcoure}{hauteur~perdue} = \frac{Vitesse~horizontale(V_{x})}{Vitesse~verticale(V_{z})} = Finesse</math>

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=== Forme d’un profil aérodynamique ===
[[Fichier:Wing profile nomenclature (fr).svg|thumb|400px|Vocabulaire sur un profil d'aile]]
[[Fichier:Angles_profil_1.png|thumb|400px|Définition des angles important sur un aéronef]]
; Extrados : dessus du profil ou de l'aile.
; Intrados : dessous du profil ou de l'aile.
; Bord d’attaque : partie avant du profil. Il est généralement de forme arrondie.
; Bord de fuite : partie arrière et amincie du profil.

; corde : Segment de droite entre le bord d'attaque et le bord de fuite
; épaisseur relative : <math>\frac{Epaisseur~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; ligne de cambrure : ligne courbe qui se situe exactement entre l'intrados et l'extrados. Sur un profil parfaitement symétrique, la ligne de cambrure est confondue avec la corde.
; cambrure (relative) : <math>\frac{Cambrure~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; incidence : Angle d'incidence α entre la corde de profil et le vent relatif (vecteur noir).

;Angle de Calage : Angle entre la corde du profil et l'axe du fuselage (Cet angle est choisi par le concepteur pour des raisons de visibilité et d'incidence maximum au roulage).
;Angle d'incidence : Angle entre la corde du profil et le vente relatif (ou la trajectoire, le vent relatif étant directement la conséquence du déplacement de l'aéronef).
;Pente : Angle entre la trajectoire de l'aéronef et l'horizon. Une pente nulle équivaut à un vol en palier.

=== La forme de l’aile ===
[[Fichier:Forme_aile_1.png|thumb|400px|Vocabulaire sur une forme d'aile]]
; envergure : distance mesurée entre les deux extrémités de l'aile (entre les deux saumons d'aile).
; allongement (sans unité) : <math>Allongement=\frac{Envergure^2(m^2)}{Surface~alaire(m^2)} = \frac{Envergure(m)}{Corde~moyenne(m)} </math> Un grand allongement améliore la finesse.
; emplanture : Il s'agit de la jonction de l’élément, l'endroit où il est attachée (emplanture de l'aile, du plan fixe de profondeur...)
; corde à l’emplanture : corde mesuré au niveau de emplanture
; corde à l’extrémité : corde mesurée au niveau du saumon d'aile
; forme en plan de l’aile : forme géométrique de l'aile (aile rectangulaire, aile trapézoïdale, aile elliptique...)

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_rectangle_1.png|thumb|200px|forme en plan RECTANGULAIRE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_ellipse_1.png|thumb|200px|forme en plan ELLIPTIQUE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze%26flecheinverse_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE avec flèche inverse]] </li>
</ul></div>

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=== Écoulement en 2D ===
[[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']]
Pour devenir pilote, la pleine compréhension de ce paragraphe n'est pas requise. Il faudra appréhender les grands principes.
;Modèles mathématiques:
L'aérodynamique est une science qui fait partie de la mécanique des fluides, appliquée au cas particulier de l'air. À ce titre, les modèles mathématiques qui s'appliquent sont :
* les [[wikipedia:équations de Navier-Stokes|équations de Navier-Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] ne sont pas négligeables. Le paramètre principal quantifiant ces effets est le [[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] ;
* les [[wikipedia:équations d'Euler|équations d'Euler]] ou de fluide parfait, lorsque les effets visqueux sont négligeables ;
*[[wikipedia:écoulement de Stokes|l'équation de Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] sont prépondérants et les effets inertiels du fluide négligeables ([[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] proche de zéro ;
* l'équation d'état du gaz (modèle du [[wikipedia:gaz parfait|gaz parfait]] pour l'air).

; Le point d’arrêt: Au [[wikipedia:Point_d'arrêt_(mécanique_des_fluides)|point d'arrêt]], la vitesse du fluide est nulle et toute l'énergie cinétique de ce fluide est transformée en énergie de pression. Sur un profil, le point d'arrêt est localisé approximativement au bord d'attaque, mais dépend de l'angle d'incidence du moment.

;Distribution de pression: L'écoulement autour d'un profil créer des variations de vitesse dans l’écoulement, occasionnant des variations de pression. Pour avoir une force de portance vers le haut, il faut créer une dépression au dessus de l'aile, et une surpression en dessous. La forme du profil est alors construite en conséquence.

;Centre de pression: C'est le point où s'appliquerait la somme de toute les pressions à l'intrados, et à l'extrados.

;Influence de l’incidence: Comme vu plus haut, lorsque l'incidence augmente, les coefficients aérodynamiques augmentent

; Séparation de l’écoulement aux fortes incidences : Lorsque l'incidence du profil est trop importante (entre 15 et 20°), un décollement de couche limite se produit, le flux ne s'écoule plus le long du profil. Le profil ne génère plus de portance.

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Lift_curve_fr.svg|thumb|x300px|graphique donnant l'évolution du coefficient de portance en fonction de l'angle d'incidence. Le décrochage survient dans ce cas pour un angle d'incidence supérieur à 15°.]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Angles_de_portance_et_de_décrochage.svg|thumb|x300px|influence de l’angle d'incidence sur la portance]] </li>
</ul></div>

=== Écoulement en 3D ===
L'étude de l'écoulement sur aile complète, en 3D, permet d’appréhender d'autres phénomènes.
[[Fichier:Tourbillons marginaux 1.png|thumb|Tourbillon marginaux sur une aile]]
[[Fichier:Airplane_vortex_edit.jpg|thumb|Étude de la NASA sur les turbulences de sillage. Un tourbillon est créé par le passage d'une aile d'avion, révélé par la fumée.]]
''' Les tourbillons marginaux '''

Les tourbillons marginaux naissent de la différence de pression entre l'[[wikipedia:Intrados_(aéronautique)|intrados]] et l'[[wikipedia:Extrados_(aéronautique)|extrados]] au niveau du [[wikipedia:Saumon_(aéronautique)|saumon]] de l'aile. Un mouvement spontané de l'air créer cette forme circulaire, qui se transforme en tourbillon avec l'avancement de l'aéronef. Ils sont des éléments important de ce que l'on nomme la [[wikipedia:turbulence de sillage|turbulence de sillage]].

Pour les planeurs, c'est un phénomène néfaste à la performance mais relativement faible compte tenu du grand [[wikipedia:Allongement_(aéronautique)|allongement]] de l'aile.

Pour les aéronefs lourd, c'est un phénomène important qui peut devenir dangereux pour les aéronefs léger. Cela a conduit les autorités aéronautiques à définir des distances minimales entre avions en fonction de leurs poids respectifs au décollage, à l'atterrissage et en vol.

Un tourbillon peut également apparaitre sur des parties formant des angles avec le plan des ailes, telles que par exemple les [[wikipedia:Dispositif hypersustentateur|volets]] quand ils sont abaissés. Une image du tourbillon marginal est parfois visible avec de la condensation de vapeur d'eau qui se forme dans des conditions de basse pression. C'est surtout le cas des avions de chasse en forte accélération ou avec un angle d'incidence élevé. Ou encore des avions de ligne au décollage ou à l'atterrissage dans un air humide. Il ne faut pas confondre cette condensation avec les [[wikipedia:trainées_de_condensation|trainées de condensation]] qui sont provoquées par la vapeur d'eau échappée des moteurs.

Les ''[[wikipedia:winglet|winglet]]s'' (ailettes de bout d'aile) tendent à diminuer l'importance du tourbillon marginal en transformant une partie de son énergie pour réduire la [[wikipedia:traînée|traînée]]. On dit qu'elles augmentent l'allongement aérodynamique.

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=== Les composantes de la trainée ===
La trainée totale peut se décomposer en 3 parties. La connaissance des différents sources de trainée permet au pilote d'agir spécifiquement pour leur contrôle et leur diminution.

''' Traînée de frottement '''

Dans l’écoulement d’un [[wikipedia:Fluide (matière)|fluide]] sur une surface on constate au voisinage immédiat de la surface un ralentissement du fluide. L’épaisseur où le fluide est ralenti s’appelle la [[wikipedia:couche limite|couche limite]]. Dans la couche limite les [[wikipedia:molécule|molécule]]s d'air sont ralenties, ce qui se traduit par une perte d'[[wikipedia:énergie|énergie]]. Ce phénomène est d'autant plus grand que la surface en contact avec l'écoulement est importante. On parle également de [[wikipedia:Surface_mouillée|surface mouillée]] pour évoquer cette composante de la trainée.

''' Traînée de forme '''

La résistance aérodynamique d’un objet dépend de sa forme. Si l’on compare les traînées d'un disque perpendiculaire à l'écoulement, d'une [[wikipedia:sphère|sphère]] de même diamètre et d'une forme profilée également de même diamètre (présentant la forme dite de façon abusive "en goutte d’eau"), on constate que la sphère suscite 50 % de la résistance du disque, et la "goutte d’eau" à peine 5 % de la résistance de ce même disque. La traînée de forme est minimale quand l'écoulement n'est pas décollé. Les variations de section brutales du corps amènent des décollements, de la turbulence et donc de la traînée. Afin de réduire les décollements et la [[wikipedia:turbulence|turbulence]], il faut "profiler" le corps. Les avions les mieux profilés (les planeurs) ont un coefficient de forme très faible.

''' [[wikipedia:traînée induite|Traînée induite]] '''

L'expression complète qui devrait être utilisée est ''[[wikipedia:traînée induite|traînée induite]] par la [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]]''. Elle est causée par tout ce qui crée de la portance, proportionnelle au carré du coefficient de portance (''C''<sub>z</sub>), et inversement proportionnelle à l'allongement effectif. Elle est réduite par la présence de [[wikipedia:Winglet|winglet]]. La traînée induite est une composante importante de la traînée totale, notamment aux basses vitesses (forts coefficients de portance).

Pour aller plus loin : Le mécanisme de la traînée induite a été théorisé par Ludwig Prandtl (1918) de la manière suivante : Pour avoir une portance, il faut une surpression relative à ''l’intrados'' de l’aile et/ou une dépression relative à ''l’extrados'' de l’aile. Sous l'effet de cette différence de pression, l’air passe directement de l’intrados à l’extrados en contournant l'extrémité de l'aile. Il en résulte que, sous l’intrados, le flux d’air général se trouve dévié latéralement vers l’extrémité de l’aile, et que sur l’extrados le flux d’air se trouve dévié vers le centre de l’aile. Lorsque les flux respectifs de l’intrados et de l’extrados finissent par se rejoindre au bord de fuite de l’aile, leurs directions divergent, ce qui cause à la fois la traînée induite et des tourbillons en arrière du bord de fuite.

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=== Effet de sol ===
''© Copyright [[wikipedia:Effet_de_sol|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

En aéronautique, dans le cas d'un [[wikipedia:aéronef à effet de sol|aérodyne à effet de sol]], le vol à proximité du sol augmente légèrement la portance (la portance est plus grande à incidence identique), ce qui permet, à portance égale, de réduire l'angle d'incidence et la déflexion et donc la [[#Les composantes de la trainée|Traînée induite]] par la portance. Cela améliore la finesse (le Rapport Portance / Traînée) de l'engin.

Concrètement pour le pilote :
*La puissance nécessaire pour voler en effet de sol est inférieure. Dans le cas imaginaire d'un aéronef disposant de trop peu de puissance, ce dernier pourrait décoller, mais ne jamais pouvoir voler sans l’effet de sol et donc ne jamais monter plus haut que quelques mètres (cas du [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright#Flyer|Flyer]] des [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright|frères Wright]])
*Lors de l’atterrissage (en vol plané ou en quasi-vol plané), l'aéronef va subitement mieux planer lorsqu'il entre en effet de sol à quelques mètres du sol. Le pilote doit avoir conscience du phénomène pour agir correctement et accompagner cette phase de l'atterrissage.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Positiver Bodeneffekt.png|thumb|Portance avec effet de sol (le sol se trouve en bas de l'image et la pression sous l'aile a augmenté). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
</ul></div>

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=== la couche limite ===
[[Fichier:Laminar boundary layer scheme.svg|vignette|Profil de vitesse au travers d’une couche limite au-dessus d’une plaque.]]
La [[wikipedia:Couche_limite|couche limite]] est la mince couche d'un écoulement au voisinage immédiat d'un objet, dans laquelle se manifestent les phénomènes de frottement et de viscosité. Plus vulgairement, la vitesse du flux d'air diminue au fur et à mesure que l'on s'approche de l'objet car il "frotte" du plus en plus sur cet objet.

La couche limite doit normalement exister tout autour du profil d'aile. Mais dans des conditions spécifiques, elle peut se "décoller" et l'écoulement ne suit plus le profil de l'aile. Un décollement important occasionne le [[wikipédia:Décrochage_(aérodynamique)|décrochage]]. Un décollement moindre peut occasionner la perte de contrôle sur les gouvernes si ces dernières ne sont correctement alimentés en air.
Des dispositifs spécifiques permettent de redonner de l'énergie à la couche limite pour éviter son décollement, au prix d'une trainée supérieure. Turbulateur, soufflage de la couche limite, aspiration au bord de fuite....
Lorqu'un indiqué par le constructeur, ces éléments doivent absolument être présent pour garantir la sécurité et la performance du vol.

Cette couche limite peut être de type laminaire ou turbulente, mais cette connaissance n'est pas demandée au pilote de planeur.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca laminar fluegel(cropped).jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à incidence adaptée (pas de décollement de couche limite).]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca abger fluegel.jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à forte incidence (couche limite décollée à l'extrados - décrochage).]] </li>
</ul></div>

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=== Circonstances spéciales ===
'''Contaminations courantes des profils en planeur'''
;Pluie : les gouttes d'eau recouvrent l'aéronef. Les plus petites restent immobiles et collées à la surface (dans la couche limite où le flux d'air est plus faible). Les plus grosses peuvent parcourir l'aéronef de l'avant vers l'arrière. Le profil est déformé et cela peut occasionner une baisse jusqu’à 50% des performances ainsi qu'une augmentation de la vitesse de décrochage. Certains modèles de planeur ne peuvent tout simplement pas décoller avec les ailes chargées de gouttelettes.
;Poussières : Les poussières accumulées lorsqu'un planeur est dans le hangar peuvent conduire à une baisse des performances. Dû au principe de couche limite, la poussière ne sera pas soufflée et restera présente durant tout le vol.
[[File:Ventus 2cxM D-KCXM 05.jpg|vignette|système de démoustication des bords d'attaques sur un planeur performant]]
;Contamination du bord d’attaque : Des objets peuvent venir s'accumuler autour du point d'arrêt (bord d'attaque), notamment les insectes. Sur un planeur performant, la somme des cadavres de moustique peut représenter une baisse notable des performances. Des systèmes "démoustiqueurs en vol" peuvent exister en très haute performance.

'''Le givrage sur la cellule'''
[[Fichier:Icing_on_a_rotor.jpg|vignette|Cristaux de glace se formant en "double cornes" sur le [[wikipedia:bord d'attaque|bord d'attaque]] d'un profil, dans un tunnel de givrage expérimental de la [[NASA]].]]
Le [[wikipedia:Givrage_(aéronautique)|givrage]] est l'apparition de glace à certains endroits de l'aéronef. Contrairement à l'aviation professionnelle, les planeurs ne sont pas équipés de systèmes de [[wikipedia:Dégivrage_(aéronautique)|dégivrages]].
;Glace sur la surface : l'aéronef peut se recouvrir de neige/givre sur toute la surface (au sol notamment), ce qui dégrade l'état de surface. Le profil d'aile est déformé ce qui occasionne une baisse des performances et une augmentation de la vitesse de décrochage. Le dégivrage avant le décollage est indispensable.
;Glace au point d’arrêt les profils : En vol, l'aéronef peut accumuler un bourrelet de givre/neige sur le bord d'attaque des profils, ou pire de l'eau surfondue impacte le point d'arrêt et givre un peu loin (givrage double cornes). En condition de givrage sévère, le profil d'aile est fortement modifié en quelques minutes, l'aile perd sa capacité portante et l'aéronef ne peut plus maintenir son vol.
;Effets du givre sur le contrôle : Le givrage sur les gouvernes peut fortement modifier l'équilibrage des gouvernes et peuvent devenir instables puis vibrer. Le givrage entre les gouvernes et les parties fixes peut bloquer les gouvernes entrainant l'impossibilité de contrôler l'attitude de l'aéronef.

5-1 Bases aérodynamique (motoplaneurs)

2026-09-21T13:06:15Z

Florentc59 : /* Efforts aérodynamiques */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Aérodynamique, Concepts de base, lois et définitions ==
''© Copyright [[wikipedia:Aérodynamique|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

L''''aérodynamique''' est une branche de la [[wikipedia:dynamique des fluides|dynamique des fluides]] qui étudie les écoulements d'air, et leurs effets sur des éléments solides. En aéronautique, l'aérodynamique s'applique aux déplacements des [[wikipedia:aérodyne|aérodynes]], principalement sur leur [[wikipedia:Aile_(aéronautique)|aile]] et leur système de propulsion ([[wikipedia:Hélice (aéronautique)|hélices]], rotors, turbines, [[wikipedia:turboréacteur|turboréacteur]]s).

=== Unités, lois et définitions ===
''' Unités utilisées '''
*[[wikipedia:Force_(physique)|Forces]] en Newton (N) (ou kg par approximation, mais pas officiel. 1kg = env. 10N)
*[[wikipedia:Surface,_aire_et_superficie|Surface]] en mètre carré (m²)
*[[wikipedia:Pression|Pression]] en Pascal (Pa)
*[[wikipedia:Vitesse|Vitesse]] en mètre par seconde (m/s)

''' Autres définitions utiles '''
*La [[wikipedia:Densité|Densité]] (sans unité) : en aéronautique, le gaz pris comme référence (densité = 1) est l'air au niveau du sol en conditions standards.
*Les pressions :
**La [[wikipedia:Pression_statique|pression statique]] : C'est la pression de l'air mesurée lorsqu'il n'y a aucun mouvement, notée <math>P_{s}</math>
**La [[wikipedia:Pression_dynamique|pression dynamique]] : C'est l'augmentation de pression de l'air générée lorsqu'il se déplace (l'air frappe l'obstacle, la pression augmente), notée <math>P_{d}=\frac12 \, \rho V^2</math>
**La [[wikipedia:Pression_totale|pression totale]] : En aéronautique, on simplifie à la somme <math>Pression~totale=Pression~statique + Pression~dynamique ; P_{t}= P_{s}+P_{d}</math>

''' Lois de Newton '''
*la [[wikipedia:inertie|première loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une '''trajectoire rectiligne et à vitesse constante''', alors la '''somme des force qu'il subit est nulle'''.
**Réciproque : Si la somme des efforts qu'un aéronef subit est nulle, alors il évolue sur une trajectoire rectiligne et à vitesse constante.
*la [[wikipedia:Principe_fondamental_de_la_dynamique|seconde loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une trajectoire courbe ou si sa vitesse n'est pas constante, alors la somme des éfforts qu'il subit n'est pas nulle.
**Réciproque : Si la '''somme des efforts qu'un aéronef subit n'est pas nulle''', alors il évolue sur une ''trajectoire courbe ou sa vitesse n'est pas constante'''.

''' Le théorème de Bernoulli et ses développements '''

''© Copyright [[wikipedia:Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Bernoulli|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

Le [[wikipedia:Théorème_de_Bernoulli|théorème de Bernoulli]] est la formulation mathématique du ''principe de Bernoulli'' qui énonce que dans le flux d'un fluide incompressible [...], le long d'une même [[wikipedia:Ligne de courant|ligne du courant]], la quantité de Bernoulli se conserve, soit :

: <math>\tfrac12 \rho v^2 + \rho g z + p = \mathrm{constante}</math>

où :
:<math>p</math> est la pression en un point (en Pa ou N/m²) ;
:<math>\rho</math> est la masse volumique en un point (en kg/m³) ;
:<math>v</math> est la vitesse du fluide en un point (en m/s) ;
:<math>g</math> est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
:<math>z</math> est l'altitude du point considéré (en m).
La constante dépend de la ligne de courant considérée.

Ce théorème manipulé de différentes manières permet de prédire les paramètres physiques dans un flux. Il est notamment utilisé pour prédire le fonctionnement d'un [[wikipedia:Tube_de_Pitot|tube de Pitot]] afin de déterminer la vitesse de l'aéronef.

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=== Efforts aérodynamiques ===
[[Fichier:Flux_d'air_profil_1.png|vignette]]
L'écoulement de l'air autour d'un profil créer des variations de pressions. La pression qui s'exercent sur les surfaces va alors créer des efforts que l'on peut simplifier à:
; une force de [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]] : ''F''<sub>z</sub>, perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement, dans le plan vertical.
; une force de [[wikipedia:traînée|traînée]] : ''F''<sub>x</sub>, parallèle à la direction de l'écoulement ;
; la somme des deux : ''R''<sub>a</sub>, la résultante aérodynamique.

Des essais en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]] ont permis de découvrir que les forces aérodynamiques générées par une aile dépendent de certains paramètres. Les résultats de ces essais ont permis de modéliser l’influence de chacun d'eux dans une formule. Les paramètres sont détaillés ci-dessous :

<math>Force~de~Trainee=F_{x}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{x}</math>

<math>Force~de~Portance=F_{z}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{z}</math>

<blockquote>
''' <math>\rho</math> - La masse volumique de l'air '''

Il s'agit de la '''masse de l'air par unité de volume'''. Par commodité, elle est souvent présentée en kg/m3. Toutes autres choses égales par ailleurs, lorsque la masse volumique diminue, les forces aérodynamiques diminuent (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Sa valeur standard est de 1.225kg/m3 ;
*Si l'altitude augmente, la masse volumique diminue. Si la température augmente, la masse volumique diminue ;
*ce paramètre est subit par le pilote.

''' <math>S</math> - Surface de référence '''

[[Fichier:Surface alaire 1.png|thumb|Surface Alaire]]
En aéronautique, la surface de référence d'une aile est appelée '''Surface Alaire''' et est la surface projetée sur le plan horizontal, incluant l'espace de fuselage entre les deux demie-ailes. Elle est exprimée en mètres carré (m²). Dans le cas spécifique des [[wikipedia:empennage|empennages]] verticaux ([[wikipedia:Dérive (empennage)|dérive]]), c'est la projection vertical qui est prise en compte.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus la surface alaire est importante, plus les forces aérodynamiques seront fortes (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*La surface alaire est définie par le constructeur de l'aéronef, et le pilote ne peut pas la changer.
*sauf dans le cas où le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif hypersustentateur]])

''' <math>V</math> - Vitesse de l'écoulement '''

En aéronautique, il s'agit de la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air. Pour les calculs aérodynamique, elle est exprimé en m/s (bien que les instruments des pilotes fonctionnent en km/h ou en [[wikipedia:Nœud_(unité)|kt]]).
Toutes autres choses égales par ailleurs, Les forces aérodynamiques varient au carré de vitesse. Si la vitesse est multipliée par 3, les forces aérodynamiques seront multipliées par 9 (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Généralement, la vitesse d'un planeur varie de 70 à 250km/h (de 20 à 70m/s)
*C'est le pilote qui choisi sa vitesse en vol (sauf rafale de vent transitoire)

''' <math>C{x,z}</math> - Coefficients '''

[[Image:Angle of attack.svg|thumb||Les lignes noires représentent le flux d'air, l'aile étant présentée en coupe, l'angle α est l'angle d'incidence.]]
Les '''coefficients aérodynamiques''' sont des coefficients sans dimensions permettant de prendre en compte l’influence de la forme du profil, et de prendre en compte [[wikipedia:Incidence_(aérodynamique)|l'angle d'incidence]] :

* ''C''<sub>x</sub> : le [[wikipedia:coefficient de traînée|coefficient de traînée]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la trainée ;
* ''C''<sub>z</sub> : le [[wikipedia:coefficient de portance|coefficient de portance]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la portance.

Toutes autres choses égales par ailleurs, plus l'angle d'incidence est grand, plus les coefficients sont grands et donc plus les forces aérodynamiques seront fortes. Cependant, l'augmentation n'est pas infinie, au delà d'un angle d'incidence de 15 à 20°, le flux d'air devient brusquement très mauvais et le Cz diminue brusquement. On dit que l'aile '''[[wikipedia:Décrochage_(aérodynamique)|décroche]]'''.

Concrètement pour le pilote planeur :
*Le pilote ne peut pas changer la forme du profil, sauf si le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface ou la courbure de l'aile (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif_hypersustentateur]])
*Mais grâce a ses commandes, le pilote change l'attitude de son aéronef et peut faire varier l'angle d'incidence, donc agir sur le Cz (et le Cx mais c'est la variation de Cz que recherche le pilote !).

Pour aller plus loin : Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient <math>C_{x}</math> est désigné par <math>C_{drag}</math> et <math>C_{z}</math> est désigné par <math>C_{lift}</math>. Aussi, les coefficients ne peuvent être mesurés mais seulement déterminés par calcul en posant <math>C_{x,z} = \frac{F_{x,z}} {\frac{1}{2} \, \rho \, V^2 \, S} </math> (les forces étant mesurées expérimentalement (en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]]).
</blockquote>

''' Rapport Portance / Traînée = la finesse !'''

Le rapport portance/traînée d'une [[wikipedia:Aile (aéronautique)|aile]] est nommé [[wikipedia:finesse (aérodynamique)|finesse aérodynamique]]. Elle représente le rendement de l'aile. En effet, dans le cas d'une aile d'aéronef, on chercher à avoir le meilleur rapport <math>\frac{C_{z}}{C_{x}}</math>. Ce rapport est l'expression de la [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] de l'aile d'un point de vu des aérodynamiciens, elle est strictement identique à la notion de [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] classique connue des pilotes :

<math>\frac{C_{z}}{C_{x}} = \frac{Distance~horizontale~parcoure}{hauteur~perdue} = \frac{Vitesse~horizontale(V_{x})}{Vitesse~verticale(V_{z})} = Finesse</math>

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=== Forme d’un profil aérodynamique ===
[[Fichier:Wing profile nomenclature (fr).svg|thumb|400px|Vocabulaire sur un profil d'aile]]
[[Fichier:Angles_profil_1.png|thumb|400px|Définition des angles important sur un aéronef]]
; Extrados : dessus du profil ou de l'aile.
; Intrados : dessous du profil ou de l'aile.
; Bord d’attaque : partie avant du profil. Il est généralement de forme arrondie.
; Bord de fuite : partie arrière et amincie du profil.

; corde : Segment de droite entre le bord d'attaque et le bord de fuite
; épaisseur relative : <math>\frac{Epaisseur~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; ligne de cambrure : ligne courbe qui se situe exactement entre l'intrados et l'extrados. Sur un profil parfaitement symétrique, la ligne de cambrure est confondue avec la corde.
; cambrure (relative) : <math>\frac{Cambrure~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; incidence : Angle d'incidence α entre la corde de profil et le vent relatif (vecteur noir).

;Angle de Calage : Angle entre la corde du profil et l'axe du fuselage (Cet angle est choisi par le concepteur pour des raisons de visibilité et d'incidence maximum au roulage).
;Angle d'incidence : Angle entre la corde du profil et le vente relatif (ou la trajectoire, le vent relatif étant directement la conséquence du déplacement de l'aéronef).
;Pente : Angle entre la trajectoire de l'aéronef et l'horizon. Une pente nulle équivaut à un vol en palier.

=== La forme de l’aile ===
[[Fichier:Forme_aile_1.png|thumb|400px|Vocabulaire sur une forme d'aile]]
; envergure : distance mesurée entre les deux extrémités de l'aile (entre les deux saumons d'aile).
; allongement (sans unité) : <math>Allongement=\frac{Envergure^2(m^2)}{Surface~alaire(m^2)} = \frac{Envergure(m)}{Corde~moyenne(m)} </math> Un grand allongement améliore la finesse.
; emplanture : Il s'agit de la jonction de l’élément, l'endroit où il est attachée (emplanture de l'aile, du plan fixe de profondeur...)
; corde à l’emplanture : corde mesuré au niveau de emplanture
; corde à l’extrémité : corde mesurée au niveau du saumon d'aile
; forme en plan de l’aile : forme géométrique de l'aile (aile rectangulaire, aile trapézoïdale, aile elliptique...)

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_rectangle_1.png|thumb|200px|forme en plan RECTANGULAIRE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_ellipse_1.png|thumb|200px|forme en plan ELLIPTIQUE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze%26flecheinverse_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE avec flèche inverse]] </li>
</ul></div>

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=== Écoulement en 2D ===
[[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']]
Pour devenir pilote, la pleine compréhension de ce paragraphe n'est pas requise. Il faudra appréhender les grands principes.
;Modèles mathématiques:
L'aérodynamique est une science qui fait partie de la mécanique des fluides, appliquée au cas particulier de l'air. À ce titre, les modèles mathématiques qui s'appliquent sont :
* les [[wikipedia:équations de Navier-Stokes|équations de Navier-Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] ne sont pas négligeables. Le paramètre principal quantifiant ces effets est le [[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] ;
* les [[wikipedia:équations d'Euler|équations d'Euler]] ou de fluide parfait, lorsque les effets visqueux sont négligeables ;
*[[wikipedia:écoulement de Stokes|l'équation de Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] sont prépondérants et les effets inertiels du fluide négligeables ([[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] proche de zéro ;
* l'équation d'état du gaz (modèle du [[wikipedia:gaz parfait|gaz parfait]] pour l'air).

; Le point d’arrêt: Au [[wikipedia:Point_d'arrêt_(mécanique_des_fluides)|point d'arrêt]], la vitesse du fluide est nulle et toute l'énergie cinétique de ce fluide est transformée en énergie de pression. Sur un profil, le point d'arrêt est localisé approximativement au bord d'attaque, mais dépend de l'angle d'incidence du moment.

;Distribution de pression: L'écoulement autour d'un profil créer des variations de vitesse dans l’écoulement, occasionnant des variations de pression. Pour avoir une force de portance vers le haut, il faut créer une dépression au dessus de l'aile, et une surpression en dessous. La forme du profil est alors construite en conséquence.

;Centre de pression: C'est le point où s'appliquerait la somme de toute les pressions à l'intrados, et à l'extrados.

;Influence de l’incidence: Comme vu plus haut, lorsque l'incidence augmente, les coefficients aérodynamiques augmentent

; Séparation de l’écoulement aux fortes incidences : Lorsque l'incidence du profil est trop importante (entre 15 et 20°), un décollement de couche limite se produit, le flux ne s'écoule plus le long du profil. Le profil ne génère plus de portance.

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Lift_curve_fr.svg|thumb|x300px|graphique donnant l'évolution du coefficient de portance en fonction de l'angle d'incidence. Le décrochage survient dans ce cas pour un angle d'incidence supérieur à 15°.]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Angles_de_portance_et_de_décrochage.svg|thumb|x300px|influence de l’angle d'incidence sur la portance]] </li>
</ul></div>

=== Écoulement en 3D ===
L'étude de l'écoulement sur aile complète, en 3D, permet d’appréhender d'autres phénomènes.
[[Fichier:Tourbillons marginaux 1.png|thumb|Tourbillon marginaux sur une aile]]
[[Fichier:Airplane_vortex_edit.jpg|thumb|Étude de la NASA sur les turbulences de sillage. Un tourbillon est créé par le passage d'une aile d'avion, révélé par la fumée.]]
''' Les tourbillons marginaux '''

Les tourbillons marginaux naissent de la différence de pression entre l'[[wikipedia:Intrados_(aéronautique)|intrados]] et l'[[wikipedia:Extrados_(aéronautique)|extrados]] au niveau du [[wikipedia:Saumon_(aéronautique)|saumon]] de l'aile. Un mouvement spontané de l'air créer cette forme circulaire, qui se transforme en tourbillon avec l'avancement de l'aéronef. Ils sont des éléments important de ce que l'on nomme la [[wikipedia:turbulence de sillage|turbulence de sillage]].

Pour les planeurs, c'est un phénomène néfaste à la performance mais relativement faible compte tenu du grand [[wikipedia:Allongement_(aéronautique)|allongement]] de l'aile.

Pour les aéronefs lourd, c'est un phénomène important qui peut devenir dangereux pour les aéronefs léger. Cela a conduit les autorités aéronautiques à définir des distances minimales entre avions en fonction de leurs poids respectifs au décollage, à l'atterrissage et en vol.

Un tourbillon peut également apparaitre sur des parties formant des angles avec le plan des ailes, telles que par exemple les [[wikipedia:Dispositif hypersustentateur|volets]] quand ils sont abaissés. Une image du tourbillon marginal est parfois visible avec de la condensation de vapeur d'eau qui se forme dans des conditions de basse pression. C'est surtout le cas des avions de chasse en forte accélération ou avec un angle d'incidence élevé. Ou encore des avions de ligne au décollage ou à l'atterrissage dans un air humide. Il ne faut pas confondre cette condensation avec les [[wikipedia:trainées_de_condensation|trainées de condensation]] qui sont provoquées par la vapeur d'eau échappée des moteurs.

Les ''[[wikipedia:winglet|winglet]]s'' (ailettes de bout d'aile) tendent à diminuer l'importance du tourbillon marginal en transformant une partie de son énergie pour réduire la [[wikipedia:traînée|traînée]]. On dit qu'elles augmentent l'allongement aérodynamique.

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=== Les composantes de la trainée ===
La trainée totale peut se décomposer en 3 parties. La connaissance des différents sources de trainée permet au pilote d'agir spécifiquement pour leur contrôle et leur diminution.

''' Traînée de frottement '''

Dans l’écoulement d’un [[wikipedia:Fluide (matière)|fluide]] sur une surface on constate au voisinage immédiat de la surface un ralentissement du fluide. L’épaisseur où le fluide est ralenti s’appelle la [[wikipedia:couche limite|couche limite]]. Dans la couche limite les [[wikipedia:molécule|molécule]]s d'air sont ralenties, ce qui se traduit par une perte d'[[wikipedia:énergie|énergie]]. Ce phénomène est d'autant plus grand que la surface en contact avec l'écoulement est importante. On parle également de [[wikipedia:Surface_mouillée|surface mouillée]] pour évoquer cette composante de la trainée.

''' Traînée de forme '''

La résistance aérodynamique d’un objet dépend de sa forme. Si l’on compare les traînées d'un disque perpendiculaire à l'écoulement, d'une [[wikipedia:sphère|sphère]] de même diamètre et d'une forme profilée également de même diamètre (présentant la forme dite de façon abusive "en goutte d’eau"), on constate que la sphère suscite 50 % de la résistance du disque, et la "goutte d’eau" à peine 5 % de la résistance de ce même disque. La traînée de forme est minimale quand l'écoulement n'est pas décollé. Les variations de section brutales du corps amènent des décollements, de la turbulence et donc de la traînée. Afin de réduire les décollements et la [[wikipedia:turbulence|turbulence]], il faut "profiler" le corps. Les avions les mieux profilés (les planeurs) ont un coefficient de forme très faible.

''' [[wikipedia:traînée induite|Traînée induite]] '''

L'expression complète qui devrait être utilisée est ''[[wikipedia:traînée induite|traînée induite]] par la [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]]''. Elle est causée par tout ce qui crée de la portance, proportionnelle au carré du coefficient de portance (''C''<sub>z</sub>), et inversement proportionnelle à l'allongement effectif. Elle est réduite par la présence de [[wikipedia:Winglet|winglet]]. La traînée induite est une composante importante de la traînée totale, notamment aux basses vitesses (forts coefficients de portance).

Pour aller plus loin : Le mécanisme de la traînée induite a été théorisé par Ludwig Prandtl (1918) de la manière suivante : Pour avoir une portance, il faut une surpression relative à ''l’intrados'' de l’aile et/ou une dépression relative à ''l’extrados'' de l’aile. Sous l'effet de cette différence de pression, l’air passe directement de l’intrados à l’extrados en contournant l'extrémité de l'aile. Il en résulte que, sous l’intrados, le flux d’air général se trouve dévié latéralement vers l’extrémité de l’aile, et que sur l’extrados le flux d’air se trouve dévié vers le centre de l’aile. Lorsque les flux respectifs de l’intrados et de l’extrados finissent par se rejoindre au bord de fuite de l’aile, leurs directions divergent, ce qui cause à la fois la traînée induite et des tourbillons en arrière du bord de fuite.

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=== Effet de sol ===
''© Copyright [[wikipedia:Effet_de_sol|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

En aéronautique, dans le cas d'un [[wikipedia:aéronef à effet de sol|aérodyne à effet de sol]], le vol à proximité du sol augmente légèrement la portance (la portance est plus grande à incidence identique), ce qui permet, à portance égale, de réduire l'angle d'incidence et la déflexion et donc la [[#Les composantes de la trainée|Traînée induite]] par la portance. Cela améliore la finesse (le Rapport Portance / Traînée) de l'engin.

Concrètement pour le pilote :
*La puissance nécessaire pour voler en effet de sol est inférieure. Dans le cas imaginaire d'un aéronef disposant de trop peu de puissance, ce dernier pourrait décoller, mais ne jamais pouvoir voler sans l’effet de sol et donc ne jamais monter plus haut que quelques mètres (cas du [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright#Flyer|Flyer]] des [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright|frères Wright]])
*Lors de l’atterrissage (en vol plané ou en quasi-vol plané), l'aéronef va subitement mieux planer lorsqu'il entre en effet de sol à quelques mètres du sol. Le pilote doit avoir conscience du phénomène pour agir correctement et accompagner cette phase de l'atterrissage.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Positiver Bodeneffekt.png|thumb|Portance avec effet de sol (le sol se trouve en bas de l'image et la pression sous l'aile a augmenté). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
</ul></div>

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=== la couche limite ===
[[Fichier:Laminar boundary layer scheme.svg|vignette|Profil de vitesse au travers d’une couche limite au-dessus d’une plaque.]]
La [[wikipedia:Couche_limite|couche limite]] est la mince couche d'un écoulement au voisinage immédiat d'un objet, dans laquelle se manifestent les phénomènes de frottement et de viscosité. Plus vulgairement, la vitesse du flux d'air diminue au fur et à mesure que l'on s'approche de l'objet car il "frotte" du plus en plus sur cet objet.

La couche limite doit normalement exister tout autour du profil d'aile. Mais dans des conditions spécifiques, elle peut se "décoller" et l'écoulement ne suit plus le profil de l'aile. Un décollement important occasionne le [[wikipédia:Décrochage_(aérodynamique)|décrochage]]. Un décollement moindre peut occasionner la perte de contrôle sur les gouvernes si ces dernières ne sont correctement alimentés en air.
Des dispositifs spécifiques permettent de redonner de l'énergie à la couche limite pour éviter son décollement, au prix d'une trainée supérieure. Turbulateur, soufflage de la couche limite, aspiration au bord de fuite....
Lorqu'un indiqué par le constructeur, ces éléments doivent absolument être présent pour garantir la sécurité et la performance du vol.

Cette couche limite peut être de type laminaire ou turbulente, mais cette connaissance n'est pas demandée au pilote de planeur.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca laminar fluegel(cropped).jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à incidence adaptée (pas de décollement de couche limite).]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca abger fluegel.jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à forte incidence (couche limite décollée à l'extrados - décrochage).]] </li>
</ul></div>

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=== Circonstances spéciales ===
'''Contaminations courantes des profils en planeur'''
;pluie : les gouttes d'eau recouvrent l'aéronef. Les plus petites restent immobiles et collées à la surface (dans la couche limite où le flux d'air est plus faible). Les plus grosses peuvent parcourir l'aéronef de l'avant vers l'arrière. Le profil est déformé et cela peut occasionner une baisse jusqu’à 50% des performances ainsi qu'une augmentation de la vitesse de décrochage. Certains modèles de planeur ne peuvent tout simplement pas décoller avec les ailes chargées de gouttelettes.
;poussière : Les poussières accumulées lorsqu'un planeur est dans le hangar peuvent conduire à une baisse des performances. Dû au principe de couche limite, la poussière ne sera pas soufflée et restera présente durant tout le vol.
[[File:Ventus 2cxM D-KCXM 05.jpg|vignette|système de démoustication des bords d'attaques sur un planeur performant]]
;contamination du bord d’attaque : Des objets peuvent venir s'accumuler autour du point d'arrêt (bord d'attaque), notamment les insectes. Sur un planeur performant, la somme des cadavres de moustique peut représenter une baisse notable des performances. Des systèmes "démoustiqueurs en vol" peuvent exister en très haute performance.

'''Le givrage sur la cellule'''
[[Fichier:Icing_on_a_rotor.jpg|vignette|Cristaux de glace se formant en "double cornes" sur le [[wikipedia:bord d'attaque|bord d'attaque]] d'un profil, dans un tunnel de givrage expérimental de la [[NASA]].]]
Le [[wikipedia:Givrage_(aéronautique)|givrage]] est l'apparition de glace à certains endroits de l'aéronef. Contrairement à l'aviation professionnelle, les planeurs ne sont pas équipés de systèmes de [[wikipedia:Dégivrage_(aéronautique)|dégivrages]].
;glace sur la surface : l'aéronef peut se recouvrir de neige/givre sur toute la surface (au sol notamment), ce qui dégrade l'état de surface. Le profil d'aile est déformé ce qui occasionne une baisse des performances et une augmentation de la vitesse de décrochage. Le dégivrage avant le décollage est indispensable.
;glace au point d’arrêt les profils : En vol, l'aéronef peut accumuler un bourrelet de givre/neige sur le bord d'attaque des profils, ou pire de l'eau surfondue impacte le point d'arrêt et givre un peu loin (givrage double cornes). En condition de givrage sévère, le profil d'aile est fortement modifié en quelques minutes, l'aile perd sa capacité portante et l'aéronef ne peut plus maintenir son vol.
;effets du givre sur le contrôle : Le givrage sur les gouvernes peut fortement modifier l'équilibrage des gouvernes et peuvent devenir instables puis vibrer. Le givrage entre les gouvernes et les parties fixes peut bloquer les gouvernes entrainant l'impossibilité de contrôler l'attitude de l'aéronef.

5-1 Bases aérodynamique (motoplaneurs)

2026-09-21T12:59:11Z

Florentc59 : /* Efforts aérodynamiques */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Aérodynamique, Concepts de base, lois et définitions ==
''© Copyright [[wikipedia:Aérodynamique|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

L''''aérodynamique''' est une branche de la [[wikipedia:dynamique des fluides|dynamique des fluides]] qui étudie les écoulements d'air, et leurs effets sur des éléments solides. En aéronautique, l'aérodynamique s'applique aux déplacements des [[wikipedia:aérodyne|aérodynes]], principalement sur leur [[wikipedia:Aile_(aéronautique)|aile]] et leur système de propulsion ([[wikipedia:Hélice (aéronautique)|hélices]], rotors, turbines, [[wikipedia:turboréacteur|turboréacteur]]s).

=== Unités, lois et définitions ===
''' Unités utilisées '''
*[[wikipedia:Force_(physique)|Forces]] en Newton (N) (ou kg par approximation, mais pas officiel. 1kg = env. 10N)
*[[wikipedia:Surface,_aire_et_superficie|Surface]] en mètre carré (m²)
*[[wikipedia:Pression|Pression]] en Pascal (Pa)
*[[wikipedia:Vitesse|Vitesse]] en mètre par seconde (m/s)

''' Autres définitions utiles '''
*La [[wikipedia:Densité|Densité]] (sans unité) : en aéronautique, le gaz pris comme référence (densité = 1) est l'air au niveau du sol en conditions standards.
*Les pressions :
**La [[wikipedia:Pression_statique|pression statique]] : C'est la pression de l'air mesurée lorsqu'il n'y a aucun mouvement, notée <math>P_{s}</math>
**La [[wikipedia:Pression_dynamique|pression dynamique]] : C'est l'augmentation de pression de l'air générée lorsqu'il se déplace (l'air frappe l'obstacle, la pression augmente), notée <math>P_{d}=\frac12 \, \rho V^2</math>
**La [[wikipedia:Pression_totale|pression totale]] : En aéronautique, on simplifie à la somme <math>Pression~totale=Pression~statique + Pression~dynamique ; P_{t}= P_{s}+P_{d}</math>

''' Lois de Newton '''
*la [[wikipedia:inertie|première loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une '''trajectoire rectiligne et à vitesse constante''', alors la '''somme des force qu'il subit est nulle'''.
**Réciproque : Si la somme des efforts qu'un aéronef subit est nulle, alors il évolue sur une trajectoire rectiligne et à vitesse constante.
*la [[wikipedia:Principe_fondamental_de_la_dynamique|seconde loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une trajectoire courbe ou si sa vitesse n'est pas constante, alors la somme des éfforts qu'il subit n'est pas nulle.
**Réciproque : Si la '''somme des efforts qu'un aéronef subit n'est pas nulle''', alors il évolue sur une ''trajectoire courbe ou sa vitesse n'est pas constante'''.

''' Le théorème de Bernoulli et ses développements '''

''© Copyright [[wikipedia:Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Bernoulli|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

Le [[wikipedia:Théorème_de_Bernoulli|théorème de Bernoulli]] est la formulation mathématique du ''principe de Bernoulli'' qui énonce que dans le flux d'un fluide incompressible [...], le long d'une même [[wikipedia:Ligne de courant|ligne du courant]], la quantité de Bernoulli se conserve, soit :

: <math>\tfrac12 \rho v^2 + \rho g z + p = \mathrm{constante}</math>

où :
:<math>p</math> est la pression en un point (en Pa ou N/m²) ;
:<math>\rho</math> est la masse volumique en un point (en kg/m³) ;
:<math>v</math> est la vitesse du fluide en un point (en m/s) ;
:<math>g</math> est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
:<math>z</math> est l'altitude du point considéré (en m).
La constante dépend de la ligne de courant considérée.

Ce théorème manipulé de différentes manières permet de prédire les paramètres physiques dans un flux. Il est notamment utilisé pour prédire le fonctionnement d'un [[wikipedia:Tube_de_Pitot|tube de Pitot]] afin de déterminer la vitesse de l'aéronef.

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=== Efforts aérodynamiques ===
[[Fichier:Flux_d'air_profil_1.png|vignette]]
L'écoulement de l'air autour d'un profil créer des variations de pressions. La pression qui s'exercent sur les surfaces va alors créer des efforts que l'on peut simplifier à:
; une force de [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]] : ''F''<sub>z</sub>, perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement, dans le plan vertical.
; une force de [[wikipedia:traînée|traînée]] : ''F''<sub>x</sub>, parallèle à la direction de l'écoulement ;
; la somme des deux : ''R''<sub>a</sub>, la résultante aérodynamique.

Des essais en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]] ont permis de découvrir que les forces aérodynamiques générées par une aile dépendent de certains paramètres. Les résultats de ces essais ont permis de modéliser l’influence de chacun d'eux dans une formule. Les paramètres sont détaillés ci-dessous :

<math>Force~de~Trainee=F_{x}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{x}</math>

<math>Force~de~Portance=F_{z}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{z}</math>

''' <math>\rho</math> - La masse volumique de l'air '''

Il s'agit de la '''masse de l'air par unité de volume'''. Par commodité, elle est souvent présentée en kg/m3. Toutes autres choses égales par ailleurs, lorsque la masse volumique diminue, les forces aérodynamiques diminuent (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Sa valeur standard est de 1.225kg/m3 ;
*Si l'altitude augmente, la masse volumique diminue. Si la température augmente, la masse volumique diminue ;
*ce paramètre est subit par le pilote.

''' <math>S</math> - Surface de référence '''

[[Fichier:Surface alaire 1.png|thumb|Surface Alaire]]
En aéronautique, la surface de référence d'une aile est appelée '''Surface Alaire''' et est la surface projetée sur le plan horizontal, incluant l'espace de fuselage entre les deux demie-ailes. Elle est exprimée en mètres carré (m²). Dans le cas spécifique des [[wikipedia:empennage|empennages]] verticaux ([[wikipedia:Dérive (empennage)|dérive]]), c'est la projection vertical qui est prise en compte.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus la surface alaire est importante, plus les forces aérodynamiques seront fortes (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*La surface alaire est définie par le constructeur de l'aéronef, et le pilote ne peut pas la changer.
*sauf dans le cas où le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif hypersustentateur]])

''' <math>V</math> - Vitesse de l'écoulement '''

En aéronautique, il s'agit de la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air. Pour les calculs aérodynamique, elle est exprimé en m/s (bien que les instruments des pilotes fonctionnent en km/h ou en [[wikipedia:Nœud_(unité)|kt]]).
Toutes autres choses égales par ailleurs, Les forces aérodynamiques varient au carré de vitesse. Si la vitesse est multipliée par 3, les forces aérodynamiques seront multipliées par 9 (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Généralement, la vitesse d'un planeur varie de 70 à 250km/h (de 20 à 70m/s)
*C'est le pilote qui choisi sa vitesse en vol (sauf rafale de vent transitoire)

''' <math>C{x,z}</math> - Coefficients '''

[[Image:Angle of attack.svg|thumb||Les lignes noires représentent le flux d'air, l'aile étant présentée en coupe, l'angle α est l'angle d'incidence.]]
Les '''coefficients aérodynamiques''' sont des coefficients sans dimensions permettant de prendre en compte l’influence de la forme du profil, et de prendre en compte [[wikipedia:Incidence_(aérodynamique)|l'angle d'incidence]] :

* ''C''<sub>x</sub> : le [[wikipedia:coefficient de traînée|coefficient de traînée]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la trainée ;
* ''C''<sub>z</sub> : le [[wikipedia:coefficient de portance|coefficient de portance]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la portance.

Toutes autres choses égales par ailleurs, plus l'angle d'incidence est grand, plus les coefficients sont grands et donc plus les forces aérodynamiques seront fortes. Cependant, l'augmentation n'est pas infinie, au delà d'un angle d'incidence de 15 à 20°, le flux d'air devient brusquement très mauvais et le Cz diminue brusquement. On dit que l'aile '''[[wikipedia:Décrochage_(aérodynamique)|décroche]]'''.

Concrètement pour le pilote planeur :
*Le pilote ne peut pas changer la forme du profil, sauf si le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface ou la courbure de l'aile (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif_hypersustentateur]])
*Mais grâce a ses commandes, le pilote change l'attitude de son aéronef et peut faire varier l'angle d'incidence, donc agir sur le Cz (et le Cx mais c'est la variation de Cz que recherche le pilote !).

Pour aller plus loin : Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient <math>C_{x}</math> est désigné par <math>C_{drag}</math> et <math>C_{z}</math> est désigné par <math>C_{lift}</math>. Aussi, les coefficients ne peuvent être mesurés mais seulement déterminés par calcul en posant <math>C_{x,z} = \frac{F_{x,z}} {\frac{1}{2} \, \rho \, V^2 \, S} </math> (les forces étant mesurées expérimentalement (en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]]).

''' Rapport Portance / Traînée = la finesse !'''

Le rapport portance/traînée d'une [[wikipedia:Aile (aéronautique)|aile]] est nommé [[wikipedia:finesse (aérodynamique)|finesse aérodynamique]]. Elle représente le rendement de l'aile.

En effet, dans le cas d'une aile d'aéronef, il faut chercher à avoir le plus fort ''C''<sub>z</sub> avec le plus faible ''C''<sub>x</sub> possible. Autrement dit, il faut que le rapport <math>\frac{C_{z}}{C_{x}}</math> soit le plus grand possible. Ce rapport est l'expression de la [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] de l'aile d'un point de vu des aérodynamiciens, elle est strictement identique à la notion de [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] classique connue des pilotes :

<math>\frac{C_{z}}{C_{x}} = \frac{Distance~horizontale~parcoure}{hauteur~perdue} = \frac{Vitesse~horizontale(V_{x})}{Vitesse~verticale(V_{z})} = Finesse</math>

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=== Forme d’un profil aérodynamique ===
[[Fichier:Wing profile nomenclature (fr).svg|thumb|400px|Vocabulaire sur un profil d'aile]]
[[Fichier:Angles_profil_1.png|thumb|400px|Définition des angles important sur un aéronef]]
; Extrados : dessus du profil ou de l'aile.
; Intrados : dessous du profil ou de l'aile.
; Bord d’attaque : partie avant du profil. Il est généralement de forme arrondie.
; Bord de fuite : partie arrière et amincie du profil.

; corde : Segment de droite entre le bord d'attaque et le bord de fuite
; épaisseur relative : <math>\frac{Epaisseur~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; ligne de cambrure : ligne courbe qui se situe exactement entre l'intrados et l'extrados. Sur un profil parfaitement symétrique, la ligne de cambrure est confondue avec la corde.
; cambrure (relative) : <math>\frac{Cambrure~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; incidence : Angle d'incidence α entre la corde de profil et le vent relatif (vecteur noir).

;Angle de Calage : Angle entre la corde du profil et l'axe du fuselage (Cet angle est choisi par le concepteur pour des raisons de visibilité et d'incidence maximum au roulage).
;Angle d'incidence : Angle entre la corde du profil et le vente relatif (ou la trajectoire, le vent relatif étant directement la conséquence du déplacement de l'aéronef).
;Pente : Angle entre la trajectoire de l'aéronef et l'horizon. Une pente nulle équivaut à un vol en palier.

=== La forme de l’aile ===
[[Fichier:Forme_aile_1.png|thumb|400px|Vocabulaire sur une forme d'aile]]
; envergure : distance mesurée entre les deux extrémités de l'aile (entre les deux saumons d'aile).
; allongement (sans unité) : <math>Allongement=\frac{Envergure^2(m^2)}{Surface~alaire(m^2)} = \frac{Envergure(m)}{Corde~moyenne(m)} </math> Un grand allongement améliore la finesse.
; emplanture : Il s'agit de la jonction de l’élément, l'endroit où il est attachée (emplanture de l'aile, du plan fixe de profondeur...)
; corde à l’emplanture : corde mesuré au niveau de emplanture
; corde à l’extrémité : corde mesurée au niveau du saumon d'aile
; forme en plan de l’aile : forme géométrique de l'aile (aile rectangulaire, aile trapézoïdale, aile elliptique...)

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_rectangle_1.png|thumb|200px|forme en plan RECTANGULAIRE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_ellipse_1.png|thumb|200px|forme en plan ELLIPTIQUE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze%26flecheinverse_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE avec flèche inverse]] </li>
</ul></div>

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=== Écoulement en 2D ===
[[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']]
Pour devenir pilote, la pleine compréhension de ce paragraphe n'est pas requise. Il faudra appréhender les grands principes.
;Modèles mathématiques:
L'aérodynamique est une science qui fait partie de la mécanique des fluides, appliquée au cas particulier de l'air. À ce titre, les modèles mathématiques qui s'appliquent sont :
* les [[wikipedia:équations de Navier-Stokes|équations de Navier-Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] ne sont pas négligeables. Le paramètre principal quantifiant ces effets est le [[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] ;
* les [[wikipedia:équations d'Euler|équations d'Euler]] ou de fluide parfait, lorsque les effets visqueux sont négligeables ;
*[[wikipedia:écoulement de Stokes|l'équation de Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] sont prépondérants et les effets inertiels du fluide négligeables ([[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] proche de zéro ;
* l'équation d'état du gaz (modèle du [[wikipedia:gaz parfait|gaz parfait]] pour l'air).

; Le point d’arrêt: Au [[wikipedia:Point_d'arrêt_(mécanique_des_fluides)|point d'arrêt]], la vitesse du fluide est nulle et toute l'énergie cinétique de ce fluide est transformée en énergie de pression. Sur un profil, le point d'arrêt est localisé approximativement au bord d'attaque, mais dépend de l'angle d'incidence du moment.

;Distribution de pression: L'écoulement autour d'un profil créer des variations de vitesse dans l’écoulement, occasionnant des variations de pression. Pour avoir une force de portance vers le haut, il faut créer une dépression au dessus de l'aile, et une surpression en dessous. La forme du profil est alors construite en conséquence.

;Centre de pression: C'est le point où s'appliquerait la somme de toute les pressions à l'intrados, et à l'extrados.

;Influence de l’incidence: Comme vu plus haut, lorsque l'incidence augmente, les coefficients aérodynamiques augmentent

; Séparation de l’écoulement aux fortes incidences : Lorsque l'incidence du profil est trop importante (entre 15 et 20°), un décollement de couche limite se produit, le flux ne s'écoule plus le long du profil. Le profil ne génère plus de portance.

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Lift_curve_fr.svg|thumb|x300px|graphique donnant l'évolution du coefficient de portance en fonction de l'angle d'incidence. Le décrochage survient dans ce cas pour un angle d'incidence supérieur à 15°.]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Angles_de_portance_et_de_décrochage.svg|thumb|x300px|influence de l’angle d'incidence sur la portance]] </li>
</ul></div>

=== Écoulement en 3D ===
L'étude de l'écoulement sur aile complète, en 3D, permet d’appréhender d'autres phénomènes.
[[Fichier:Tourbillons marginaux 1.png|thumb|Tourbillon marginaux sur une aile]]
[[Fichier:Airplane_vortex_edit.jpg|thumb|Étude de la NASA sur les turbulences de sillage. Un tourbillon est créé par le passage d'une aile d'avion, révélé par la fumée.]]
''' Les tourbillons marginaux '''

Les tourbillons marginaux naissent de la différence de pression entre l'[[wikipedia:Intrados_(aéronautique)|intrados]] et l'[[wikipedia:Extrados_(aéronautique)|extrados]] au niveau du [[wikipedia:Saumon_(aéronautique)|saumon]] de l'aile. Un mouvement spontané de l'air créer cette forme circulaire, qui se transforme en tourbillon avec l'avancement de l'aéronef. Ils sont des éléments important de ce que l'on nomme la [[wikipedia:turbulence de sillage|turbulence de sillage]].

Pour les planeurs, c'est un phénomène néfaste à la performance mais relativement faible compte tenu du grand [[wikipedia:Allongement_(aéronautique)|allongement]] de l'aile.

Pour les aéronefs lourd, c'est un phénomène important qui peut devenir dangereux pour les aéronefs léger. Cela a conduit les autorités aéronautiques à définir des distances minimales entre avions en fonction de leurs poids respectifs au décollage, à l'atterrissage et en vol.

Un tourbillon peut également apparaitre sur des parties formant des angles avec le plan des ailes, telles que par exemple les [[wikipedia:Dispositif hypersustentateur|volets]] quand ils sont abaissés. Une image du tourbillon marginal est parfois visible avec de la condensation de vapeur d'eau qui se forme dans des conditions de basse pression. C'est surtout le cas des avions de chasse en forte accélération ou avec un angle d'incidence élevé. Ou encore des avions de ligne au décollage ou à l'atterrissage dans un air humide. Il ne faut pas confondre cette condensation avec les [[wikipedia:trainées_de_condensation|trainées de condensation]] qui sont provoquées par la vapeur d'eau échappée des moteurs.

Les ''[[wikipedia:winglet|winglet]]s'' (ailettes de bout d'aile) tendent à diminuer l'importance du tourbillon marginal en transformant une partie de son énergie pour réduire la [[wikipedia:traînée|traînée]]. On dit qu'elles augmentent l'allongement aérodynamique.

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=== Les composantes de la trainée ===
La trainée totale peut se décomposer en 3 parties. La connaissance des différents sources de trainée permet au pilote d'agir spécifiquement pour leur contrôle et leur diminution.

''' Traînée de frottement '''

Dans l’écoulement d’un [[wikipedia:Fluide (matière)|fluide]] sur une surface on constate au voisinage immédiat de la surface un ralentissement du fluide. L’épaisseur où le fluide est ralenti s’appelle la [[wikipedia:couche limite|couche limite]]. Dans la couche limite les [[wikipedia:molécule|molécule]]s d'air sont ralenties, ce qui se traduit par une perte d'[[wikipedia:énergie|énergie]]. Ce phénomène est d'autant plus grand que la surface en contact avec l'écoulement est importante. On parle également de [[wikipedia:Surface_mouillée|surface mouillée]] pour évoquer cette composante de la trainée.

''' Traînée de forme '''

La résistance aérodynamique d’un objet dépend de sa forme. Si l’on compare les traînées d'un disque perpendiculaire à l'écoulement, d'une [[wikipedia:sphère|sphère]] de même diamètre et d'une forme profilée également de même diamètre (présentant la forme dite de façon abusive "en goutte d’eau"), on constate que la sphère suscite 50 % de la résistance du disque, et la "goutte d’eau" à peine 5 % de la résistance de ce même disque. La traînée de forme est minimale quand l'écoulement n'est pas décollé. Les variations de section brutales du corps amènent des décollements, de la turbulence et donc de la traînée. Afin de réduire les décollements et la [[wikipedia:turbulence|turbulence]], il faut "profiler" le corps. Les avions les mieux profilés (les planeurs) ont un coefficient de forme très faible.

''' [[wikipedia:traînée induite|Traînée induite]] '''

L'expression complète qui devrait être utilisée est ''[[wikipedia:traînée induite|traînée induite]] par la [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]]''. Elle est causée par tout ce qui crée de la portance, proportionnelle au carré du coefficient de portance (''C''<sub>z</sub>), et inversement proportionnelle à l'allongement effectif. Elle est réduite par la présence de [[wikipedia:Winglet|winglet]]. La traînée induite est une composante importante de la traînée totale, notamment aux basses vitesses (forts coefficients de portance).

Pour aller plus loin : Le mécanisme de la traînée induite a été théorisé par Ludwig Prandtl (1918) de la manière suivante : Pour avoir une portance, il faut une surpression relative à ''l’intrados'' de l’aile et/ou une dépression relative à ''l’extrados'' de l’aile. Sous l'effet de cette différence de pression, l’air passe directement de l’intrados à l’extrados en contournant l'extrémité de l'aile. Il en résulte que, sous l’intrados, le flux d’air général se trouve dévié latéralement vers l’extrémité de l’aile, et que sur l’extrados le flux d’air se trouve dévié vers le centre de l’aile. Lorsque les flux respectifs de l’intrados et de l’extrados finissent par se rejoindre au bord de fuite de l’aile, leurs directions divergent, ce qui cause à la fois la traînée induite et des tourbillons en arrière du bord de fuite.

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=== Effet de sol ===
''© Copyright [[wikipedia:Effet_de_sol|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

En aéronautique, dans le cas d'un [[wikipedia:aéronef à effet de sol|aérodyne à effet de sol]], le vol à proximité du sol augmente légèrement la portance (la portance est plus grande à incidence identique), ce qui permet, à portance égale, de réduire l'angle d'incidence et la déflexion et donc la [[#Les composantes de la trainée|Traînée induite]] par la portance. Cela améliore la finesse (le Rapport Portance / Traînée) de l'engin.

Concrètement pour le pilote :
*La puissance nécessaire pour voler en effet de sol est inférieure. Dans le cas imaginaire d'un aéronef disposant de trop peu de puissance, ce dernier pourrait décoller, mais ne jamais pouvoir voler sans l’effet de sol et donc ne jamais monter plus haut que quelques mètres (cas du [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright#Flyer|Flyer]] des [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright|frères Wright]])
*Lors de l’atterrissage (en vol plané ou en quasi-vol plané), l'aéronef va subitement mieux planer lorsqu'il entre en effet de sol à quelques mètres du sol. Le pilote doit avoir conscience du phénomène pour agir correctement et accompagner cette phase de l'atterrissage.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Positiver Bodeneffekt.png|thumb|Portance avec effet de sol (le sol se trouve en bas de l'image et la pression sous l'aile a augmenté). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
</ul></div>

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=== la couche limite ===
[[Fichier:Laminar boundary layer scheme.svg|vignette|Profil de vitesse au travers d’une couche limite au-dessus d’une plaque.]]
La [[wikipedia:Couche_limite|couche limite]] est la mince couche d'un écoulement au voisinage immédiat d'un objet, dans laquelle se manifestent les phénomènes de frottement et de viscosité. Plus vulgairement, la vitesse du flux d'air diminue au fur et à mesure que l'on s'approche de l'objet car il "frotte" du plus en plus sur cet objet.

La couche limite doit normalement exister tout autour du profil d'aile. Mais dans des conditions spécifiques, elle peut se "décoller" et l'écoulement ne suit plus le profil de l'aile. Un décollement important occasionne le [[wikipédia:Décrochage_(aérodynamique)|décrochage]]. Un décollement moindre peut occasionner la perte de contrôle sur les gouvernes si ces dernières ne sont correctement alimentés en air.
Des dispositifs spécifiques permettent de redonner de l'énergie à la couche limite pour éviter son décollement, au prix d'une trainée supérieure. Turbulateur, soufflage de la couche limite, aspiration au bord de fuite....
Lorqu'un indiqué par le constructeur, ces éléments doivent absolument être présent pour garantir la sécurité et la performance du vol.

Cette couche limite peut être de type laminaire ou turbulente, mais cette connaissance n'est pas demandée au pilote de planeur.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca laminar fluegel(cropped).jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à incidence adaptée (pas de décollement de couche limite).]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca abger fluegel.jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à forte incidence (couche limite décollée à l'extrados - décrochage).]] </li>
</ul></div>

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=== Circonstances spéciales ===
'''Contaminations courantes des profils en planeur'''
;pluie : les gouttes d'eau recouvrent l'aéronef. Les plus petites restent immobiles et collées à la surface (dans la couche limite où le flux d'air est plus faible). Les plus grosses peuvent parcourir l'aéronef de l'avant vers l'arrière. Le profil est déformé et cela peut occasionner une baisse jusqu’à 50% des performances ainsi qu'une augmentation de la vitesse de décrochage. Certains modèles de planeur ne peuvent tout simplement pas décoller avec les ailes chargées de gouttelettes.
;poussière : Les poussières accumulées lorsqu'un planeur est dans le hangar peuvent conduire à une baisse des performances. Dû au principe de couche limite, la poussière ne sera pas soufflée et restera présente durant tout le vol.
[[File:Ventus 2cxM D-KCXM 05.jpg|vignette|système de démoustication des bords d'attaques sur un planeur performant]]
;contamination du bord d’attaque : Des objets peuvent venir s'accumuler autour du point d'arrêt (bord d'attaque), notamment les insectes. Sur un planeur performant, la somme des cadavres de moustique peut représenter une baisse notable des performances. Des systèmes "démoustiqueurs en vol" peuvent exister en très haute performance.

'''Le givrage sur la cellule'''
[[Fichier:Icing_on_a_rotor.jpg|vignette|Cristaux de glace se formant en "double cornes" sur le [[wikipedia:bord d'attaque|bord d'attaque]] d'un profil, dans un tunnel de givrage expérimental de la [[NASA]].]]
Le [[wikipedia:Givrage_(aéronautique)|givrage]] est l'apparition de glace à certains endroits de l'aéronef. Contrairement à l'aviation professionnelle, les planeurs ne sont pas équipés de systèmes de [[wikipedia:Dégivrage_(aéronautique)|dégivrages]].
;glace sur la surface : l'aéronef peut se recouvrir de neige/givre sur toute la surface (au sol notamment), ce qui dégrade l'état de surface. Le profil d'aile est déformé ce qui occasionne une baisse des performances et une augmentation de la vitesse de décrochage. Le dégivrage avant le décollage est indispensable.
;glace au point d’arrêt les profils : En vol, l'aéronef peut accumuler un bourrelet de givre/neige sur le bord d'attaque des profils, ou pire de l'eau surfondue impacte le point d'arrêt et givre un peu loin (givrage double cornes). En condition de givrage sévère, le profil d'aile est fortement modifié en quelques minutes, l'aile perd sa capacité portante et l'aéronef ne peut plus maintenir son vol.
;effets du givre sur le contrôle : Le givrage sur les gouvernes peut fortement modifier l'équilibrage des gouvernes et peuvent devenir instables puis vibrer. Le givrage entre les gouvernes et les parties fixes peut bloquer les gouvernes entrainant l'impossibilité de contrôler l'attitude de l'aéronef.

5-1 Bases aérodynamique (motoplaneurs)

2026-09-21T12:54:29Z

Florentc59 : /* Efforts aérodynamiques */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Aérodynamique, Concepts de base, lois et définitions ==
''© Copyright [[wikipedia:Aérodynamique|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

L''''aérodynamique''' est une branche de la [[wikipedia:dynamique des fluides|dynamique des fluides]] qui étudie les écoulements d'air, et leurs effets sur des éléments solides. En aéronautique, l'aérodynamique s'applique aux déplacements des [[wikipedia:aérodyne|aérodynes]], principalement sur leur [[wikipedia:Aile_(aéronautique)|aile]] et leur système de propulsion ([[wikipedia:Hélice (aéronautique)|hélices]], rotors, turbines, [[wikipedia:turboréacteur|turboréacteur]]s).

=== Unités, lois et définitions ===
''' Unités utilisées '''
*[[wikipedia:Force_(physique)|Forces]] en Newton (N) (ou kg par approximation, mais pas officiel. 1kg = env. 10N)
*[[wikipedia:Surface,_aire_et_superficie|Surface]] en mètre carré (m²)
*[[wikipedia:Pression|Pression]] en Pascal (Pa)
*[[wikipedia:Vitesse|Vitesse]] en mètre par seconde (m/s)

''' Autres définitions utiles '''
*La [[wikipedia:Densité|Densité]] (sans unité) : en aéronautique, le gaz pris comme référence (densité = 1) est l'air au niveau du sol en conditions standards.
*Les pressions :
**La [[wikipedia:Pression_statique|pression statique]] : C'est la pression de l'air mesurée lorsqu'il n'y a aucun mouvement, notée <math>P_{s}</math>
**La [[wikipedia:Pression_dynamique|pression dynamique]] : C'est l'augmentation de pression de l'air générée lorsqu'il se déplace (l'air frappe l'obstacle, la pression augmente), notée <math>P_{d}=\frac12 \, \rho V^2</math>
**La [[wikipedia:Pression_totale|pression totale]] : En aéronautique, on simplifie à la somme <math>Pression~totale=Pression~statique + Pression~dynamique ; P_{t}= P_{s}+P_{d}</math>

''' Lois de Newton '''
*la [[wikipedia:inertie|première loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une '''trajectoire rectiligne et à vitesse constante''', alors la '''somme des force qu'il subit est nulle'''.
**Réciproque : Si la somme des efforts qu'un aéronef subit est nulle, alors il évolue sur une trajectoire rectiligne et à vitesse constante.
*la [[wikipedia:Principe_fondamental_de_la_dynamique|seconde loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une trajectoire courbe ou si sa vitesse n'est pas constante, alors la somme des éfforts qu'il subit n'est pas nulle.
**Réciproque : Si la '''somme des efforts qu'un aéronef subit n'est pas nulle''', alors il évolue sur une ''trajectoire courbe ou sa vitesse n'est pas constante'''.

''' Le théorème de Bernoulli et ses développements '''

''© Copyright [[wikipedia:Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Bernoulli|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

Le [[wikipedia:Théorème_de_Bernoulli|théorème de Bernoulli]] est la formulation mathématique du ''principe de Bernoulli'' qui énonce que dans le flux d'un fluide incompressible [...], le long d'une même [[wikipedia:Ligne de courant|ligne du courant]], la quantité de Bernoulli se conserve, soit :

: <math>\tfrac12 \rho v^2 + \rho g z + p = \mathrm{constante}</math>

où :
:<math>p</math> est la pression en un point (en Pa ou N/m²) ;
:<math>\rho</math> est la masse volumique en un point (en kg/m³) ;
:<math>v</math> est la vitesse du fluide en un point (en m/s) ;
:<math>g</math> est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
:<math>z</math> est l'altitude du point considéré (en m).
La constante dépend de la ligne de courant considérée.

Ce théorème manipulé de différentes manières permet de prédire les paramètres physiques dans un flux. Il est notamment utilisé pour prédire le fonctionnement d'un [[wikipedia:Tube_de_Pitot|tube de Pitot]] afin de déterminer la vitesse de l'aéronef.

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=== Efforts aérodynamiques ===
[[Fichier:Flux_d'air_profil_1.png|vignette]]
L'écoulement de l'air autour d'un profil créer des variations de pressions. La pression qui s'exercent sur les surfaces va alors créer des efforts que l'on peut simplifier à:
; une force de [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]] : ''F''<sub>z</sub>, perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement, dans le plan vertical.
; une force de [[wikipedia:traînée|traînée]] : ''F''<sub>x</sub>, parallèle à la direction de l'écoulement ;
; la somme des deux : ''R''<sub>a</sub>, la résultante aérodynamique.

Des essais en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]] ont permis de découvrir que les forces aérodynamiques générées par une aile dépendent de certains paramètres. Les résultats de ces essais ont permis de modéliser l’influence de chacun d'eux dans une formule. Les paramètres sont détaillés ci-dessous :

<math>Force~de~Trainee=F_{x}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{x}</math>

<math>Force~de~Portance=F_{z}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{z}</math>

''' <math>\rho</math> - La masse volumique de l'air '''

Il s'agit de la '''masse de l'air par unité de volume'''. Par commodité, elle est souvent présentée en kg/m3. Toutes autres choses égales par ailleurs, lorsque la masse volumique diminue, les forces aérodynamiques diminuent (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Sa valeur standard est de 1.225kg/m3 ;
*Si l'altitude augmente, la masse volumique diminue. Si la température augmente, la masse volumique diminue ;
*ce paramètre est subit par le pilote.

''' <math>S</math> - Surface de référence '''

[[Fichier:Surface alaire 1.png|thumb|Surface Alaire]]
En aéronautique, la surface de référence d'une aile est appelée '''Surface Alaire''' et est la surface projetée sur le plan horizontal, incluant l'espace de fuselage entre les deux demie-ailes. Elle est exprimée en mètres carré (m²). Dans le cas spécifique des [[wikipedia:empennage|empennages]] verticaux ([[wikipedia:Dérive (empennage)|dérive]]), c'est la projection vertical qui est prise en compte.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus la surface alaire est importante, plus les forces aérodynamiques seront fortes (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*La surface alaire est définie par le constructeur de l'aéronef, et le pilote ne peut pas la changer.
*sauf dans le cas où le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif hypersustentateur]])

''' <math>V</math> - Vitesse de l'écoulement '''

En aéronautique, il s'agit de la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air. Pour les calculs aérodynamique, elle est exprimé en m/s (bien que les instruments des pilotes fonctionnent en km/h ou en [[wikipedia:Nœud_(unité)|kt]]).
Toutes autres choses égales par ailleurs, Les forces aérodynamiques varient au carré de vitesse. Si la vitesse est multipliée par 3, les forces aérodynamiques seront multipliées par 9 (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Généralement, la vitesse d'un planeur varie de 70 à 250km/h (de 20 à 70m/s)
*C'est le pilote qui choisi sa vitesse en vol (sauf rafale de vent transitoire)

''' <math>C{x,z}</math> - Coefficients '''

[[Image:Angle of attack.svg|thumb||Les lignes noires représentent le flux d'air, l'aile étant présentée en coupe, l'angle α est l'angle d'incidence.]]
Les '''coefficients aérodynamiques''' sont des coefficients sans dimensions permettant de prendre en compte l’influence du profil sur les forces, pour une position donnée :

* ''C''<sub>x</sub> : le [[wikipedia:coefficient de traînée|coefficient de traînée]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la trainée ;
* ''C''<sub>z</sub> : le [[wikipedia:coefficient de portance|coefficient de portance]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la portance.

Il faut noter que les coefficients changent à chaque fois que le profil est placé différemment dans l'écoulement : les coefficients dépendent fortement de [[wikipedia:Incidence_(aérodynamique)|l'angle d'incidence]] du profil.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus l'incidence est grande, plus les coefficients sont grands et donc plus les forces aérodynamiques seront fortes. Cependant, l'augmentation n'est pas possible à l'infinie. Au delà d'un angle d'incidence de 15 à 20° suivant le type d'aile, le flux d'air devient brusquement très mauvais et le Cz diminue brusquement. On dit que l'aile '''[[wikipedia:Décrochage_(aérodynamique)|décroche]]'''.

Concrètement pour le pilote planeur :
*Le pilote ne peut pas changer la forme du profil, sauf si le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface ou la courbure de l'aile (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif_hypersustentateur]])
*Mais grâce a ses commande, le pilote peut orienter le profil de l'aile différemment dans l'écoulement, faire varier l'incidence et donc agir sur le Cz (et le Cx mais c'est la variation de Cz que recherche le pilote !).

Pour aller plus loin : Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient <math>C_{x}</math> est désigné par <math>C_{drag}</math> et <math>C_{z}</math> est désigné par <math>C_{lift}</math>. Aussi, les coefficients ne peuvent être mesurés mais seulement déterminés par calcul en posant <math>C_{x,z} = \frac{F_{x,z}} {\frac{1}{2} \, \rho \, V^2 \, S} </math> (les forces étant mesurées expérimentalement (en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]]).

''' Rapport Portance / Traînée = la finesse !'''

Le rapport portance/traînée d'une [[wikipedia:Aile (aéronautique)|aile]] est nommé [[wikipedia:finesse (aérodynamique)|finesse aérodynamique]]. Elle représente le rendement de l'aile.

En effet, dans le cas d'une aile d'aéronef, il faut chercher à avoir le plus fort ''C''<sub>z</sub> avec le plus faible ''C''<sub>x</sub> possible. Autrement dit, il faut que le rapport <math>\frac{C_{z}}{C_{x}}</math> soit le plus grand possible. Ce rapport est l'expression de la [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] de l'aile d'un point de vu des aérodynamiciens, elle est strictement identique à la notion de [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] classique connue des pilotes :

<math>\frac{C_{z}}{C_{x}} = \frac{Distance~horizontale~parcoure}{hauteur~perdue} = \frac{Vitesse~horizontale(V_{x})}{Vitesse~verticale(V_{z})} = Finesse</math>

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=== Forme d’un profil aérodynamique ===
[[Fichier:Wing profile nomenclature (fr).svg|thumb|400px|Vocabulaire sur un profil d'aile]]
[[Fichier:Angles_profil_1.png|thumb|400px|Définition des angles important sur un aéronef]]
; Extrados : dessus du profil ou de l'aile.
; Intrados : dessous du profil ou de l'aile.
; Bord d’attaque : partie avant du profil. Il est généralement de forme arrondie.
; Bord de fuite : partie arrière et amincie du profil.

; corde : Segment de droite entre le bord d'attaque et le bord de fuite
; épaisseur relative : <math>\frac{Epaisseur~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; ligne de cambrure : ligne courbe qui se situe exactement entre l'intrados et l'extrados. Sur un profil parfaitement symétrique, la ligne de cambrure est confondue avec la corde.
; cambrure (relative) : <math>\frac{Cambrure~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; incidence : Angle d'incidence α entre la corde de profil et le vent relatif (vecteur noir).

;Angle de Calage : Angle entre la corde du profil et l'axe du fuselage (Cet angle est choisi par le concepteur pour des raisons de visibilité et d'incidence maximum au roulage).
;Angle d'incidence : Angle entre la corde du profil et le vente relatif (ou la trajectoire, le vent relatif étant directement la conséquence du déplacement de l'aéronef).
;Pente : Angle entre la trajectoire de l'aéronef et l'horizon. Une pente nulle équivaut à un vol en palier.

=== La forme de l’aile ===
[[Fichier:Forme_aile_1.png|thumb|400px|Vocabulaire sur une forme d'aile]]
; envergure : distance mesurée entre les deux extrémités de l'aile (entre les deux saumons d'aile).
; allongement (sans unité) : <math>Allongement=\frac{Envergure^2(m^2)}{Surface~alaire(m^2)} = \frac{Envergure(m)}{Corde~moyenne(m)} </math> Un grand allongement améliore la finesse.
; emplanture : Il s'agit de la jonction de l’élément, l'endroit où il est attachée (emplanture de l'aile, du plan fixe de profondeur...)
; corde à l’emplanture : corde mesuré au niveau de emplanture
; corde à l’extrémité : corde mesurée au niveau du saumon d'aile
; forme en plan de l’aile : forme géométrique de l'aile (aile rectangulaire, aile trapézoïdale, aile elliptique...)

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_rectangle_1.png|thumb|200px|forme en plan RECTANGULAIRE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_ellipse_1.png|thumb|200px|forme en plan ELLIPTIQUE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze%26flecheinverse_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE avec flèche inverse]] </li>
</ul></div>

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=== Écoulement en 2D ===
[[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']]
Pour devenir pilote, la pleine compréhension de ce paragraphe n'est pas requise. Il faudra appréhender les grands principes.
;Modèles mathématiques:
L'aérodynamique est une science qui fait partie de la mécanique des fluides, appliquée au cas particulier de l'air. À ce titre, les modèles mathématiques qui s'appliquent sont :
* les [[wikipedia:équations de Navier-Stokes|équations de Navier-Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] ne sont pas négligeables. Le paramètre principal quantifiant ces effets est le [[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] ;
* les [[wikipedia:équations d'Euler|équations d'Euler]] ou de fluide parfait, lorsque les effets visqueux sont négligeables ;
*[[wikipedia:écoulement de Stokes|l'équation de Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] sont prépondérants et les effets inertiels du fluide négligeables ([[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] proche de zéro ;
* l'équation d'état du gaz (modèle du [[wikipedia:gaz parfait|gaz parfait]] pour l'air).

; Le point d’arrêt: Au [[wikipedia:Point_d'arrêt_(mécanique_des_fluides)|point d'arrêt]], la vitesse du fluide est nulle et toute l'énergie cinétique de ce fluide est transformée en énergie de pression. Sur un profil, le point d'arrêt est localisé approximativement au bord d'attaque, mais dépend de l'angle d'incidence du moment.

;Distribution de pression: L'écoulement autour d'un profil créer des variations de vitesse dans l’écoulement, occasionnant des variations de pression. Pour avoir une force de portance vers le haut, il faut créer une dépression au dessus de l'aile, et une surpression en dessous. La forme du profil est alors construite en conséquence.

;Centre de pression: C'est le point où s'appliquerait la somme de toute les pressions à l'intrados, et à l'extrados.

;Influence de l’incidence: Comme vu plus haut, lorsque l'incidence augmente, les coefficients aérodynamiques augmentent

; Séparation de l’écoulement aux fortes incidences : Lorsque l'incidence du profil est trop importante (entre 15 et 20°), un décollement de couche limite se produit, le flux ne s'écoule plus le long du profil. Le profil ne génère plus de portance.

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Lift_curve_fr.svg|thumb|x300px|graphique donnant l'évolution du coefficient de portance en fonction de l'angle d'incidence. Le décrochage survient dans ce cas pour un angle d'incidence supérieur à 15°.]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Angles_de_portance_et_de_décrochage.svg|thumb|x300px|influence de l’angle d'incidence sur la portance]] </li>
</ul></div>

=== Écoulement en 3D ===
L'étude de l'écoulement sur aile complète, en 3D, permet d’appréhender d'autres phénomènes.
[[Fichier:Tourbillons marginaux 1.png|thumb|Tourbillon marginaux sur une aile]]
[[Fichier:Airplane_vortex_edit.jpg|thumb|Étude de la NASA sur les turbulences de sillage. Un tourbillon est créé par le passage d'une aile d'avion, révélé par la fumée.]]
''' Les tourbillons marginaux '''

Les tourbillons marginaux naissent de la différence de pression entre l'[[wikipedia:Intrados_(aéronautique)|intrados]] et l'[[wikipedia:Extrados_(aéronautique)|extrados]] au niveau du [[wikipedia:Saumon_(aéronautique)|saumon]] de l'aile. Un mouvement spontané de l'air créer cette forme circulaire, qui se transforme en tourbillon avec l'avancement de l'aéronef. Ils sont des éléments important de ce que l'on nomme la [[wikipedia:turbulence de sillage|turbulence de sillage]].

Pour les planeurs, c'est un phénomène néfaste à la performance mais relativement faible compte tenu du grand [[wikipedia:Allongement_(aéronautique)|allongement]] de l'aile.

Pour les aéronefs lourd, c'est un phénomène important qui peut devenir dangereux pour les aéronefs léger. Cela a conduit les autorités aéronautiques à définir des distances minimales entre avions en fonction de leurs poids respectifs au décollage, à l'atterrissage et en vol.

Un tourbillon peut également apparaitre sur des parties formant des angles avec le plan des ailes, telles que par exemple les [[wikipedia:Dispositif hypersustentateur|volets]] quand ils sont abaissés. Une image du tourbillon marginal est parfois visible avec de la condensation de vapeur d'eau qui se forme dans des conditions de basse pression. C'est surtout le cas des avions de chasse en forte accélération ou avec un angle d'incidence élevé. Ou encore des avions de ligne au décollage ou à l'atterrissage dans un air humide. Il ne faut pas confondre cette condensation avec les [[wikipedia:trainées_de_condensation|trainées de condensation]] qui sont provoquées par la vapeur d'eau échappée des moteurs.

Les ''[[wikipedia:winglet|winglet]]s'' (ailettes de bout d'aile) tendent à diminuer l'importance du tourbillon marginal en transformant une partie de son énergie pour réduire la [[wikipedia:traînée|traînée]]. On dit qu'elles augmentent l'allongement aérodynamique.

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=== Les composantes de la trainée ===
La trainée totale peut se décomposer en 3 parties. La connaissance des différents sources de trainée permet au pilote d'agir spécifiquement pour leur contrôle et leur diminution.

''' Traînée de frottement '''

Dans l’écoulement d’un [[wikipedia:Fluide (matière)|fluide]] sur une surface on constate au voisinage immédiat de la surface un ralentissement du fluide. L’épaisseur où le fluide est ralenti s’appelle la [[wikipedia:couche limite|couche limite]]. Dans la couche limite les [[wikipedia:molécule|molécule]]s d'air sont ralenties, ce qui se traduit par une perte d'[[wikipedia:énergie|énergie]]. Ce phénomène est d'autant plus grand que la surface en contact avec l'écoulement est importante. On parle également de [[wikipedia:Surface_mouillée|surface mouillée]] pour évoquer cette composante de la trainée.

''' Traînée de forme '''

La résistance aérodynamique d’un objet dépend de sa forme. Si l’on compare les traînées d'un disque perpendiculaire à l'écoulement, d'une [[wikipedia:sphère|sphère]] de même diamètre et d'une forme profilée également de même diamètre (présentant la forme dite de façon abusive "en goutte d’eau"), on constate que la sphère suscite 50 % de la résistance du disque, et la "goutte d’eau" à peine 5 % de la résistance de ce même disque. La traînée de forme est minimale quand l'écoulement n'est pas décollé. Les variations de section brutales du corps amènent des décollements, de la turbulence et donc de la traînée. Afin de réduire les décollements et la [[wikipedia:turbulence|turbulence]], il faut "profiler" le corps. Les avions les mieux profilés (les planeurs) ont un coefficient de forme très faible.

''' [[wikipedia:traînée induite|Traînée induite]] '''

L'expression complète qui devrait être utilisée est ''[[wikipedia:traînée induite|traînée induite]] par la [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]]''. Elle est causée par tout ce qui crée de la portance, proportionnelle au carré du coefficient de portance (''C''<sub>z</sub>), et inversement proportionnelle à l'allongement effectif. Elle est réduite par la présence de [[wikipedia:Winglet|winglet]]. La traînée induite est une composante importante de la traînée totale, notamment aux basses vitesses (forts coefficients de portance).

Pour aller plus loin : Le mécanisme de la traînée induite a été théorisé par Ludwig Prandtl (1918) de la manière suivante : Pour avoir une portance, il faut une surpression relative à ''l’intrados'' de l’aile et/ou une dépression relative à ''l’extrados'' de l’aile. Sous l'effet de cette différence de pression, l’air passe directement de l’intrados à l’extrados en contournant l'extrémité de l'aile. Il en résulte que, sous l’intrados, le flux d’air général se trouve dévié latéralement vers l’extrémité de l’aile, et que sur l’extrados le flux d’air se trouve dévié vers le centre de l’aile. Lorsque les flux respectifs de l’intrados et de l’extrados finissent par se rejoindre au bord de fuite de l’aile, leurs directions divergent, ce qui cause à la fois la traînée induite et des tourbillons en arrière du bord de fuite.

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=== Effet de sol ===
''© Copyright [[wikipedia:Effet_de_sol|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

En aéronautique, dans le cas d'un [[wikipedia:aéronef à effet de sol|aérodyne à effet de sol]], le vol à proximité du sol augmente légèrement la portance (la portance est plus grande à incidence identique), ce qui permet, à portance égale, de réduire l'angle d'incidence et la déflexion et donc la [[#Les composantes de la trainée|Traînée induite]] par la portance. Cela améliore la finesse (le Rapport Portance / Traînée) de l'engin.

Concrètement pour le pilote :
*La puissance nécessaire pour voler en effet de sol est inférieure. Dans le cas imaginaire d'un aéronef disposant de trop peu de puissance, ce dernier pourrait décoller, mais ne jamais pouvoir voler sans l’effet de sol et donc ne jamais monter plus haut que quelques mètres (cas du [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright#Flyer|Flyer]] des [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright|frères Wright]])
*Lors de l’atterrissage (en vol plané ou en quasi-vol plané), l'aéronef va subitement mieux planer lorsqu'il entre en effet de sol à quelques mètres du sol. Le pilote doit avoir conscience du phénomène pour agir correctement et accompagner cette phase de l'atterrissage.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Positiver Bodeneffekt.png|thumb|Portance avec effet de sol (le sol se trouve en bas de l'image et la pression sous l'aile a augmenté). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
</ul></div>

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=== la couche limite ===
[[Fichier:Laminar boundary layer scheme.svg|vignette|Profil de vitesse au travers d’une couche limite au-dessus d’une plaque.]]
La [[wikipedia:Couche_limite|couche limite]] est la mince couche d'un écoulement au voisinage immédiat d'un objet, dans laquelle se manifestent les phénomènes de frottement et de viscosité. Plus vulgairement, la vitesse du flux d'air diminue au fur et à mesure que l'on s'approche de l'objet car il "frotte" du plus en plus sur cet objet.

La couche limite doit normalement exister tout autour du profil d'aile. Mais dans des conditions spécifiques, elle peut se "décoller" et l'écoulement ne suit plus le profil de l'aile. Un décollement important occasionne le [[wikipédia:Décrochage_(aérodynamique)|décrochage]]. Un décollement moindre peut occasionner la perte de contrôle sur les gouvernes si ces dernières ne sont correctement alimentés en air.
Des dispositifs spécifiques permettent de redonner de l'énergie à la couche limite pour éviter son décollement, au prix d'une trainée supérieure. Turbulateur, soufflage de la couche limite, aspiration au bord de fuite....
Lorqu'un indiqué par le constructeur, ces éléments doivent absolument être présent pour garantir la sécurité et la performance du vol.

Cette couche limite peut être de type laminaire ou turbulente, mais cette connaissance n'est pas demandée au pilote de planeur.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca laminar fluegel(cropped).jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à incidence adaptée (pas de décollement de couche limite).]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca abger fluegel.jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à forte incidence (couche limite décollée à l'extrados - décrochage).]] </li>
</ul></div>

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=== Circonstances spéciales ===
'''Contaminations courantes des profils en planeur'''
;pluie : les gouttes d'eau recouvrent l'aéronef. Les plus petites restent immobiles et collées à la surface (dans la couche limite où le flux d'air est plus faible). Les plus grosses peuvent parcourir l'aéronef de l'avant vers l'arrière. Le profil est déformé et cela peut occasionner une baisse jusqu’à 50% des performances ainsi qu'une augmentation de la vitesse de décrochage. Certains modèles de planeur ne peuvent tout simplement pas décoller avec les ailes chargées de gouttelettes.
;poussière : Les poussières accumulées lorsqu'un planeur est dans le hangar peuvent conduire à une baisse des performances. Dû au principe de couche limite, la poussière ne sera pas soufflée et restera présente durant tout le vol.
[[File:Ventus 2cxM D-KCXM 05.jpg|vignette|système de démoustication des bords d'attaques sur un planeur performant]]
;contamination du bord d’attaque : Des objets peuvent venir s'accumuler autour du point d'arrêt (bord d'attaque), notamment les insectes. Sur un planeur performant, la somme des cadavres de moustique peut représenter une baisse notable des performances. Des systèmes "démoustiqueurs en vol" peuvent exister en très haute performance.

'''Le givrage sur la cellule'''
[[Fichier:Icing_on_a_rotor.jpg|vignette|Cristaux de glace se formant en "double cornes" sur le [[wikipedia:bord d'attaque|bord d'attaque]] d'un profil, dans un tunnel de givrage expérimental de la [[NASA]].]]
Le [[wikipedia:Givrage_(aéronautique)|givrage]] est l'apparition de glace à certains endroits de l'aéronef. Contrairement à l'aviation professionnelle, les planeurs ne sont pas équipés de systèmes de [[wikipedia:Dégivrage_(aéronautique)|dégivrages]].
;glace sur la surface : l'aéronef peut se recouvrir de neige/givre sur toute la surface (au sol notamment), ce qui dégrade l'état de surface. Le profil d'aile est déformé ce qui occasionne une baisse des performances et une augmentation de la vitesse de décrochage. Le dégivrage avant le décollage est indispensable.
;glace au point d’arrêt les profils : En vol, l'aéronef peut accumuler un bourrelet de givre/neige sur le bord d'attaque des profils, ou pire de l'eau surfondue impacte le point d'arrêt et givre un peu loin (givrage double cornes). En condition de givrage sévère, le profil d'aile est fortement modifié en quelques minutes, l'aile perd sa capacité portante et l'aéronef ne peut plus maintenir son vol.
;effets du givre sur le contrôle : Le givrage sur les gouvernes peut fortement modifier l'équilibrage des gouvernes et peuvent devenir instables puis vibrer. Le givrage entre les gouvernes et les parties fixes peut bloquer les gouvernes entrainant l'impossibilité de contrôler l'attitude de l'aéronef.

5-1 Bases aérodynamique (motoplaneurs)

2026-09-21T08:27:10Z

Florentc59 : /* Les composantes de la trainée */

{{:5-_Principe_de_vol_(motoplaneurs)}}
== Aérodynamique, Concepts de base, lois et définitions ==
''© Copyright [[wikipedia:Aérodynamique|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

L''''aérodynamique''' est une branche de la [[wikipedia:dynamique des fluides|dynamique des fluides]] qui étudie les écoulements d'air, et leurs effets sur des éléments solides. En aéronautique, l'aérodynamique s'applique aux déplacements des [[wikipedia:aérodyne|aérodynes]], principalement sur leur [[wikipedia:Aile_(aéronautique)|aile]] et leur système de propulsion ([[wikipedia:Hélice (aéronautique)|hélices]], rotors, turbines, [[wikipedia:turboréacteur|turboréacteur]]s).

=== Unités, lois et définitions ===
''' Unités utilisées '''
*[[wikipedia:Force_(physique)|Forces]] en Newton (N) (ou kg par approximation, mais pas officiel. 1kg = env. 10N)
*[[wikipedia:Surface,_aire_et_superficie|Surface]] en mètre carré (m²)
*[[wikipedia:Pression|Pression]] en Pascal (Pa)
*[[wikipedia:Vitesse|Vitesse]] en mètre par seconde (m/s)

''' Autres définitions utiles '''
*La [[wikipedia:Densité|Densité]] (sans unité) : en aéronautique, le gaz pris comme référence (densité = 1) est l'air au niveau du sol en conditions standards.
*Les pressions :
**La [[wikipedia:Pression_statique|pression statique]] : C'est la pression de l'air mesurée lorsqu'il n'y a aucun mouvement, notée <math>P_{s}</math>
**La [[wikipedia:Pression_dynamique|pression dynamique]] : C'est l'augmentation de pression de l'air générée lorsqu'il se déplace (l'air frappe l'obstacle, la pression augmente), notée <math>P_{d}=\frac12 \, \rho V^2</math>
**La [[wikipedia:Pression_totale|pression totale]] : En aéronautique, on simplifie à la somme <math>Pression~totale=Pression~statique + Pression~dynamique ; P_{t}= P_{s}+P_{d}</math>

''' Lois de Newton '''
*la [[wikipedia:inertie|première loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une '''trajectoire rectiligne et à vitesse constante''', alors la '''somme des force qu'il subit est nulle'''.
**Réciproque : Si la somme des efforts qu'un aéronef subit est nulle, alors il évolue sur une trajectoire rectiligne et à vitesse constante.
*la [[wikipedia:Principe_fondamental_de_la_dynamique|seconde loi de Newton]] simplifiée au cas des aéronefs :
**Si un aéronef évolue sur une trajectoire courbe ou si sa vitesse n'est pas constante, alors la somme des éfforts qu'il subit n'est pas nulle.
**Réciproque : Si la '''somme des efforts qu'un aéronef subit n'est pas nulle''', alors il évolue sur une ''trajectoire courbe ou sa vitesse n'est pas constante'''.

''' Le théorème de Bernoulli et ses développements '''

''© Copyright [[wikipedia:Th%C3%A9or%C3%A8me_de_Bernoulli|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

Le [[wikipedia:Théorème_de_Bernoulli|théorème de Bernoulli]] est la formulation mathématique du ''principe de Bernoulli'' qui énonce que dans le flux d'un fluide incompressible [...], le long d'une même [[wikipedia:Ligne de courant|ligne du courant]], la quantité de Bernoulli se conserve, soit :

: <math>\tfrac12 \rho v^2 + \rho g z + p = \mathrm{constante}</math>

où :
:<math>p</math> est la pression en un point (en Pa ou N/m²) ;
:<math>\rho</math> est la masse volumique en un point (en kg/m³) ;
:<math>v</math> est la vitesse du fluide en un point (en m/s) ;
:<math>g</math> est l'accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²) ;
:<math>z</math> est l'altitude du point considéré (en m).
La constante dépend de la ligne de courant considérée.

Ce théorème manipulé de différentes manières permet de prédire les paramètres physiques dans un flux. Il est notamment utilisé pour prédire le fonctionnement d'un [[wikipedia:Tube_de_Pitot|tube de Pitot]] afin de déterminer la vitesse de l'aéronef.

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=== Efforts aérodynamiques ===
[[Fichier:Flux_d'air_profil_1.png|vignette]]
L'écoulement de l'air autour d'un profil créer des variations de pressions. La pression qui s'exercent sur les surfaces va alors créer des efforts que l'on peut simplifier à:
; une force de [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]] : ''F''<sub>z</sub>, perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement, dans le plan vertical.
; une force de [[wikipedia:traînée|traînée]] : ''F''<sub>x</sub>, parallèle à la direction de l'écoulement ;
; la somme des deux : ''R''<sub>a</sub>, la résultante aérodynamique.

Des essais en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]] ont permis de découvrir que les forces aérodynamiques générées par une aile dépendent de certains paramètres. Les résultats de ces essais ont permis de modéliser l’influence de chacun d'eux dans une formule. Les paramètres sont détaillés ci-dessous :

<math>Force~de~Trainee=F_{x}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{x}</math>

<math>Force~de~Portance=F_{z}=\frac12 \, \rho \, S \, V^2 \, C_{z}</math>

''' La masse volumique de l'air '''

<math>\rho</math> - Il s'agit de la '''masse de l'air par unité de volume'''. Par commodité, elle est souvent présentée en kg/m3. Toutes autres choses égales par ailleurs, lorsque la masse volumique diminue, les forces aérodynamiques diminuent (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Sa valeur standard est de 1.225kg/m3 ;
*Si l'altitude augmente, la masse volumique diminue. Si la température augmente, la masse volumique diminue ;
*ce paramètre est subit par le pilote.

''' Surface de référence '''

[[Fichier:Surface alaire 1.png|thumb|Surface Alaire]]
<math>S</math> - En aéronautique, la surface de référence d'une aile est appelée '''Surface Alaire''' et est la surface projetée sur le plan horizontal, incluant l'espace de fuselage entre les deux demie-ailes. Elle est exprimée en mètres carré (m²). Dans le cas spécifique des [[wikipedia:empennage|empennages]] verticaux ([[wikipedia:Dérive (empennage)|dérive]]), c'est la projection vertical qui est prise en compte.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus la surface alaire est importante, plus les forces aérodynamiques seront fortes (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*La surface alaire est définie par le constructeur de l'aéronef, et le pilote ne peut pas la changer.
*sauf dans le cas où le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif hypersustentateur]])

''' Vitesse de l'écoulement '''

<math>V</math> - En aéronautique, il s'agit de la vitesse de l'aéronef par rapport à l'air. Pour les calculs aérodynamique, elle est exprimé en m/s (bien que les instruments des pilotes fonctionnent en km/h ou en [[wikipedia:Nœud_(unité)|kt]]).
Toutes autres choses égales par ailleurs, Les forces aérodynamiques varient au carré de vitesse. Si la vitesse est multipliée par 3, les forces aérodynamiques seront multipliées par 9 (vérifiable grâce à la formule).

Concrètement pour le pilote planeur :
*Généralement, la vitesse d'un planeur varie de 70 à 250km/h (de 20 à 70m/s)
*C'est le pilote qui choisi sa vitesse en vol (sauf rafale de vent transitoire)

''' Coefficients '''

[[Image:Angle of attack.svg|thumb||Les lignes noires représentent le flux d'air, l'aile étant présentée en coupe, l'angle α est l'angle d'incidence.]]
<math>C{x,z}</math> - Les '''coefficients aérodynamiques''' sont des coefficients sans dimensions permettant de prendre en compte l’influence du profil sur les forces, pour une position donnée :

* ''C''<sub>x</sub> : le [[wikipedia:coefficient de traînée|coefficient de traînée]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la trainée ;
* ''C''<sub>z</sub> : le [[wikipedia:coefficient de portance|coefficient de portance]], permet d'évaluer l'influence du profil sur la portance.

Il faut noter que les coefficients changent à chaque fois que le profil est placé différemment dans l'écoulement : les coefficients dépendent fortement de [[wikipedia:Incidence_(aérodynamique)|l'angle d'incidence]] du profil.
Toutes autres choses égales par ailleurs, plus l'incidence est grande, plus les coefficients sont grands et donc plus les forces aérodynamiques seront fortes. Cependant, l'augmentation n'est pas possible à l'infinie. Au delà d'un angle d'incidence de 15 à 20° suivant le type d'aile, le flux d'air devient brusquement très mauvais et le Cz diminue brusquement. On dit que l'aile '''[[wikipedia:Décrochage_(aérodynamique)|décroche]]'''.

Concrètement pour le pilote planeur :
*Le pilote ne peut pas changer la forme du profil, sauf si le constructeur prévoit des éléments mobiles permettant de changer la surface ou la courbure de l'aile (exemple : [[wikipedia:Dispositif_hypersustentateur|Dispositif_hypersustentateur]])
*Mais grâce a ses commande, le pilote peut orienter le profil de l'aile différemment dans l'écoulement, faire varier l'incidence et donc agir sur le Cz (et le Cx mais c'est la variation de Cz que recherche le pilote !).

Pour aller plus loin : Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient <math>C_{x}</math> est désigné par <math>C_{drag}</math> et <math>C_{z}</math> est désigné par <math>C_{lift}</math>. Aussi, les coefficients ne peuvent être mesurés mais seulement déterminés par calcul en posant <math>C_{x,z} = \frac{F_{x,z}} {\frac{1}{2} \, \rho \, V^2 \, S} </math> (les forces étant mesurées expérimentalement (en [[wikipedia:soufflerie|soufflerie]]).

''' Rapport Portance / Traînée = la finesse !'''

Le rapport portance/traînée d'une [[wikipedia:Aile (aéronautique)|aile]] est nommé [[wikipedia:finesse (aérodynamique)|finesse aérodynamique]]. Elle représente le rendement de l'aile.

En effet, dans le cas d'une aile d'aéronef, il faut chercher à avoir le plus fort ''C''<sub>z</sub> avec le plus faible ''C''<sub>x</sub> possible. Autrement dit, il faut que le rapport <math>\frac{C_{z}}{C_{x}}</math> soit le plus grand possible. Ce rapport est l'expression de la [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] de l'aile d'un point de vu des aérodynamiciens, elle est strictement identique à la notion de [[wikipedia:Finesse_(aérodynamique)|finesse]] classique connue des pilotes :

<math>\frac{C_{z}}{C_{x}} = \frac{Distance~horizontale~parcoure}{hauteur~perdue} = \frac{Vitesse~horizontale(V_{x})}{Vitesse~verticale(V_{z})} = Finesse</math>

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=== Forme d’un profil aérodynamique ===
[[Fichier:Wing profile nomenclature (fr).svg|thumb|400px|Vocabulaire sur un profil d'aile]]
[[Fichier:Angles_profil_1.png|thumb|400px|Définition des angles important sur un aéronef]]
; Extrados : dessus du profil ou de l'aile.
; Intrados : dessous du profil ou de l'aile.
; Bord d’attaque : partie avant du profil. Il est généralement de forme arrondie.
; Bord de fuite : partie arrière et amincie du profil.

; corde : Segment de droite entre le bord d'attaque et le bord de fuite
; épaisseur relative : <math>\frac{Epaisseur~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; ligne de cambrure : ligne courbe qui se situe exactement entre l'intrados et l'extrados. Sur un profil parfaitement symétrique, la ligne de cambrure est confondue avec la corde.
; cambrure (relative) : <math>\frac{Cambrure~maximale(mm)}{Corde(mm)}</math>
; incidence : Angle d'incidence α entre la corde de profil et le vent relatif (vecteur noir).

;Angle de Calage : Angle entre la corde du profil et l'axe du fuselage (Cet angle est choisi par le concepteur pour des raisons de visibilité et d'incidence maximum au roulage).
;Angle d'incidence : Angle entre la corde du profil et le vente relatif (ou la trajectoire, le vent relatif étant directement la conséquence du déplacement de l'aéronef).
;Pente : Angle entre la trajectoire de l'aéronef et l'horizon. Une pente nulle équivaut à un vol en palier.

=== La forme de l’aile ===
[[Fichier:Forme_aile_1.png|thumb|400px|Vocabulaire sur une forme d'aile]]
; envergure : distance mesurée entre les deux extrémités de l'aile (entre les deux saumons d'aile).
; allongement (sans unité) : <math>Allongement=\frac{Envergure^2(m^2)}{Surface~alaire(m^2)} = \frac{Envergure(m)}{Corde~moyenne(m)} </math> Un grand allongement améliore la finesse.
; emplanture : Il s'agit de la jonction de l’élément, l'endroit où il est attachée (emplanture de l'aile, du plan fixe de profondeur...)
; corde à l’emplanture : corde mesuré au niveau de emplanture
; corde à l’extrémité : corde mesurée au niveau du saumon d'aile
; forme en plan de l’aile : forme géométrique de l'aile (aile rectangulaire, aile trapézoïdale, aile elliptique...)

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_rectangle_1.png|thumb|200px|forme en plan RECTANGULAIRE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_ellipse_1.png|thumb|200px|forme en plan ELLIPTIQUE]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Forme_en_plan_trapeze%26flecheinverse_1.png|thumb|200px|forme en plan TRAPEZOIDALE avec flèche inverse]] </li>
</ul></div>

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=== Écoulement en 2D ===
[[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']]
Pour devenir pilote, la pleine compréhension de ce paragraphe n'est pas requise. Il faudra appréhender les grands principes.
;Modèles mathématiques:
L'aérodynamique est une science qui fait partie de la mécanique des fluides, appliquée au cas particulier de l'air. À ce titre, les modèles mathématiques qui s'appliquent sont :
* les [[wikipedia:équations de Navier-Stokes|équations de Navier-Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] ne sont pas négligeables. Le paramètre principal quantifiant ces effets est le [[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] ;
* les [[wikipedia:équations d'Euler|équations d'Euler]] ou de fluide parfait, lorsque les effets visqueux sont négligeables ;
*[[wikipedia:écoulement de Stokes|l'équation de Stokes]] lorsque les [[wikipedia:viscosité|effets visqueux]] sont prépondérants et les effets inertiels du fluide négligeables ([[wikipedia:nombre de Reynolds|nombre de Reynolds]] proche de zéro ;
* l'équation d'état du gaz (modèle du [[wikipedia:gaz parfait|gaz parfait]] pour l'air).

; Le point d’arrêt: Au [[wikipedia:Point_d'arrêt_(mécanique_des_fluides)|point d'arrêt]], la vitesse du fluide est nulle et toute l'énergie cinétique de ce fluide est transformée en énergie de pression. Sur un profil, le point d'arrêt est localisé approximativement au bord d'attaque, mais dépend de l'angle d'incidence du moment.

;Distribution de pression: L'écoulement autour d'un profil créer des variations de vitesse dans l’écoulement, occasionnant des variations de pression. Pour avoir une force de portance vers le haut, il faut créer une dépression au dessus de l'aile, et une surpression en dessous. La forme du profil est alors construite en conséquence.

;Centre de pression: C'est le point où s'appliquerait la somme de toute les pressions à l'intrados, et à l'extrados.

;Influence de l’incidence: Comme vu plus haut, lorsque l'incidence augmente, les coefficients aérodynamiques augmentent

; Séparation de l’écoulement aux fortes incidences : Lorsque l'incidence du profil est trop importante (entre 15 et 20°), un décollement de couche limite se produit, le flux ne s'écoule plus le long du profil. Le profil ne génère plus de portance.

<div><ul>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Lift_curve_fr.svg|thumb|x300px|graphique donnant l'évolution du coefficient de portance en fonction de l'angle d'incidence. Le décrochage survient dans ce cas pour un angle d'incidence supérieur à 15°.]] </li>
<li style="display: inline-block; vertical-align: top;"> [[Fichier:Angles_de_portance_et_de_décrochage.svg|thumb|x300px|influence de l’angle d'incidence sur la portance]] </li>
</ul></div>

=== Écoulement en 3D ===
L'étude de l'écoulement sur aile complète, en 3D, permet d’appréhender d'autres phénomènes.
[[Fichier:Tourbillons marginaux 1.png|thumb|Tourbillon marginaux sur une aile]]
[[Fichier:Airplane_vortex_edit.jpg|thumb|Étude de la NASA sur les turbulences de sillage. Un tourbillon est créé par le passage d'une aile d'avion, révélé par la fumée.]]
''' Les tourbillons marginaux '''

Les tourbillons marginaux naissent de la différence de pression entre l'[[wikipedia:Intrados_(aéronautique)|intrados]] et l'[[wikipedia:Extrados_(aéronautique)|extrados]] au niveau du [[wikipedia:Saumon_(aéronautique)|saumon]] de l'aile. Un mouvement spontané de l'air créer cette forme circulaire, qui se transforme en tourbillon avec l'avancement de l'aéronef. Ils sont des éléments important de ce que l'on nomme la [[wikipedia:turbulence de sillage|turbulence de sillage]].

Pour les planeurs, c'est un phénomène néfaste à la performance mais relativement faible compte tenu du grand [[wikipedia:Allongement_(aéronautique)|allongement]] de l'aile.

Pour les aéronefs lourd, c'est un phénomène important qui peut devenir dangereux pour les aéronefs léger. Cela a conduit les autorités aéronautiques à définir des distances minimales entre avions en fonction de leurs poids respectifs au décollage, à l'atterrissage et en vol.

Un tourbillon peut également apparaitre sur des parties formant des angles avec le plan des ailes, telles que par exemple les [[wikipedia:Dispositif hypersustentateur|volets]] quand ils sont abaissés. Une image du tourbillon marginal est parfois visible avec de la condensation de vapeur d'eau qui se forme dans des conditions de basse pression. C'est surtout le cas des avions de chasse en forte accélération ou avec un angle d'incidence élevé. Ou encore des avions de ligne au décollage ou à l'atterrissage dans un air humide. Il ne faut pas confondre cette condensation avec les [[wikipedia:trainées_de_condensation|trainées de condensation]] qui sont provoquées par la vapeur d'eau échappée des moteurs.

Les ''[[wikipedia:winglet|winglet]]s'' (ailettes de bout d'aile) tendent à diminuer l'importance du tourbillon marginal en transformant une partie de son énergie pour réduire la [[wikipedia:traînée|traînée]]. On dit qu'elles augmentent l'allongement aérodynamique.

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=== Les composantes de la trainée ===
La trainée totale peut se décomposer en 3 parties. La connaissance des différents sources de trainée permet au pilote d'agir spécifiquement pour leur contrôle et leur diminution.

''' Traînée de frottement '''

Dans l’écoulement d’un [[wikipedia:Fluide (matière)|fluide]] sur une surface on constate au voisinage immédiat de la surface un ralentissement du fluide. L’épaisseur où le fluide est ralenti s’appelle la [[wikipedia:couche limite|couche limite]]. Dans la couche limite les [[wikipedia:molécule|molécule]]s d'air sont ralenties, ce qui se traduit par une perte d'[[wikipedia:énergie|énergie]]. Ce phénomène est d'autant plus grand que la surface en contact avec l'écoulement est importante. On parle également de [[wikipedia:Surface_mouillée|surface mouillée]] pour évoquer cette composante de la trainée.

''' Traînée de forme '''

La résistance aérodynamique d’un objet dépend de sa forme. Si l’on compare les traînées d'un disque perpendiculaire à l'écoulement, d'une [[wikipedia:sphère|sphère]] de même diamètre et d'une forme profilée également de même diamètre (présentant la forme dite de façon abusive "en goutte d’eau"), on constate que la sphère suscite 50 % de la résistance du disque, et la "goutte d’eau" à peine 5 % de la résistance de ce même disque. La traînée de forme est minimale quand l'écoulement n'est pas décollé. Les variations de section brutales du corps amènent des décollements, de la turbulence et donc de la traînée. Afin de réduire les décollements et la [[wikipedia:turbulence|turbulence]], il faut "profiler" le corps. Les avions les mieux profilés (les planeurs) ont un coefficient de forme très faible.

''' [[wikipedia:traînée induite|Traînée induite]] '''

L'expression complète qui devrait être utilisée est ''[[wikipedia:traînée induite|traînée induite]] par la [[wikipedia:Portance (mécanique des fluides)|portance]]''. Elle est causée par tout ce qui crée de la portance, proportionnelle au carré du coefficient de portance (''C''<sub>z</sub>), et inversement proportionnelle à l'allongement effectif. Elle est réduite par la présence de [[wikipedia:Winglet|winglet]]. La traînée induite est une composante importante de la traînée totale, notamment aux basses vitesses (forts coefficients de portance).

Pour aller plus loin : Le mécanisme de la traînée induite a été théorisé par Ludwig Prandtl (1918) de la manière suivante : Pour avoir une portance, il faut une surpression relative à ''l’intrados'' de l’aile et/ou une dépression relative à ''l’extrados'' de l’aile. Sous l'effet de cette différence de pression, l’air passe directement de l’intrados à l’extrados en contournant l'extrémité de l'aile. Il en résulte que, sous l’intrados, le flux d’air général se trouve dévié latéralement vers l’extrémité de l’aile, et que sur l’extrados le flux d’air se trouve dévié vers le centre de l’aile. Lorsque les flux respectifs de l’intrados et de l’extrados finissent par se rejoindre au bord de fuite de l’aile, leurs directions divergent, ce qui cause à la fois la traînée induite et des tourbillons en arrière du bord de fuite.

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=== Effet de sol ===
''© Copyright [[wikipedia:Effet_de_sol|article original par les auteur(s) de Wikipédia]], adapté ici pour le vol en planeur - Cet article est sous [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.fr CC BY-SA 3.0]''

En aéronautique, dans le cas d'un [[wikipedia:aéronef à effet de sol|aérodyne à effet de sol]], le vol à proximité du sol augmente légèrement la portance (la portance est plus grande à incidence identique), ce qui permet, à portance égale, de réduire l'angle d'incidence et la déflexion et donc la [[#Les composantes de la trainée|Traînée induite]] par la portance. Cela améliore la finesse (le Rapport Portance / Traînée) de l'engin.

Concrètement pour le pilote :
*La puissance nécessaire pour voler en effet de sol est inférieure. Dans le cas imaginaire d'un aéronef disposant de trop peu de puissance, ce dernier pourrait décoller, mais ne jamais pouvoir voler sans l’effet de sol et donc ne jamais monter plus haut que quelques mètres (cas du [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright#Flyer|Flyer]] des [[wikipedia:Orville_et_Wilbur_Wright|frères Wright]])
*Lors de l’atterrissage (en vol plané ou en quasi-vol plané), l'aéronef va subitement mieux planer lorsqu'il entre en effet de sol à quelques mètres du sol. Le pilote doit avoir conscience du phénomène pour agir correctement et accompagner cette phase de l'atterrissage.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Flügel ohne Bodeneffekt.png|thumb|Portance sans effet de sol (l'aile est dans un espace sans limite). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:Positiver Bodeneffekt.png|thumb|Portance avec effet de sol (le sol se trouve en bas de l'image et la pression sous l'aile a augmenté). '''Orange = haute pression / Bleu = basse pression''']] </li>
</ul></div>

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=== la couche limite ===
[[Fichier:Laminar boundary layer scheme.svg|vignette|Profil de vitesse au travers d’une couche limite au-dessus d’une plaque.]]
La [[wikipedia:Couche_limite|couche limite]] est la mince couche d'un écoulement au voisinage immédiat d'un objet, dans laquelle se manifestent les phénomènes de frottement et de viscosité. Plus vulgairement, la vitesse du flux d'air diminue au fur et à mesure que l'on s'approche de l'objet car il "frotte" du plus en plus sur cet objet.

La couche limite doit normalement exister tout autour du profil d'aile. Mais dans des conditions spécifiques, elle peut se "décoller" et l'écoulement ne suit plus le profil de l'aile. Un décollement important occasionne le [[wikipédia:Décrochage_(aérodynamique)|décrochage]]. Un décollement moindre peut occasionner la perte de contrôle sur les gouvernes si ces dernières ne sont correctement alimentés en air.
Des dispositifs spécifiques permettent de redonner de l'énergie à la couche limite pour éviter son décollement, au prix d'une trainée supérieure. Turbulateur, soufflage de la couche limite, aspiration au bord de fuite....
Lorqu'un indiqué par le constructeur, ces éléments doivent absolument être présent pour garantir la sécurité et la performance du vol.

Cette couche limite peut être de type laminaire ou turbulente, mais cette connaissance n'est pas demandée au pilote de planeur.

<div><ul>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca laminar fluegel(cropped).jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à incidence adaptée (pas de décollement de couche limite).]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[Fichier:1915ca abger fluegel.jpg|vignette|alt="Décrochage"|Écoulement sur un profil à forte incidence (couche limite décollée à l'extrados - décrochage).]] </li>
</ul></div>

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=== Circonstances spéciales ===
'''Contaminations courantes des profils en planeur'''
;pluie : les gouttes d'eau recouvrent l'aéronef. Les plus petites restent immobiles et collées à la surface (dans la couche limite où le flux d'air est plus faible). Les plus grosses peuvent parcourir l'aéronef de l'avant vers l'arrière. Le profil est déformé et cela peut occasionner une baisse jusqu’à 50% des performances ainsi qu'une augmentation de la vitesse de décrochage. Certains modèles de planeur ne peuvent tout simplement pas décoller avec les ailes chargées de gouttelettes.
;poussière : Les poussières accumulées lorsqu'un planeur est dans le hangar peuvent conduire à une baisse des performances. Dû au principe de couche limite, la poussière ne sera pas soufflée et restera présente durant tout le vol.
[[File:Ventus 2cxM D-KCXM 05.jpg|vignette|système de démoustication des bords d'attaques sur un planeur performant]]
;contamination du bord d’attaque : Des objets peuvent venir s'accumuler autour du point d'arrêt (bord d'attaque), notamment les insectes. Sur un planeur performant, la somme des cadavres de moustique peut représenter une baisse notable des performances. Des systèmes "démoustiqueurs en vol" peuvent exister en très haute performance.

'''Le givrage sur la cellule'''
[[Fichier:Icing_on_a_rotor.jpg|vignette|Cristaux de glace se formant en "double cornes" sur le [[wikipedia:bord d'attaque|bord d'attaque]] d'un profil, dans un tunnel de givrage expérimental de la [[NASA]].]]
Le [[wikipedia:Givrage_(aéronautique)|givrage]] est l'apparition de glace à certains endroits de l'aéronef. Contrairement à l'aviation professionnelle, les planeurs ne sont pas équipés de systèmes de [[wikipedia:Dégivrage_(aéronautique)|dégivrages]].
;glace sur la surface : l'aéronef peut se recouvrir de neige/givre sur toute la surface (au sol notamment), ce qui dégrade l'état de surface. Le profil d'aile est déformé ce qui occasionne une baisse des performances et une augmentation de la vitesse de décrochage. Le dégivrage avant le décollage est indispensable.
;glace au point d’arrêt les profils : En vol, l'aéronef peut accumuler un bourrelet de givre/neige sur le bord d'attaque des profils, ou pire de l'eau surfondue impacte le point d'arrêt et givre un peu loin (givrage double cornes). En condition de givrage sévère, le profil d'aile est fortement modifié en quelques minutes, l'aile perd sa capacité portante et l'aéronef ne peut plus maintenir son vol.
;effets du givre sur le contrôle : Le givrage sur les gouvernes peut fortement modifier l'équilibrage des gouvernes et peuvent devenir instables puis vibrer. Le givrage entre les gouvernes et les parties fixes peut bloquer les gouvernes entrainant l'impossibilité de contrôler l'attitude de l'aéronef.

8-3 Train atterrissage roues pneus freins (motoplaneurs)

2026-09-21T08:17:27Z

Florentc59 : /* Train d'atterrissage, roues, pneus et freins */

{{:8-_Aéronefs_(motoplaneurs)}}
== Train d'atterrissage, roues, pneus et freins ==
'''Train d'atterrissage'''

Les fonctions principales d'un [[wikipedia:Train_d'atterrissage|'''train d'atterrissage''']] consistent à permettre les évolutions au sol d'un aéronef. Ces évolutions comprennent les manœuvres de roulage entre les différents emplacements d'un aérodrome (parking, piste...), la course de décollage, l'amortissement de l'atterrissage, et, grâce à un système de freinage associé, l'arrêt de l'aéronef sur une distance acceptable.

Le train d'atterrissage peut être de type fixe ou rétractable. S'il est rétractable, il est rentré à l'intérieur de l'aéronef pendant le vol pour diminuer la résistance aérodynamique et ainsi diminuer la traînée qui affecte le planeur. La commande de manœuvre du train d'atterrissage est '''noire'''. Pour certains aéronefs, la vitesse maximum "train sorti", ou la vitesse maximum pour "manœuvrer le train" est limitée (dans la plupart des cas pour éviter d’endommager les trappes de train).

Le train d’atterrissage existe en différentes configurations : [[wikipedia:Avion_à_train_classique|'''train classique''']], [[wikipedia:Avion_à_train_tricycle|'''train tricycle''']], ou '''train monotrace'''. Cette dernière configuration est souvent choisie pour les planeurs pour sa simplicité de conception, sa robustesse, et le peu de trainé qu'elle génère. Elle a par contre l'inconvénient de pas pouvoir maintenir le planeur horizontal lorsqu'il est au sol et une aile touche le sol. Ce point peut être corrigé sur les motoplaneurs par l'ajout de '''balancines''' sous les ailes qui lui permettent de se déplacer et décoller de manière autonome et sûre, sans créer une forte trainé en vol.

<gallery mode="packed" heights=200px>
File:Planeur PEGASE 90 101-A à Beynes.jpg|Planeur pur à configuration train monotrace.
File:Scheibe SF-25E Falke G-BEGG (6972183000).jpg|Motoplaneur à configuration monotrace + balancines.
File:Scheibe SF 25 (D-KBUO) 03.jpg|Motoplaneur à configuration train classique.
File:Scheibe SF 25C D-KBUE (40586683425).jpg|Motoplaneur à configuration train tricycle.
</gallery>

'''Le contact avec le sol'''
[[File:Touring Motor Glider Main Wheel SF28a.jpg|thumb|Roue principale d'un motoplaneur SF28a]]
Le contact avec le sol peut être assuré soit par '''un patin''', soit par '''une roue'''. Un patin est un éléments prévu pour frotter sur le sol, il est simple à construire mais génère une résistance importante si la vitesse est élevée ou si le poids est important. Une roue (composé d'une [[wikipedia:Jante_(automobile)|jante]], parfois d'une [[wikipedia:Chambre_à_air|chambre à air]], d'un [[wikipedia:Pneumatique_(véhicule)|pneu]], et parfois abrite un système de freinage) est plus couteuse et plus complexe mais capable de supporter des charges plus importantes et tout en ayant une faible résistance au roulement. Les trains d’atterrissages des planeurs modernes sont généralement composé d'une ou plusieurs roue pour le train principal, et d'un patin ou d'une roulette pour la queue.

Lors de la visite prévol, le pilote inspecte ces points de contacts avec le sol pour détecter d'éventuelles anomalies (patin abimé, roue dégonflée, pneu usé ou entaillé...)
<gallery mode="packed">
File:Classic Slingsby gliders – Old Warden, 02-10-2016 (29468981163).jpg|Planeur ancien à configuration monotrace équipé d'un patin principal et d'un patin de queue.
File:Scheibe SF24 D Keba.JPG|Motoplaneur à configuration monotrace, équipé d'une roue principale et d'un patin de queue.
File:SegelfliegerGlider.jpg|SegelfliegerGlider|Planeur à configuration monotrace : Roue principale + roulette de nez + roulette de queue.
</gallery>

'''Contrôle de la direction'''

Afin de se diriger au sol, il existe plusieurs solutions mises en œuvres dans les planeurs :
*Direction par la '''force aérodynamique sur la dérive''' : C'est le principe utilisé par la majorité des planeurs purs, actionner la gouverne de direction avec un vent relatif pousse la queue de l'aéronef vers la droite ou la gauche, orientant ainsi le fuselage. La principale limitation de cette méthode est l'impossibilité de se diriger à vitesse faible car l'efficacité de la gouverne est faible si le vent relatif est faible. Dans le cas du planeur pur, les phases de roulage à faible vitesse sont transitoires et très courtes (quelques mètres à l'accélération au décollage, et juste avant l'arrêt lors de l’atterrissage). Cette limitation est donc peu contraignante pour les planeurs purs.
*Direction par '''roue orientable''' : La roulette de nez (train tricycle) ou la roulette de queue (train classique ou monotrace) est connectée aux palonniers. Elle peut être orientée précisément par le pilote quelque soit la vitesse. Ce principe est utilisé par les motoplaneurs et certains planeurs à dispositif d'envol incorporé.
*Direction par '''freinage différentiel''' : Lorsque la configuration du train d’atterrissage dispose de deux roues (train tricycle ou classique), les freins de chaque roue peuvent être actionnés individuellement. Ainsi, lorsque le pilote freine uniquement avec la roue droite, l'aéronef s'oriente vers la droite. Ce système est peu utilisé pour le vol en planeur mais peut être présent sur des avions légers utilisés en remorquage.

'''Les freins'''

Les freins permettent de ralentir ou immobiliser l'aéronef lorsqu'il est au sol. Il existe différents types de freins (comme le [[wikipedia:Frein#Frein_à_tambour|'''frein à tambour''']], le [[wikipedia:Frein#Frein_à_disque|'''frein à disque]], ou encore l'ancien [[wikipedia:Frein#Frein_à_sabot_ou_à_bloc|frein à sabot]] qui existe sur certains planeurs anciens) actionnés par un câble ou un circuit hydraulique. La commande de frein de roue peut être '''actionnée par la commande d'aérofrein (de couleur bleu) après que tous les aérofreins sont sortis''', par une manette type '''"frein de vélo" (de couleur noire) sur le manche''', ou encore par une '''action spécifique aux palonniers'''.

Les freins des planeurs sont de petites tailles mais leur échauffement peut être intense en cas de freinage fort ou d'anomalie (frein qui "bloque" et freine tout le temps). Les freins modernes sont fait de deux pièces métalliques qui frottent l'une sur l'autre. En cas de surchauffe, il est possible de reconnaitre une odeur de métal brulé, une fumerole ou un rougeoiement du disque. Une surchauffe importante peut mener à l'incendie particulièrement dans des conditions de sècheresse.

8-3 Train atterrissage roues pneus freins (motoplaneurs)

2026-09-21T08:15:31Z

Florentc59 : /* Train d'atterrissage, roues, pneus et freins */

{{:8-_Aéronefs_(motoplaneurs)}}
== Train d'atterrissage, roues, pneus et freins ==
'''Train d'atterrissage'''

Les fonctions principales d'un [[wikipedia:Train_d'atterrissage|'''train d'atterrissage''']] consistent à permettre les évolutions au sol d'un aéronef. Ces évolutions comprennent les manœuvres de roulage entre les différents emplacements d'un aérodrome (parking, piste...), la course de décollage, l'amortissement de l'atterrissage, et, grâce à un système de freinage associé, l'arrêt de l'aéronef sur une distance acceptable.

Le train d'atterrissage peut être de type fixe ou rétractable. S'il est rétractable, il est rentré à l'intérieur de l'aéronef pendant le vol pour diminuer la résistance aérodynamique et ainsi diminuer la traînée qui affecte le planeur. La commande de manœuvre du train d'atterrissage est '''noire'''. Pour certains aéronefs, la vitesse maximum "train sorti", ou la vitesse maximum pour "manœuvrer le train" est limitée (dans la plupart des cas pour éviter d’endommager les trappes de train).

Le train d’atterrissage existe en différentes configurations : [[wikipedia:Avion_à_train_classique|'''train classique''']], [[wikipedia:Avion_à_train_tricycle|'''train tricycle''']], ou '''train monotrace'''. Cette dernière configuration est souvent choisie pour les planeurs pour sa simplicité de conception, sa robustesse, et le peu de trainé qu'elle génère. Elle a par contre l'inconvénient de pas pouvoir maintenir le planeur horizontal lorsqu'il est au sol et une aile touche le sol. Ce point peut être corrigé sur les motoplaneurs par l'ajout de '''balancines''' sous les ailes qui lui permettent de se déplacer et décoller de manière autonome et sûre, sans créer une forte trainé en vol.

<gallery mode="packed" heights=200px>
File:Planeur PEGASE 90 101-A à Beynes.jpg|Planeur pur à configuration train monotrace.
File:Scheibe SF-25E Falke G-BEGG (6972183000).jpg|Motoplaneur à configuration monotrace + balancines.
File:Scheibe SF 25 (D-KBUO) 03.jpg|Motoplaneur à configuration train classique.
File:Scheibe SF 25C D-KBUE (40586683425).jpg|Motoplaneur à configuration train tricycle.
</gallery>

'''Le contact avec le sol'''
[[File:Touring Motor Glider Main Wheel SF28a.jpg|thumb|Roue principale d'un motoplaneur SF28a]]
Le contact avec le sol peut être assuré soit par '''un patin''', soit par '''une roue'''. Un patin est un éléments prévu pour frotter sur le sol, il est simple à construire mais génère une résistance importante si la vitesse est élevée ou si le poids est important. Une roue (composé d'une [[wikipedia:Jante_(automobile)|jante]], parfois d'une [[wikipedia:Chambre_à_air|chambre à air]], d'un [[wikipedia:Pneumatique_(véhicule)|pneu]], et parfois abrite un système de freinage) est plus couteuse et plus complexe mais capable de supporter des charges plus importantes et tout en ayant une faible résistance au roulement. Les trains d’atterrissages des planeurs modernes sont généralement composé d'une ou plusieurs roue pour le train principal, et d'un patin ou d'une roulette pour la queue.

Lors de la visite prévol, le pilote inspecte ces points de contacts avec le sol pour détecter d'éventuelles anomalies (patin abimé, roue dégonflée, pneu usé ou entaillé...)
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File:Classic Slingsby gliders – Old Warden, 02-10-2016 (29468981163).jpg|Planeur ancien à configuration monotrace équipé d'un patin principal et d'un patin de queue.
File:Scheibe SF24 D Keba.JPG|Motoplaneur à configuration monotrace, équipé d'une roue principale et d'un patin de queue.
File:SegelfliegerGlider.jpg|SegelfliegerGlider|Planeur à configuration monotrace : Roue principale + roulette de nez + roulette de queue.
</gallery>

'''Contrôle de la direction'''

Afin de se diriger au sol, il existe plusieurs solutions mises en œuvres dans les planeurs :
*Direction par la '''force aérodynamique sur la dérive''' : C'est le principe utilisé par la majorité des planeurs purs, actionner la gouverne de direction avec un vent relatif pousse la queue de l'aéronef vers la droite ou la gauche, orientant ainsi le fuselage. La principale limitation de cette méthode est l'impossibilité de se diriger à vitesse faible car l'efficacité de la gouverne est faible si le vent relatif est faible. Dans le cas du planeur pur, les phases de roulage à faible vitesse sont transitoires et très courtes (quelques mètres à l'accélération au décollage, et juste avant l'arrêt lors de l’atterrissage). Cette limitation est donc peu contraignante pour les planeurs purs.
*Direction par '''roue orientable''' : La roulette de nez (train tricycle) ou la roulette de queue (train classique ou monotrace) est connectée aux palonniers. Elle peut être orientée précisément par le pilote quelque soit la vitesse. Ce principe est utilisé par les motoplaneurs et certains planeurs à dispositif d'envol incorporé.
*Direction par '''freinage différentiel''' : Lorsque la configuration du train d’atterrissage dispose de deux roues (train tricycle ou classique), les freins de chaque roue peuvent être actionnés individuellement. Ainsi, lorsque le pilote freine uniquement avec la roue droite, l'aéronef s'oriente vers la droite. Ce système est peu utilisé pour le vol en planeur mais peut être présent sur des avions légers utilisés en remorquage.

'''Les freins'''

Les freins permettent de ralentir ou immobiliser l'aéronef lorsqu'il est au sol. Il existe différents types de freins (comme le [[wikipedia:Frein#Frein_à_tambour|'''frein à tambour''']], le [[wikipedia:Frein#Frein_à_disque|'''frein à disque]], ou encore l'ancien [[wikipedia:Frein#Frein_à_sabot_ou_à_bloc|frein à sabot]] qui existe sur certains planeurs anciens) actionnés par un câble ou un circuit hydraulique. La commande de frein de roue peut être actionnée par la commande d'aérofrein (de couleur bleu) après que tous les aérofreins sont sortis, par une manette type "frein de vélo" (de couleur noire) sur le manche, ou encore par une action spécifique aux palonniers.

Les freins des planeurs sont de petites tailles mais leur échauffement peut être intense en cas de freinage fort ou d'anomalie (frein qui "bloque" et freine tout le temps). Les freins modernes sont fait de deux pièces métalliques qui frottent l'une sur l'autre. En cas de surchauffe, il est possible de reconnaitre une odeur de métal brulé, une fumerole ou un rougeoiement du disque. Une surchauffe importante peut mener à l'incendie particulièrement dans des conditions de sècheresse.

6-1 Généralités (motoplaneurs)

2026-09-21T08:02:32Z

Florentc59 : /* Avitaillement d'un aéronef */

{{:6-_Procédures_opérationnelles_(motoplaneurs)}}
== Généralités ==
Ce chapitre détaille les règles opérationnelles le vol en planeur, catégorie '''motoplaneur''' (la catégorie '''planeur pur''' est disponible sur une autre page). Les procédures opérationnelles ont pour but de détailler la manière de pratiquer le vol en planeur, au sol et dans les airs. Le vol en toute sécurité n'est possible que si chacun connait et respecte ces procédures, durant toutes les phases de l'activité.

Les motoplaneurs sont majoritairement hébergé dans des '''hangars''', stationnent sur des '''parkings''', puis se déplacent par leurs propres moyens sur les '''aires d'envol''' via des '''taxiway'''. Noter que les motoplaneurs partagent souvent les cheminements au sol avec les planeurs purs déplacés avec des véhicules et des piétions. La mise en œuvre peut se décomposer en plusieurs étapes :

* '''Contrôle documentaire de l'aéronef :''' Le pilote consulte les documents de l'aéronef pour vérifier sa '''navigabilité administrative'''. Notamment le '''carnet de route''' de l'aéronef qui permet de passer des messages aux pilotes suivants de façon fiable.
* '''Préparation de l'aéronef :''' Le pilote retire les éventuelles housses de protection (note : des housses sombre ne doivent jamais être laissées sur un aéronef laissé au soleil), ajoute le matériel dont il aura besoin (casques, batterie, logger IGC...) et éventuellement réalise des opérations de nettoyage.
* '''Sortie du hangar :''' Le pilote, avec l'aide d'autres personne suivant le niveau de difficulté, sort son aéronef du hangar et le place au parking où il pourra démarrer le moteur. Les efforts de déplacement (pousser / tirer) et les actions de directions (tourner / diriger l'aéronef) sont exécutés avec soin pour ne pas endommager l'aéronef. Les zones où l'aéronef peut être manipuler sont précises.

* '''Avitaillement :''' La procédure d'avitaillement est réalisée sous la responsabilité du pilote.
* '''Visite prévol :''' Elle inclus la plupart du temps '''la purge du circuit carburant''', ainsi que la vérification du '''niveau d'huile moteur'''. D'autres paramètres peuvent être vérifier suivant le type de motorisation.

Ce paragraphe ne détaille pas la préparation du vol (masse et centrage, cartes, information aéronautiques...etc) > Voir chapitre XXX

Ce paragraphe ne détaille pas la mise en route et les procédures avant décollage > Voir chapitre XXX

=== Réaliser une check-list ===
L’exécution d’une checklist en planeur, qu'il s'agisse du CRIS (avant décollage), du TVBCR (avant atterrissage), ne doit jamais être une simple récitation mécanique. La théorie repose sur la distinction entre l'action et la vérification. On privilégie généralement la méthode « Faire puis Vérifier » (Do-Verify). le pilote réalise d'abord une suite d'actions logiques de mémoire, puis utilise la '''checklist papier ou mentale pour vérifier de façon absolue que rien n'a été omis.'''

Cette approche permet de rester "la tête haute", attentif à l'environnement extérieur, tout en s'assurant par la suite que chaque système critique est configuré. '''Chaque point d'une checklist doit être traité comme une vérification formelle : on énonce l'item, on regarde physiquement l'organe concerné (ou son indicateur), on touche/agit si nécessaire, et on confirme l'état. Les checklists sont faites à voix haute.''' Si vous êtes interrompu pendant ce processus, une règle est de reprendre la checklist depuis le début pour éliminer tout risque d'oubli lié à la distraction.

Le danger de la routine : '''un humain a tendance à "voir" ce qu'il s'attend à voir (biais de confirmation).''' L'objectif n'est pas de réciter la checklist pour "faire bien", mais de vérifier exhaustivement que tout est OK. Il faut changer de personnalité, '''changer de mode : passant du pilote planeur de loisir au contrôleur de sécurité rigoureux et absolue'''. Les checklists comportent les items critiques, les items importants mais non critiques étant écartés pour limiter la longueur de la checklist et ainsi permettre une rigueur maximale sur les items critiques.

=== La visite journalière - Visite pré-vol ===
Elle est règlementairement obligatoire. Le pilote inspecte tous les composants de l'aéronef selon une liste détaillée dans le manuel de vol. L'inspection concerne l'intérieur de la cabine puis l'extérieur en réalisant un tour autour de l'aéronef. L'objectif est de s'assurer du bon état technique par une visite rapide mais exhaustive. Elle dure 5 à 10 min, '''elle est réalisée sous la responsabilité du premier commandant de bord de la journée de vol, et à chaque fois que l'aéronef est laissé sans surveillance'''

=== La procédure "Voir et être vu" ===

Contrairement à ce qui peut exister dans l'imaginaire collectif, c'est la vue du sol, du ciel et de l'horizon qui permet de piloter un aéronef. Aucun instrument n'est absolument indispensable pour piloter. Il en est de même '''pour assurer la circulation sans collision des aéronefs : Chacun doit regarder à l'extérieur''' pour détecter les autres aéronefs et agir en conséquence. Aucun instrument, ni contrôle aérien n'est absolument indispensable. Afin de faciliter les choses, '''se rendre le plus visible possible''' est également un objectif, d'où l'adage français '''Voir et être vu'''.

Concrètement, il s'agit de regarder constamment autour de soi. Un élève pilote doit '''apprendre à voir''' et '''apprendre une méthode pour scanner l’espace extérieur autour de lui'''. L'instructeur de vol enseignera '''un circuit visuel''' performant. A tire indicatif, un pilote passe 40 à 70% de son temps à contrôler l'espace extérieur (mais ce temps sert aussi à admirer le paysage !). Durant la formation, l'œil sera entrainé pour détecter les autres aéronefs.

Afin de bien communiquer dans le cockpit, chaque aéronef détecté sera partagé au reste de l'équipage en indiquant oralement :
*une direction relative exprimé en heure ("midi" étant devant, "3h" à droite, "6h" derrière..etc)
*une hauteur relative : Sur l'horizon, plus haut ou plus bas...
*la direction de l'autre aéronef : en rapprochement, de notre droite vers notre gauche, en éloignement...
*une distance ou un danger potentiel.

J'ai visuel sur un trafic à 2h, sur l'horizon, en éloignement, proche mais pas dangereux à ce moment

Lorsqu'un rapprochement est identifié, une astuce préventive consiste à réaliser une petite manœuvre pour exposer une plus grande surface de l'aéronef pour être mieux vu de l'autre pilote. Une telle manœuvre indique également votre conscience de la situation à l'autre pilote s'il a déjà le contact visuel sur vous. Lorsqu'un conflit de trajectoire ou un rapprochement nécessite une manœuvre d'évitement, elle est faite aussi tôt que possible selon les règles de l'air (voir chapitre XX).

Certaines situations sont connues pour représenter des difficultés aux pilotes :
*'''les rapprochements sous gisement constant''' : il s'agit de deux trajectoires qui convergent en ligne droite vers un point. Dans le champ visuel des deux pilotes, l'autre aéronef est comme immobile sur le paysage, il y a une immobilité apparente. Seule un grossissement léger de l'autre aéronef est perceptible. Un rapprochement sous gisement constant est difficile à détecter.
*'''la focalisation dans la cabine''' : Le pilote, humain, pourrait oublier temporairement son circuit visuel et se focaliser sur un détail dans la cabine (carte, instrument...), réduisant ainsi le temps consacré à l'observation de l'espace extérieur. Le pilote, entrainé durant sa formation, doit utiliser des techniques pour partager son attention à plusieurs tâches.
*'''les situations de mauvaises visibilité''' : Une mauvaise météo est bien-sûr une difficulté. D'autres situations transitoires sont moins évidentes : le vol proche de la base d'un nuage, à l'aube et au crépuscule, avec le soleil de face, avec une verrière sale ou de la buée...
*'''Les angles morts''' : derrière, sous l'aéronef, et lors d'un virage la zone derrière l'aile haute.

==Procédures supports==
=== Déplacements piétons au sol sur l'aérodrome ===

[[Fichier:STOP prorite-aux-aeronefs FR.png|thumb|'''La priorité revient aux aéronefs''' Garder des larges marges.]]
Pour voler en planeur, '''il est nécessaire de se déplacer sur l'aérodrome, à pieds, en voiture, ou avec en aéronef'''. Il est nécessaire de rappeler ici qu'un aérodrome est dévoué aux aéronefs, le besoin de piétons et de véhicules sur l'aérodrome est un cas particulier du vol en planeur.

Lors des déplacements au sol, il faudra avant tout collecter les informations pour se construire une bonne '''conscience de la situation''' :
*'''Regarder''' à gauche et a droite, mais aussi vers le haut et vers le bas lorsqu'on passe les aires d'envols,
*'''Entendre''' ce qu'il se passe : une conversation orale ou radiophonique, un son particulier,
*'''Ressentir''' les comportements : pour son compte oui celui d'un autre pilote, certaines sensations permettent d'enrichir la compréhension de la situation.
Cette collecte d'informations sera optimale '''si le pilote est dans une condition favorable''' :

* Équipement adapté (lunettes, couvre-chef...),
* Absence d’éléments de déconcentration (Pas de smartphone durant des manœuvres, pas de téléphone, pas d'obstruction de l'écoute par une musique forte...).
* L'écoute ou la communication avec la radio air/air est un plus.

La première règle est la '''priorité laissée aux aéronefs''' : un piéton ou un véhicule devra céder la priorité aux aéronefs, qu'ils soient au roulage ou bien dans une phase de vol. De même, un piéton immobile ou un véhicule stationné doit être placé pour ne pas gêner la circulation des aéronefs. Une astuce : '''augmenter les marges de façon exagérée permet de mieux se faire comprendre et d'éviter les situations ambiguës''' (marquer un arrêt très en amont pour signifier avoir céder le passage, choisir une trajectoire largement derrière l'aéronef...).

'''Les aérodromes ont des règles et des plans de circulations''' qu'il faut apprendre et respecter pour fluidifier le trafic (les aéronefs sont peu maniable : pas de marche arrière pour les aéronefs, demi-tour difficile...) et atténuer les risques (hélice tournante, aéronefs à grandes envergures...).

=== Personnes impliquées et sécurité générale ===
Le vol en '''motoplaneur peut se pratiquer par un pilote seul''', en dehors de l'organisation mise en œuvre pour les vols en planeur pur. Le pilote est donc en charge de la préparation de son vol, de la mise en œuvre de son motoplaneur, de la réalisation du vol, de l'enregistrement des informations de vols et du rangement. Dans certains cas, il devra aussi réaliser des compte-rendus de sécurité. Un pilote seul devra être '''parfaitement autonome''' dans la conduite de ces tâches. Le niveau d'autonomie nécessaire est supérieur à celui pour le vol en planeur pur, ce dernier étant pratiqué en équipe.

En réalité, même si cette organisation à une seule personne est possible et permet de voler sans aucune aide au sol, les pilotes de planeur qui pratiquent le motoplaneur s'inspirent souvent du fonctionnement "en équipe" rencontré pour le vol en planeur pur : briefing quotidien, mise en ouvre de l’aéronef en équipe et vols à tour de rôle.

Même impliqué dans une activité, '''il est précautionneux de ne rien toucher sans avoir une bonne connaissance de l'objet en question''', ou sans y être invité par un instructeur :
*Une hélice, même arrêtée, est un risque permanent car une mise en route intempestive est toujours possible,
*Le matériel aéronautique est robuste en vol, mais fragile au sol. Une manipulation inappropriée débouche rapidement sur la dégradation du matériel
*Les câbles de treuil ou de remorquage, même au sol, présentent des risques (traction brutale et intempestive).

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Fichier:DANGER EN.png|'''Dangers : Hélice à l'arrêt''', pompe d'avitaillement, déclenchement parachute...|alt=Dangers : Hélice à l'arrêt, pompe à carburant, déclenchement parachute...
Fichier:FRAGILE EN.png|'''Fragile : Verrière''', revêtements en toile, gouvernes...|alt=Fragile : Verrière, revêtements en toile, gouvernes...
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=== Manipulation d'un aéronef au sol ===

** Ajouter photo / plan pour action d’effort et action de direction
** Poussez le bord d'attaque épais de l'aile aussi près que possible du fuselage.
** Évitez de toucher la verrière pour la garder propre et assurer une bonne vue.
** Pour éviter les collisions avec des obstacles, des personnes marchent à côté de chaque bout d'aile
** Diriger l'aéronef durant son déplacement est possible en orientant manuellement la direction (soit la roulette de nez, soit la roulette de queue) en suivant les indications du manuel de vol. A l'arrêt, il est parfois possible de tourner l'aéronef sur lui-même même s'il n'y a pas de roulette spéciale pivotante à 360° : quelqu'un doit soulever la roulette de nez ou de queue durant la rotation. La roulette doit être reposée après l'arrêt de la rotation de l'aéronef pour éviter toute surcharge latérale sur cette dernière.
** Le pilote positionne le motoplaneur pour ne pas gêner la circulation et pour pouvoir démarrer sans risque : La zone derrière l'appareil va être soufflé par l'hélice (hangar ouvert?...), l'a zone devant doit être libre d'obstacle pour circuler (balisage aérodrome?...).

Un aéronef est conçu pour bien résister aux efforts en vol, mais contrairement aux apparences certaines parties craignent les actions humaines. Il est nécessaire d'apprendre les méthodes générales pour déplacer un aéronef. Ces méthodes sont à adapté suivant le modèle d'aéronef :
*'''Changer d'aile''' (cas du train d’atterrissage monotrace):
** Oui : soulever/baisser aux bords d'attaque
** Non : interdiction de forcer sur les bords de fuites, sur la toile (si aéronef en toile)

*'''Déplacement en marche arrière''' :
** Oui : Pousser à l'emplanture de l'hélice (après vérification des magnétos + contact général), pousser aux bords d'attaques de l'aile proche de emplanture (jusqu'aux aérofreins maximum), ou au bord d'attaque de la dérive.
** Non : interdiction de toucher le plan de profondeur, de pousser aux saumons de l'aile.

*'''Déplacement en marche avant''':
** Oui : Tirer à l'emplanture de l'hélice (après vérification des magnétos + contact général). Suivant le modèle de planeur : pousser à l'extrados de l'aile, sur le dos du fuselage.
** Non : interdiction de forcer sur les bords de fuites, de pousser aux saumons de l'aile, de pousser sur la toile (si aéronef en toile)

*'''Diriger un aéronef''':
** Oui : diriger la roulette de queue via la gouverne de direction, diriger la roulette de nez via la barre de traction, diriger la roulette avec les palonniers. Si un trolley de queue est installé, retenir ou avancer un saumon d'aile.
** Non : interdiction de forcer aux saumons d'aile, de forcer sur une gouverne.

*'''Tourner un aéronef sur place''':
** Oui : soulever la roulette de queue, ou soulever la roulette de nez
** Non : interdiction de forcer latéralement sur ces roulettes. La rotation doit être arrêté avant que la roulette ne retouche le sol..

Après une manipulation, il est nécessaire de '''s'assurer que l'aéronef reste immobile''' :
*De part la configuration du sol : plat, avec des frottements importants
*Avec des cales sur au moins une roue
*avec le frein de parking de l'aéronef

=== Sécuriser un aéronef au sol ===
Au sol, le stockage d'un aéronef implique :
*D'éviter toute gêne future pour la circulation au sol,
*La housse de verrière devrait être installée, pour limiter l'augmentation de la température dans la cabine et éviter un risque d'incendie dans les situations extrême,
*L'éventuel trolley de queue devrait être retiré pour éviter la rotation du planeur avec le vent,
*En cas de vent fort : prendre en compte le vent pour orienter l'aéronef (par exemple : vent 3/4 arrière, aile basse au vent avec du lest), sortir les aérofreins, attacher les commandes avec les ceintures (Note : il est astucieux d'attacher les commandes à la place du commandant de bord, pour prévenir tout risque d'oubli avant un vol).

Dans le cas où l'aéronef reste à l'extérieur sans surveillance pendant un long moment (la nuit, plusieurs jours...), il est nécessaire de configurer l'appareil :
*Suivant la situation, sécuriser les clefs de contact, les documents administratifs, les objets de valeur...
*Protéger les prises de pressions : sondes statique, sonde totale, sonde compensée,
*Protéger les entrées d'eau possibles et connues en cas de pluie : aérofreins, verrière, orifices de réservoirs,
*Attacher l'aéronef par ses points d'accroches en cas de risque de vent : Sangles fermement attachée au sol, en biais croisées pour interdire les déplacements latéraux.
*Le stockage en extérieur est à proscrire en cas de vent fort (qu'aucun ancrage n'est fiable face au fortes rafales, notamment, à un risque d'orage), ou de grêle. Face à ces risques, trouver un hébergement sous hangar, démonter l'aéronef dans sa remorque, annuler/écourter son voyage.

=== Avitaillement d'un aéronef ===
[[file:Refueling_Diamond_HK36-TTC.jpg|thumb|Motoplaneur à l'avitaillement. On aperçoit le fil de terre sous le moteur]]
Le type de carburant utilisé pour l'avitaillement doit être vérifié. Certaines précautions doivent être prises :
* Éviter (interdit? vérifier la réglementation) la présence de passagers à bord durant l'avitaillement
* Avant l'avitaillement, relier l'aéronef avec le sol (la terre) avec un câble conducteur, afin de décharger toute l'électricité statique. De son côté, la pompe a carburant est toujours reliée à la terre.
* Éviter les débordements : essuyer immédiatement un débordement évite l’apparition de traces jaunâtres sur l'aéronef
* A la fin de l'avitaillement, vérifier la remise en place des bouchons de réservoir de l'aéronef, déconnecter le raccordement à la terre, et réaliser les enregistrements manuscrits nécessaires.

=== Nettoyage quotidien du planeur ===
Le nettoyage intervient généralement au moment du rangement, après une session de vols.

Le nettoyage quotidien à pour but de prolonger la durée de vie des surfaces, de maintenir les performances du planeur, de garder le matériel esthétiquement agréable : Nettoyer les bords d'attaques (aile, empennages, capot moteur, hélice, capots de roues...), nettoyer la verrière.

Plusieurs chiffons devrait être réservé aux différentes zones suivant la nature de la pollution. Chiffon pour zones sales, grasses, chargée d'abrasif (terre, huile, suies d'échappement...), pour zone propre (aile, empennages), pour zone fragile et critique (plexiglas de la verrière). Note : Pour le plexiglas de la verrière, la poussière contenu dans un chiffon sale, ou le matériau qui compose le chiffon créent des micros rayures. Pour préserver le matériel, renseignez vous sur les outils, produits et méthodes à utiliser.

Signalez toujours les dommages ou les défauts possibles Tous les clubs les connaissent, ces pilotes de planeurs dorés qui retroussent toujours leurs manches, qui aident à sortir les cartons et le matériel de départ du hangar, qui aident activement au point de départ à maintenir le bon déroulement des vols et qui aussi en hiver sont à nouveau présents pour l'hiver. entretien. Il y a de fortes chances que ce soient eux qui causent le plus de dégâts, car ceux qui ne font rien ne causeront aucun dommage. Tout pilote de planeur déteste causer des dégâts, mais ce n’est certainement pas une honte. Signalez toujours les dommages au D.D.I. ou à un technicien. Eux seuls peuvent évaluer si le planeur est toujours en état de navigabilité. Si vous entendez des bruits inhabituels lors de l'inspection quotidienne lors du contrôle des safrans, des vannes ou autres, ou si vous constatez d'éventuels défauts, n'hésitez pas à le signaler à la D.D.I. ou aviser un technicien. Il vaut mieux être trop prudent souvent que d’être trop désinvolte une fois. Signaler d’éventuels dommages fait partie d’un bon pilotage et est apprécié.

== Focus sur l'accidentologie courante==

La liste des incidents les plus courants, évoqué sous forme de retour d'expérience, permet de renforcer les connaissances:

*Manipulation de la verrière : La verrière est constitué d'un plastique fragile. Aucun effort mécanique ne doit être appliqué sur le plastique transparent. La verrière doit toujours être manipuler par son cadre ou les poignées. La difficulté est de ne faire jamais d'erreur car la sanction est immédiate : verrière cassée ou fendue à tout jamais !

*Verrière fermée et verrouillée : La verrière ne devrait avoir que deux états possibles. Soit ouverte avec une personne "les mains dans le cockpit", soit fermée '''et''' verrouillée. Si la verrière est claquée par inadvertance (vent, déplacement de l'aéronef...etc), elle se brise.

*Terrain en pente : Freins de parking ou cales devraient être utilisées. Une faible pente est piégeuse car l'aéronef "tient" en place un certain temps avant de le se mettre à rouler tout seul, à cause du vent, de la température, de la viscoélasticité des pneus...

*Petites collisions / imbrications : La majorité des petits dégâts surviennent au sol. Bien-sûr qu'il faut être attentif...! En plus de l'attention, un déplacement lent et un nombre maximale de personnes pour aider à la surveillance diminuent les dégâts.

*Ne pas piéger les suivants : "L'humain" cherche à faire les choses avec le moindre effort... Avant de quitter une situation, il doit s'obliger à faire un effort pour y éliminer les pièges et les risques difficilement visible pour les suivants. Par exemple : garer les aéronefs avec des marges tant que possible, ne pas garer un aéronef devant une balise, ne pas stationner un aéronef sur le passage d'une porte de hangar...etc

*Magnétos coupés : C'est une règle absolue. les contacts magnétos d'un aéronef doivent être laissés coupés. Une personne qui souhaite toucher une hélice doit préalablement vérifier par elle-même la coupure des magnétos.

8-13 Batteries et systèmes électriques (motoplaneurs)

2026-09-21T07:41:59Z

Florentc59 : /* Batteries et systèmes électriques */

{{:8-_Aéronefs_(motoplaneurs)}}
== Batteries et systèmes électriques ==
Les planeurs purs et motoplaneurs utilisent des batteries pour s'approvisionner en électricité lors du vol. Le pilote peut être amené à manipuler une batterie, à la mettre en charge, ou utiliser des connexions pour permettre un démarrage avec une batterie externe.
Un niveau de connaissance minimal sur le sujet est nécessaire pour sécuriser ses actions.

===Généralités en électricité===

Une [[wikipedia:Tension_électrique|'''tension électrique''']] : C'est la force que possède chacun des électrons pour aller d'un endroit à un autre. L'unité de mesure de la tension est le [[wikipedia:Volt|'''Volt''']] (symbole : '''V'''). Une tension faible (<12Volts) ne représente quasiment aucun danger. Une tension importante (>50Volts) est dangereuse car les électrons auront l'énergie suffisante pour traverser le corps humain et y faire des dégâts. Une haute tension (>1000Volts) est très dangereuse car les électrons ont suffisamment d'énergie pour traverser une mince couche d'air : il est possible de s’électrocuter sans toucher le conducteur ! Ordres de grandeurs :
*La tension entre les deux bornes d'une batterie automobile ou d'une batterie de planeur est de 12Volts.
*La tension dans un système de motorisation electrqie de planeur ou de voiture peut atteindre plusieurs centaines de volts (attention danger !)
*La tension envoyé sur une bougie d'allumage est de l'ordre de 10 000 volts et permet aux électrons de franchir un petit espace d'air, donc de faire une étincelle. Les gaines isolantes des fils qui transportent ces tensions élevés sont très épaisses pour pouvoir garder leur propriété isolante.

Le [[wikipedia:Courant_électrique|'''courant électrique''']] : C'est le déplacement des électrons dans [[wikipedia:Conducteur_(électricité)|'''un matériau conducteur''']]. Il est analogue au débit d'un fluide dans un tuyau. L'unité de mesure de l'intensité du courant est [[wikipedia:Ampère|'''l'Ampère''']] (symbole :'''A'''). Le risque bien connu associé à l'intensité est de faire circuler un courant trop important dans un fil dont l'âme conductrice est d'un diamètre trop petit : le fil va s'échauffer jusqu'à prendre feu.
*ordre de grandeur : dans les planeurs, il faut un fil de cuivre d'un diamètre de 1.13mm (section de 1mm²) pour permettre le passage d'un courant d'une intensité de 3 à 5 ampères en toute sécurité.

La [[wikipedia:Résistance_(électricité)|'''Résistance électrique''']] d'un matériau : les matériaux s'oppose plus ou moins au passage d'un courant électrique. Le cuivre et l'aluminium s'y oppose très peu (résistance faible), le graphite s'y oppose fortement (résistance moyenne), le plastique s'y oppose complètement (résistance infini - isolant). La résistance électrique se mesure en [[wikipedia:Ohm_(unité)|'''Ohm''']] (symbole : '''Ω''').

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File:ElectricCurrent.gif|Représentation du courant électrique positif (en haut) et négatif (en bas)
File:Volts ohms amps.png|thumb|L'interaction en la tension (volts), la résistance (ohms), et le courant (amps)
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Le '''Champ magnétique''' : La circulation d'un courant électrique dans un câble génère un champ magnétique, et réciproquement un champ magnétique (qui varie) peut induire la circulation d'un courant électrique (phénomène d'antenne).
*Une antenne radio placé à côté d'un gros fil d'alimentation n'est pas une bonne idée : l'antenne va capter le champ magnétique généré par le fil d'alimentation.
*Un compas magnétique doit être placé loin des gros fils d'alimentations électriques.
*Un microprocesseur génère beaucoup de perturbation magnétique. Pour ne pas polluer les autres appareils, il est généralement blindé (enfermé dans un caisson métallique).
*Certaines batteries portatives "power bank" peuvent générer des parasites, parfois audible via la radio VHF.

[[File:Types of two current fr.svg|thumb|Illustration de deux types de tensions/courants électriques]]
'''Courant alternatif et courant continu'''
*Le [[wikipedia:courant_continu|courant continu]] est un type d'alimentation sont le sens est constant. C'est, par exemple, le type de courant délivré par les piles, les batteries.
*Le [[wikipedia:Courant_alternatif|courant alternatif]] est un type d'alimentation électrique qui change de sens de manière cyclique. C'est, par exemple, le type de courant délivré par un alternateur.

'''Pourquoi ces deux types de courant ?''' Parce que certains équipements électriques préfèrent l'un ou à l'autre! Grossièrement, l'alternatif est très pratique pour les machines tournantes (alternateur, moteur électrique) et l'abaissement ou l'élévation de tension (transformateur électrique), alors que le continu est pratique pour le stockage et l’électronique (batteries, PC, téléphones....etc). Les éléments chauffants s’accommodent très bien des deux types (chauffage électrique, résistance chauffante...).
Aujourd'hui, les technologies modernes permettent de convertir efficacement l'un à l'autre :
*Le courant alternatif d'un alternateur doit être converti avant de pouvoir recharger la batterie d'un motoplaneur

Pour associer deux éléments en parallèle, parmi tous les éléments à vérifier préalablement, il faut vérifier que le type (continue ou alternatif) et la valeur de la tension (en Volts).
*Par exemple, pour démarrer un motoplaneur avec une source d'énergie extérieure (groupe de parc, batterie externe...), il faut vérifier que la source extérieur est compatible avec le circuit de l'aéronef !

===Électricité statique===
[[File:Cat demonstrating static cling with styrofoam peanuts upscayled 4x.jpg|thumb|Après de longs frottements du chat dans les chips de polystyrènes, ils sont chargés d’électricité statique et s'attirent!]]
L'[[wikipedia:Décharge_électrostatique#Les_décharges_électrostatiques_dans_l'aviation|'''électricité statique''']] est une charge électrique, de très forte tension mais de très faible capacité (faible danger pour l'homme). L'électricité statique est souvent le résultat de frottements entre deux éléments plutôt isolant, l'un arrache des électrons à l'autre et le caractère isolant fait que les charges ne circulent pas et s'accumulent. Ces charges s'évacueront dès qu'elles trouvent un chemin plus ou moins conducteur, en créant un petit arc électrique le cas échéant (la "joutte" lorsqu'une personne touche un élément chargé). La présence d'électricité statique n'est pas une bonne chose et sur un aéronef, tout est fait pour qu'un chemin conducteur de "décharge" existe en permanence afin qu'aucune accumulation ne puisse se produire :
*Sur les aéronefs, toutes les pièces métalliques sont généralement reliés entre elles par des "tresses de masses".
*Sur les aéronefs métalliques, il existe des déperditeurs d'électricité statique pour évacuer les charges durant le vol.
*Lors de l'avitaillement, l’aéronef est connecté au sol via un câble pour décharger toute l'électricité statique avant d'approcher le pistolet à carburant.

En l'absence de ces dispositifs l'électricité statique se déchargera de manière aléatoire à travers un chemin non maitrisé, en créant potentiellement de petits arcs. Ces décharges spontanées peuvent à l'origine de perturbation des systèmes électriques et radios, et à l'origine d'incendie en présence de combustible.

<gallery mode="packed" widths="300px" heights="200px">
File:Static discharger.JPG|Déperditeurs électrostatiques utilisés en aviation générale
File:Static discharger with plastic guards.jpg|Déperditeur électrostatique moderne pour aviation commerciale
File:Wingletdetail.jpg|Déperditeurs électrostatiques sur une aile d'avion de ligne
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[[File:Lightning over Hudson River from Cold Spring.jpg|thumb|La foudre. Entre deux nuages (à gauche), entre un nuage et le sol (a droite)]]
=== La foudre ===
La [[wikipedia:Foudre#Pour_l'aviation|'''foudre''']] est le déchargement soudain de l'énergie électrique accumulée dans un nuage (vu l'épaisseur d'air traversé, il est facile de conclure à la tension colossale qui règne juste avant la décharge). Mais c'est le très fort courant circulant très brièvement dans la foudre qui occasionne des dégâts : '''Destruction des éléments trop petit là où passe la foudre au sol (fondus ou brulés)''', et génération d'un '''champ magnétique important à proximité du passage de la foudre''' qui peuvent détruire les équipements mal protégés.

Parmi les stratégies de protection contre la foudre :
*créer un chemin d’éléments conducteurs suffisamment important pour permettre la circulation du courant sans dommage (tresses de masses sur un aéronef, paratonnerre au sol...)
*Blinder les équipements fragiles pour les protéger des champs magnétiques, mais aussi ajouter des protections contre les surtensions créées par ces champs magnétiques.

=== Les batteries ===
*'''type et technologies''' : Au plomb, au plomb gélifié, au lithium...etc. Chacune a ses avantages. Le pilote planeur doit veiller attentivement à utiliser son type de batterie avec tous les accessoires compatibles avec ce type (exemple : chargeur spécifique pour batterie lithium).

*'''la tension de la batterie''' : généralement 12Volts de tension nominale pour les planeurs. Attention à ne pas installer ou connecter une batterie 24volts !

*'''la capacité''' : elle s’exprime en "Ampère x Heure" (symbole Ah). Une batterie de 12Ah est capable de fournir 12Ampères durant 1 heure, ou 6ampères pendant 2 heures, ou 0.5 ampères pendant 24heures...etc

*'''le courant maximum''' : caractéristique souvent oubliée, c'est ce qui fait la différence entre batterie de planeur (décharge lente, alimenter quelques instruments plusieurs heures : courant max de l'ordre de 10 à 50 ampères) et une batterie pour motoplaneur (pic de décharge pour alimenter un démarreur durant 10s : courant max de l'ordre 100 à 500 ampères).

Suivant les technologies une batterie sera apte supporter un certain nombre de '''cycle de charges'''. En atteignant ce nombre, la capacité de la batterie diminue.
La '''température''' est un élément qui impacte fortement le fonctionnement d'une batterie. Une température basse "engourdie" la batterie (les réactions chimiques qui génèrent le courant sont ralenties) qui semblera alors déchargée plus tôt que prévue. Une température trop élevée peut détruire la batterie, et pour certaines occasionner un incendie.

Toutes ces caractéristiques doivent être scrutées par le pilote afin d'utiliser correctement la batterie. Notamment pour utiliser le chargeur adapté, et connaitre les risques et actions à mener en cas de surchauffe ou d'incendie.

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File:Lead-acid battery for motorcycle.jpg|Batterie de démarrage pour motoplaneur : technologie plomb, 12volts, capacité 14Ah, courant max 190A.
Fichier:Batterie-lithium-12ah-12v.jpg|Batterie classique de planeur : technologie lithium, 12Volts, capacité 12Ah, prévue pour décharge profonde.
</gallery>

===Composants électriques===
[[wikipedia:Interrupteur|'''Interrupteur''']] : Équipement actionné à la main pour relier un équipement à un autre. Allumer ou éteindre un équipement.

[[wikipedia:Relais_électromécanique|'''Relais''']] : C'est un interrupteur actionné par un dispositif électrique. Souvent utilisé pour commuter des puissances importantes (fort courant, gros câbles...). Dans le cas d'un aéronef, il permet par exemple d'utiliser un petit interrupteur au tableau de bord, connecté via des petits fils jusqu'au relais de forte puissance, qui est installé loin des équipements sensibles et plus proches des servitudes qu'il doit alimenter.

[[wikipedia:Fusible_(électricité)|'''Fusible''']] : Équipement de protection. Un fil de taille calibré fond lorsqu'un courant trop important le traverse, ce qui déconnecte d'alimentation électrique avant qu'une surchauffe ne survienne ailleurs. Il faut alors remplacer le fusible par un neuf.

[[wikipedia:Disjoncteur|'''Disjoncteur''' ou '''''Breaker''''' en Anglais]] : Équipement de protection. C'est un interrupteur qui déconnecte l'alimentation automatiquement si le courant dépasse la valeur nominale du breaker. Il a le même rôle qu'un fusible mais le breaker peut se réenclencher quasi-immédiatement par le pilote sans besoin d'un consommable de remplacement.

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File:Selection of Fuses.JPG|Différentes formes de '''Fusibles'''
File:On-Off Switch.jpg|Un '''interrupteur''' à levier
File:Delta Electronics DPS-350FB A - board 1 - OEG SDT-SS-112M - case removed-3045.jpg|Vue interne d'un '''relais''' électromécanique
File:Breaker panel in an aircraft.jpg|Panneau de '''breakers''' (disjoncteur en Français) dans un aéronef.
</gallery>

<gallery mode="packed" heights=250px>
File:Push a breaker.jpg|Identification d'un '''breaker déclenché'''. Action pour le '''ré-enclencher'''.
</gallery>

8-13 Batteries et systèmes électriques (motoplaneurs)

2026-09-21T07:41:42Z

Florentc59 : /* Généralités en électricité */

{{:8-_Aéronefs_(motoplaneurs)}}
== Batteries et systèmes électriques ==
Les planeurs purs et motoplaneurs utilisent des batteries pour s'approvisionner en électricité lors du vol. Le pilote peut être amené à manipuler une batterie, à la mettre en charge, ou utiliser des connexions pour permettre un démarrage avec une batterie externe.
Un niveau de connaissance minimal sur le sujet est nécessaire pour sécuriser ses actions.

===Généralités en électricité===

Une [[wikipedia:Tension_électrique|'''tension électrique''']] : C'est la force que possède chacun des électrons pour aller d'un endroit à un autre. L'unité de mesure de la tension est le [[wikipedia:Volt|'''Volt''']] (symbole : '''V'''). Une tension faible (<12Volts) ne représente quasiment aucun danger. Une tension importante (>50Volts) est dangereuse car les électrons auront l'énergie suffisante pour traverser le corps humain et y faire des dégâts. Une haute tension (>1000Volts) est très dangereuse car les électrons ont suffisamment d'énergie pour traverser une mince couche d'air : il est possible de s’électrocuter sans toucher le conducteur ! Ordres de grandeurs :
*La tension entre les deux bornes d'une batterie automobile ou d'une batterie de planeur est de 12Volts.
*La tension dans un système de motorisation electrqie de planeur ou de voiture peut atteindre plusieurs centaines de volts (attention danger !)
*La tension envoyé sur une bougie d'allumage est de l'ordre de 10 000 volts et permet aux électrons de franchir un petit espace d'air, donc de faire une étincelle. Les gaines isolantes des fils qui transportent ces tensions élevés sont très épaisses pour pouvoir garder leur propriété isolante.

Le [[wikipedia:Courant_électrique|'''courant électrique''']] : C'est le déplacement des électrons dans [[wikipedia:Conducteur_(électricité)|'''un matériau conducteur''']]. Il est analogue au débit d'un fluide dans un tuyau. L'unité de mesure de l'intensité du courant est [[wikipedia:Ampère|'''l'Ampère''']] (symbole :'''A'''). Le risque bien connu associé à l'intensité est de faire circuler un courant trop important dans un fil dont l'âme conductrice est d'un diamètre trop petit : le fil va s'échauffer jusqu'à prendre feu.
*ordre de grandeur : dans les planeurs, il faut un fil de cuivre d'un diamètre de 1.13mm (section de 1mm²) pour permettre le passage d'un courant d'une intensité de 3 à 5 ampères en toute sécurité.

La [[wikipedia:Résistance_(électricité)|'''Résistance électrique''']] d'un matériau : les matériaux s'oppose plus ou moins au passage d'un courant électrique. Le cuivre et l'aluminium s'y oppose très peu (résistance faible), le graphite s'y oppose fortement (résistance moyenne), le plastique s'y oppose complètement (résistance infini - isolant). La résistance électrique se mesure en [[wikipedia:Ohm_(unité)|'''Ohm''']] (symbole : '''Ω''').

<gallery mode="packed" widths="300px" heights="200px">
File:ElectricCurrent.gif|Représentation du courant électrique positif (en haut) et négatif (en bas)
File:Volts ohms amps.png|thumb|L'interaction en la tension (volts), la résistance (ohms), et le courant (amps)
</gallery>

Le '''Champ magnétique''' : La circulation d'un courant électrique dans un câble génère un champ magnétique, et réciproquement un champ magnétique (qui varie) peut induire la circulation d'un courant électrique (phénomène d'antenne).
*Une antenne radio placé à côté d'un gros fil d'alimentation n'est pas une bonne idée : l'antenne va capter le champ magnétique généré par le fil d'alimentation.
*Un compas magnétique doit être placé loin des gros fils d'alimentations électriques.
*Un microprocesseur génère beaucoup de perturbation magnétique. Pour ne pas polluer les autres appareils, il est généralement blindé (enfermé dans un caisson métallique).
*Certaines batteries portatives "power bank" peuvent générer des parasites, parfois audible via la radio VHF.

[[File:Types of two current fr.svg|thumb|Illustration de deux types de tensions/courants électriques]]
'''Courant alternatif et courant continu'''
*Le [[wikipedia:courant_continu|courant continu]] est un type d'alimentation sont le sens est constant. C'est, par exemple, le type de courant délivré par les piles, les batteries.
*Le [[wikipedia:Courant_alternatif|courant alternatif]] est un type d'alimentation électrique qui change de sens de manière cyclique. C'est, par exemple, le type de courant délivré par un alternateur.

'''Pourquoi ces deux types de courant ?''' Parce que certains équipements électriques préfèrent l'un ou à l'autre! Grossièrement, l'alternatif est très pratique pour les machines tournantes (alternateur, moteur électrique) et l'abaissement ou l'élévation de tension (transformateur électrique), alors que le continu est pratique pour le stockage et l’électronique (batteries, PC, téléphones....etc). Les éléments chauffants s’accommodent très bien des deux types (chauffage électrique, résistance chauffante...).
Aujourd'hui, les technologies modernes permettent de convertir efficacement l'un à l'autre :
*Le courant alternatif d'un alternateur doit être converti avant de pouvoir recharger la batterie d'un motoplaneur

Pour associer deux éléments en parallèle, parmi tous les éléments à vérifier préalablement, il faut vérifier que le type (continue ou alternatif) et la valeur de la tension (en Volts).
*Par exemple, pour démarrer un motoplaneur avec une source d'énergie extérieure (groupe de parc, batterie externe...), il faut vérifier que la source extérieur est compatible avec le circuit de l'aéronef !

[[File:Cat demonstrating static cling with styrofoam peanuts upscayled 4x.jpg|thumb|Après de longs frottements du chat dans les chips de polystyrènes, ils sont chargés d’électricité statique et s'attirent!]]

===Électricité statique===

L'[[wikipedia:Décharge_électrostatique#Les_décharges_électrostatiques_dans_l'aviation|'''électricité statique''']] est une charge électrique, de très forte tension mais de très faible capacité (faible danger pour l'homme). L'électricité statique est souvent le résultat de frottements entre deux éléments plutôt isolant, l'un arrache des électrons à l'autre et le caractère isolant fait que les charges ne circulent pas et s'accumulent. Ces charges s'évacueront dès qu'elles trouvent un chemin plus ou moins conducteur, en créant un petit arc électrique le cas échéant (la "joutte" lorsqu'une personne touche un élément chargé). La présence d'électricité statique n'est pas une bonne chose et sur un aéronef, tout est fait pour qu'un chemin conducteur de "décharge" existe en permanence afin qu'aucune accumulation ne puisse se produire :
*Sur les aéronefs, toutes les pièces métalliques sont généralement reliés entre elles par des "tresses de masses".
*Sur les aéronefs métalliques, il existe des déperditeurs d'électricité statique pour évacuer les charges durant le vol.
*Lors de l'avitaillement, l’aéronef est connecté au sol via un câble pour décharger toute l'électricité statique avant d'approcher le pistolet à carburant.

En l'absence de ces dispositifs l'électricité statique se déchargera de manière aléatoire à travers un chemin non maitrisé, en créant potentiellement de petits arcs. Ces décharges spontanées peuvent à l'origine de perturbation des systèmes électriques et radios, et à l'origine d'incendie en présence de combustible.

<gallery mode="packed" widths="300px" heights="200px">
File:Static discharger.JPG|Déperditeurs électrostatiques utilisés en aviation générale
File:Static discharger with plastic guards.jpg|Déperditeur électrostatique moderne pour aviation commerciale
File:Wingletdetail.jpg|Déperditeurs électrostatiques sur une aile d'avion de ligne
</gallery>

[[File:Lightning over Hudson River from Cold Spring.jpg|thumb|La foudre. Entre deux nuages (à gauche), entre un nuage et le sol (a droite)]]
=== La foudre ===
La [[wikipedia:Foudre#Pour_l'aviation|'''foudre''']] est le déchargement soudain de l'énergie électrique accumulée dans un nuage (vu l'épaisseur d'air traversé, il est facile de conclure à la tension colossale qui règne juste avant la décharge). Mais c'est le très fort courant circulant très brièvement dans la foudre qui occasionne des dégâts : '''Destruction des éléments trop petit là où passe la foudre au sol (fondus ou brulés)''', et génération d'un '''champ magnétique important à proximité du passage de la foudre''' qui peuvent détruire les équipements mal protégés.

Parmi les stratégies de protection contre la foudre :
*créer un chemin d’éléments conducteurs suffisamment important pour permettre la circulation du courant sans dommage (tresses de masses sur un aéronef, paratonnerre au sol...)
*Blinder les équipements fragiles pour les protéger des champs magnétiques, mais aussi ajouter des protections contre les surtensions créées par ces champs magnétiques.

=== Les batteries ===
*'''type et technologies''' : Au plomb, au plomb gélifié, au lithium...etc. Chacune a ses avantages. Le pilote planeur doit veiller attentivement à utiliser son type de batterie avec tous les accessoires compatibles avec ce type (exemple : chargeur spécifique pour batterie lithium).

*'''la tension de la batterie''' : généralement 12Volts de tension nominale pour les planeurs. Attention à ne pas installer ou connecter une batterie 24volts !

*'''la capacité''' : elle s’exprime en "Ampère x Heure" (symbole Ah). Une batterie de 12Ah est capable de fournir 12Ampères durant 1 heure, ou 6ampères pendant 2 heures, ou 0.5 ampères pendant 24heures...etc

*'''le courant maximum''' : caractéristique souvent oubliée, c'est ce qui fait la différence entre batterie de planeur (décharge lente, alimenter quelques instruments plusieurs heures : courant max de l'ordre de 10 à 50 ampères) et une batterie pour motoplaneur (pic de décharge pour alimenter un démarreur durant 10s : courant max de l'ordre 100 à 500 ampères).

Suivant les technologies une batterie sera apte supporter un certain nombre de '''cycle de charges'''. En atteignant ce nombre, la capacité de la batterie diminue.
La '''température''' est un élément qui impacte fortement le fonctionnement d'une batterie. Une température basse "engourdie" la batterie (les réactions chimiques qui génèrent le courant sont ralenties) qui semblera alors déchargée plus tôt que prévue. Une température trop élevée peut détruire la batterie, et pour certaines occasionner un incendie.

Toutes ces caractéristiques doivent être scrutées par le pilote afin d'utiliser correctement la batterie. Notamment pour utiliser le chargeur adapté, et connaitre les risques et actions à mener en cas de surchauffe ou d'incendie.

<gallery mode="packed" widths="300px" heights="200px">
File:Lead-acid battery for motorcycle.jpg|Batterie de démarrage pour motoplaneur : technologie plomb, 12volts, capacité 14Ah, courant max 190A.
Fichier:Batterie-lithium-12ah-12v.jpg|Batterie classique de planeur : technologie lithium, 12Volts, capacité 12Ah, prévue pour décharge profonde.
</gallery>

===Composants électriques===
[[wikipedia:Interrupteur|'''Interrupteur''']] : Équipement actionné à la main pour relier un équipement à un autre. Allumer ou éteindre un équipement.

[[wikipedia:Relais_électromécanique|'''Relais''']] : C'est un interrupteur actionné par un dispositif électrique. Souvent utilisé pour commuter des puissances importantes (fort courant, gros câbles...). Dans le cas d'un aéronef, il permet par exemple d'utiliser un petit interrupteur au tableau de bord, connecté via des petits fils jusqu'au relais de forte puissance, qui est installé loin des équipements sensibles et plus proches des servitudes qu'il doit alimenter.

[[wikipedia:Fusible_(électricité)|'''Fusible''']] : Équipement de protection. Un fil de taille calibré fond lorsqu'un courant trop important le traverse, ce qui déconnecte d'alimentation électrique avant qu'une surchauffe ne survienne ailleurs. Il faut alors remplacer le fusible par un neuf.

[[wikipedia:Disjoncteur|'''Disjoncteur''' ou '''''Breaker''''' en Anglais]] : Équipement de protection. C'est un interrupteur qui déconnecte l'alimentation automatiquement si le courant dépasse la valeur nominale du breaker. Il a le même rôle qu'un fusible mais le breaker peut se réenclencher quasi-immédiatement par le pilote sans besoin d'un consommable de remplacement.

<gallery mode="packed" heights=200px>
File:Selection of Fuses.JPG|Différentes formes de '''Fusibles'''
File:On-Off Switch.jpg|Un '''interrupteur''' à levier
File:Delta Electronics DPS-350FB A - board 1 - OEG SDT-SS-112M - case removed-3045.jpg|Vue interne d'un '''relais''' électromécanique
File:Breaker panel in an aircraft.jpg|Panneau de '''breakers''' (disjoncteur en Français) dans un aéronef.
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<gallery mode="packed" heights=250px>
File:Push a breaker.jpg|Identification d'un '''breaker déclenché'''. Action pour le '''ré-enclencher'''.
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8-13 Batteries et systèmes électriques (motoplaneurs)

2026-09-21T07:23:49Z

Florentc59 : /* Généralités en électricité */

{{:8-_Aéronefs_(motoplaneurs)}}
== Batteries et systèmes électriques ==
Les planeurs purs et motoplaneurs utilisent des batteries pour s'approvisionner en électricité lors du vol. Le pilote peut être amené à manipuler une batterie, à la mettre en charge, ou utiliser des connexions pour permettre un démarrage avec une batterie externe.
Un niveau de connaissance minimal sur le sujet est nécessaire pour sécuriser ses actions.

===Généralités en électricité===

Une [[wikipedia:Tension_électrique|'''tension électrique''']] : C'est la force que possède chacun des électrons pour aller d'un endroit à un autre. L'unité de mesure de la tension est le [[wikipedia:Volt|'''Volt''']] (symbole : '''V'''). Une tension faible (<12Volts) ne représente quasiment aucun danger. Une tension importante (>50Volts) est dangereuse car les électrons auront l'énergie suffisante pour traverser le corps humain et y faire des dégâts. Une haute tension (>1000Volts) est très dangereuse car les électrons ont suffisamment d'énergie pour traverser une mince couche d'air : il est possible de s’électrocuter sans toucher le conducteur ! Ordres de grandeurs :
*La tension entre les deux bornes d'une batterie automobile ou d'une batterie de planeur est de 12Volts.
*La tension dans un système de motorisation electrqie de planeur ou de voiture peut atteindre plusieurs centaines de volts (attention danger !)
*La tension envoyé sur une bougie d'allumage est de l'ordre de 10 000 volts et permet aux électrons de franchir un petit espace d'air, donc de faire une étincelle. Les gaines isolantes des fils qui transportent ces tensions élevés sont très épaisses pour pouvoir garder leur propriété isolante.

Le [[wikipedia:Courant_électrique|'''courant électrique''']] : C'est le déplacement des électrons dans [[wikipedia:Conducteur_(électricité)|'''un matériau conducteur''']]. Il est analogue au débit d'un fluide dans un tuyau. L'unité de mesure de l'intensité du courant est [[wikipedia:Ampère|'''l'Ampère''']] (symbole :'''A'''). Le risque bien connu associé à l'intensité est de faire circuler un courant trop important dans un fil dont l'âme conductrice est d'un diamètre trop petit : le fil va s'échauffer jusqu'à prendre feu.
*ordre de grandeur : dans les planeurs, il faut un fil de cuivre d'un diamètre de 1.13mm (section de 1mm²) pour permettre le passage d'un courant d'une intensité de 3 à 5 ampères en toute sécurité.

La [[wikipedia:Résistance_(électricité)|'''Résistance électrique''']] d'un matériau : les matériaux s'oppose plus ou moins au passage d'un courant électrique. Le cuivre et l'aluminium s'y oppose très peu (résistance faible), le graphite s'y oppose fortement (résistance moyenne), le plastique s'y oppose complètement (résistance infini - isolant). La résistance électrique se mesure en [[wikipedia:Ohm_(unité)|'''Ohm''']] (symbole : '''Ω''').

<gallery mode="packed" widths="300px" heights="200px">
File:ElectricCurrent.gif|Représentation du courant électrique positif (en haut) et négatif (en bas)
File:Volts ohms amps.png|thumb|L'interaction en la tension (volts), la résistance (ohms), et le courant (amps)
</gallery>

Le '''Champ magnétique''' : La circulation d'un courant électrique dans un câble génère un champ magnétique, et réciproquement un champ magnétique (qui varie) peut induire la circulation d'un courant électrique (phénomène d'antenne).
*Une antenne radio placé à côté d'un gros fil d'alimentation n'est pas une bonne idée : l'antenne va capter le champ magnétique généré par le fil d'alimentation.
*Un compas magnétique doit être placé loin des gros fils d'alimentations électriques.
*Un microprocesseur génère beaucoup de perturbation magnétique. Pour ne pas polluer les autres appareils, il est généralement blindé (enfermé dans un caisson métallique).
*Certaines batteries portatives "power bank" peuvent générer des parasites, parfois audible via la radio VHF.

'''Courant alternatif et courant continu'''
*Le [[wikipedia:courant_continu|courant continu]] est un type d'alimentation sont le sens est constant. C'est, par exemple, le type de courant délivré par les piles, les batteries.
*Le [[wikipedia:Courant_alternatif|courant alternatif]] est un type d'alimentation électrique qui change de sens de manière cyclique. C'est, par exemple, le type de courant délivré par un alternateur.

'''Pourquoi ces deux types de courant ?''' Parce que certains équipements électriques préfèrent l'un ou à l'autre! Grossièrement, l'alternatif est très pratique pour les machines tournantes (alternateur, moteur électrique) et l'abaissement ou l'élévation de tension (transformateur électrique), alors que le continu est pratique pour le stockage et l’électronique (batteries, PC, téléphones....etc). Les éléments chauffants s’accommodent très bien des deux types (chauffage électrique, résistance chauffante...).
Aujourd'hui, les technologies modernes permettent de convertir efficacement l'un à l'autre :
*Le courant alternatif d'un alternateur doit être converti avant de pouvoir recharger la batterie d'un motoplaneur

Pour associer deux éléments en parallèle, parmi tous les éléments à vérifier préalablement, il faut vérifier que le type (continue ou alternatif) et la valeur de la tension (en Volts).
*Par exemple, pour démarrer un motoplaneur avec une source d'énergie extérieure (groupe de parc, batterie externe...), il faut vérifier que la source extérieur est compatible avec le circuit de l'aéronef !

[[File:Cat demonstrating static cling with styrofoam peanuts upscayled 4x.jpg|thumb|Après de longs frottements du chat dans les chips de polystyrènes, ils sont chargés d’électricité statique et s'attirent!]]

===Électricité statique===

L'[[wikipedia:Décharge_électrostatique#Les_décharges_électrostatiques_dans_l'aviation|'''électricité statique''']] est une charge électrique, de très forte tension mais de très faible capacité (faible danger pour l'homme). L'électricité statique est souvent le résultat de frottements entre deux éléments plutôt isolant, l'un arrache des électrons à l'autre et le caractère isolant fait que les charges ne circulent pas et s'accumulent. Ces charges s'évacueront dès qu'elles trouvent un chemin plus ou moins conducteur, en créant un petit arc électrique le cas échéant (la "joutte" lorsqu'une personne touche un élément chargé). La présence d'électricité statique n'est pas une bonne chose et sur un aéronef, tout est fait pour qu'un chemin conducteur de "décharge" existe en permanence afin qu'aucune accumulation ne puisse se produire :
*Sur les aéronefs, toutes les pièces métalliques sont généralement reliés entre elles par des "tresses de masses".
*Sur les aéronefs métalliques, il existe des déperditeurs d'électricité statique pour évacuer les charges durant le vol.
*Lors de l'avitaillement, l’aéronef est connecté au sol via un câble pour décharger toute l'électricité statique avant d'approcher le pistolet à carburant.

En l'absence de ces dispositifs l'électricité statique se déchargera de manière aléatoire à travers un chemin non maitrisé, en créant potentiellement de petits arcs. Ces décharges spontanées peuvent à l'origine de perturbation des systèmes électriques et radios, et à l'origine d'incendie en présence de combustible.

<gallery mode="packed" widths="300px" heights="200px">
File:Static discharger.JPG|Déperditeurs électrostatiques utilisés en aviation générale
File:Static discharger with plastic guards.jpg|Déperditeur électrostatique moderne pour aviation commerciale
File:Wingletdetail.jpg|Déperditeurs électrostatiques sur une aile d'avion de ligne
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[[File:Lightning over Hudson River from Cold Spring.jpg|thumb|La foudre. Entre deux nuages (à gauche), entre un nuage et le sol (a droite)]]
=== La foudre ===
La [[wikipedia:Foudre#Pour_l'aviation|'''foudre''']] est le déchargement soudain de l'énergie électrique accumulée dans un nuage (vu l'épaisseur d'air traversé, il est facile de conclure à la tension colossale qui règne juste avant la décharge). Mais c'est le très fort courant circulant très brièvement dans la foudre qui occasionne des dégâts : '''Destruction des éléments trop petit là où passe la foudre au sol (fondus ou brulés)''', et génération d'un '''champ magnétique important à proximité du passage de la foudre''' qui peuvent détruire les équipements mal protégés.

Parmi les stratégies de protection contre la foudre :
*créer un chemin d’éléments conducteurs suffisamment important pour permettre la circulation du courant sans dommage (tresses de masses sur un aéronef, paratonnerre au sol...)
*Blinder les équipements fragiles pour les protéger des champs magnétiques, mais aussi ajouter des protections contre les surtensions créées par ces champs magnétiques.

=== Les batteries ===
*'''type et technologies''' : Au plomb, au plomb gélifié, au lithium...etc. Chacune a ses avantages. Le pilote planeur doit veiller attentivement à utiliser son type de batterie avec tous les accessoires compatibles avec ce type (exemple : chargeur spécifique pour batterie lithium).

*'''la tension de la batterie''' : généralement 12Volts de tension nominale pour les planeurs. Attention à ne pas installer ou connecter une batterie 24volts !

*'''la capacité''' : elle s’exprime en "Ampère x Heure" (symbole Ah). Une batterie de 12Ah est capable de fournir 12Ampères durant 1 heure, ou 6ampères pendant 2 heures, ou 0.5 ampères pendant 24heures...etc

*'''le courant maximum''' : caractéristique souvent oubliée, c'est ce qui fait la différence entre batterie de planeur (décharge lente, alimenter quelques instruments plusieurs heures : courant max de l'ordre de 10 à 50 ampères) et une batterie pour motoplaneur (pic de décharge pour alimenter un démarreur durant 10s : courant max de l'ordre 100 à 500 ampères).

Suivant les technologies une batterie sera apte supporter un certain nombre de '''cycle de charges'''. En atteignant ce nombre, la capacité de la batterie diminue.
La '''température''' est un élément qui impacte fortement le fonctionnement d'une batterie. Une température basse "engourdie" la batterie (les réactions chimiques qui génèrent le courant sont ralenties) qui semblera alors déchargée plus tôt que prévue. Une température trop élevée peut détruire la batterie, et pour certaines occasionner un incendie.

Toutes ces caractéristiques doivent être scrutées par le pilote afin d'utiliser correctement la batterie. Notamment pour utiliser le chargeur adapté, et connaitre les risques et actions à mener en cas de surchauffe ou d'incendie.

<gallery mode="packed" widths="300px" heights="200px">
File:Lead-acid battery for motorcycle.jpg|Batterie de démarrage pour motoplaneur : technologie plomb, 12volts, capacité 14Ah, courant max 190A.
Fichier:Batterie-lithium-12ah-12v.jpg|Batterie classique de planeur : technologie lithium, 12Volts, capacité 12Ah, prévue pour décharge profonde.
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===Composants électriques===
[[wikipedia:Interrupteur|'''Interrupteur''']] : Équipement actionné à la main pour relier un équipement à un autre. Allumer ou éteindre un équipement.

[[wikipedia:Relais_électromécanique|'''Relais''']] : C'est un interrupteur actionné par un dispositif électrique. Souvent utilisé pour commuter des puissances importantes (fort courant, gros câbles...). Dans le cas d'un aéronef, il permet par exemple d'utiliser un petit interrupteur au tableau de bord, connecté via des petits fils jusqu'au relais de forte puissance, qui est installé loin des équipements sensibles et plus proches des servitudes qu'il doit alimenter.

[[wikipedia:Fusible_(électricité)|'''Fusible''']] : Équipement de protection. Un fil de taille calibré fond lorsqu'un courant trop important le traverse, ce qui déconnecte d'alimentation électrique avant qu'une surchauffe ne survienne ailleurs. Il faut alors remplacer le fusible par un neuf.

[[wikipedia:Disjoncteur|'''Disjoncteur''' ou '''''Breaker''''' en Anglais]] : Équipement de protection. C'est un interrupteur qui déconnecte l'alimentation automatiquement si le courant dépasse la valeur nominale du breaker. Il a le même rôle qu'un fusible mais le breaker peut se réenclencher quasi-immédiatement par le pilote sans besoin d'un consommable de remplacement.

<gallery mode="packed" heights=200px>
File:Selection of Fuses.JPG|Différentes formes de '''Fusibles'''
File:On-Off Switch.jpg|Un '''interrupteur''' à levier
File:Delta Electronics DPS-350FB A - board 1 - OEG SDT-SS-112M - case removed-3045.jpg|Vue interne d'un '''relais''' électromécanique
File:Breaker panel in an aircraft.jpg|Panneau de '''breakers''' (disjoncteur en Français) dans un aéronef.
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<gallery mode="packed" heights=250px>
File:Push a breaker.jpg|Identification d'un '''breaker déclenché'''. Action pour le '''ré-enclencher'''.
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8-13 Batteries et systèmes électriques (motoplaneurs)

2026-09-21T07:20:56Z

Florentc59 : /* La foudre */

{{:8-_Aéronefs_(motoplaneurs)}}
== Batteries et systèmes électriques ==
Les planeurs purs et motoplaneurs utilisent des batteries pour s'approvisionner en électricité lors du vol. Le pilote peut être amené à manipuler une batterie, à la mettre en charge, ou utiliser des connexions pour permettre un démarrage avec une batterie externe.
Un niveau de connaissance minimal sur le sujet est nécessaire pour sécuriser ses actions.

===Généralités en électricité===

Une [[wikipedia:Tension_électrique|'''tension électrique''']] : C'est la force que possède chacun des électrons pour aller d'un endroit à un autre. L'unité de mesure de la tension est le [[wikipedia:Volt|'''Volt''']] (symbole : '''V'''). Une tension faible (<12Volts) ne représente quasiment aucun danger. Une tension importante (>50Volts) est dangereuse car les électrons auront l'énergie suffisante pour traverser le corps humain et y faire des dégâts. Une haute tension (>1000Volts) est très dangereuse car les électrons ont suffisamment d'énergie pour traverser une mince couche d'air : il est possible de s’électrocuter sans toucher le conducteur !
*ordre de grandeur : La tension entre les deux bornes d'une batterie automobile ou d'une batterie de planeur est de 12Volts.
*La tension dans un système de motorisation electrqie de planeur ou de voiture peut atteindre plusieurs centaines de volts (attention danger !)
*La tension envoyé sur une bougie d'allumage est de l'ordre de 10 000 volts et permet aux électrons de franchir un petit espace d'air, donc de faire une étincelle. Les gaines isolantes des fils qui transportent ces tensions élevés sont très épaisses pour pouvoir garder leur propriété isolante.

Le [[wikipedia:Courant_électrique|'''courant électrique''']] : C'est le déplacement des électrons dans [[wikipedia:Conducteur_(électricité)|'''un matériau conducteur''']]. Il est analogue au débit d'un fluide dans un tuyau. L'unité de mesure de l'intensité du courant est [[wikipedia:Ampère|'''l'Ampère''']] (symbole :'''A'''). Le risque bien connu associé à l'intensité est de faire circuler un courant trop important dans un fil dont l'âme conductrice est d'un diamètre trop petit : le fil va s'échauffer jusqu'à prendre feu.
*ordre de grandeur : dans les planeurs, il faut un fil de cuivre d'un diamètre de 1.13mm (section de 1mm²) pour permettre le passage d'un courant d'une intensité de 3 à 5 ampères en toute sécurité.

La [[wikipedia:Résistance_(électricité)|'''Résistance électrique''']] d'un matériau : les matériaux s'oppose plus ou moins au passage d'un courant électrique. Le cuivre et l'aluminium s'y oppose très peu (résistance faible), le graphite s'y oppose fortement (résistance moyenne), le plastique s'y oppose complètement (résistance infini - isolant). La résistance électrique se mesure en [[wikipedia:Ohm_(unité)|'''Ohm''']] (symbole : '''Ω''').

<gallery mode="packed" widths="300px" heights="200px">
File:ElectricCurrent.gif|Représentation du courant électrique positif (en haut) et négatif (en bas)
File:Volts ohms amps.png|thumb|L'interaction en la tension (volts), la résistance (ohms), et le courant (amps)
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Le '''Champ magnétique''' : La circulation d'un courant électrique dans un câble génère un champ magnétique, et réciproquement un champ magnétique (qui varie) peut induire la circulation d'un courant électrique (phénomène d'antenne).
*Une antenne radio placé à côté d'un gros fil d'alimentation n'est pas une bonne idée : l'antenne va capter le champ magnétique généré par le fil d'alimentation.
*Un compas magnétique doit être placé loin des gros fils d'alimentations électriques.
*Un microprocesseur génère beaucoup de perturbation magnétique. Pour ne pas polluer les autres appareils, il est généralement blindé (enfermé dans un caisson métallique).
*Certaines batteries portatives "power bank" peuvent générer des parasites, parfois audible via la radio VHF.

'''Courant alternatif et courant continu'''
*Le [[wikipedia:courant_continu|courant continu]] est un type d'alimentation sont le sens est constant. C'est, par exemple, le type de courant délivré par les piles, les batteries.
*Le [[wikipedia:Courant_alternatif|courant alternatif]] est un type d'alimentation électrique qui change de sens de manière cyclique. C'est, par exemple, le type de courant délivré par un alternateur.

'''Pourquoi ces deux types de courant ?''' Parce que certains équipements électriques préfèrent l'un ou à l'autre! Grossièrement, l'alternatif est très pratique pour les machines tournantes (alternateur, moteur électrique) et l'abaissement ou l'élévation de tension (transformateur électrique), alors que le continu est pratique pour le stockage et l’électronique (batteries, PC, téléphones....etc). Les éléments chauffants s’accommodent très bien des deux types (chauffage électrique, résistance chauffante...).
Aujourd'hui, les technologies modernes permettent de convertir efficacement l'un à l'autre :
*Le courant alternatif d'un alternateur doit être converti avant de pouvoir recharger la batterie d'un motoplaneur

Pour associer deux éléments en parallèle, parmi tous les éléments à vérifier préalablement, il faut vérifier que le type (continue ou alternatif) et la valeur de la tension (en Volts).
*Par exemple, pour démarrer un motoplaneur avec une source d'énergie extérieure (groupe de parc, batterie externe...), il faut vérifier que la source extérieur est compatible avec le circuit de l'aéronef !

[[File:Cat demonstrating static cling with styrofoam peanuts upscayled 4x.jpg|thumb|Après de longs frottements du chat dans les chips de polystyrènes, ils sont chargés d’électricité statique et s'attirent!]]
===Électricité statique===

L'[[wikipedia:Décharge_électrostatique#Les_décharges_électrostatiques_dans_l'aviation|'''électricité statique''']] est une charge électrique, de très forte tension mais de très faible capacité (faible danger pour l'homme). L'électricité statique est souvent le résultat de frottements entre deux éléments plutôt isolant, l'un arrache des électrons à l'autre et le caractère isolant fait que les charges ne circulent pas et s'accumulent. Ces charges s'évacueront dès qu'elles trouvent un chemin plus ou moins conducteur, en créant un petit arc électrique le cas échéant (la "joutte" lorsqu'une personne touche un élément chargé). La présence d'électricité statique n'est pas une bonne chose et sur un aéronef, tout est fait pour qu'un chemin conducteur de "décharge" existe en permanence afin qu'aucune accumulation ne puisse se produire :
*Sur les aéronefs, toutes les pièces métalliques sont généralement reliés entre elles par des "tresses de masses".
*Sur les aéronefs métalliques, il existe des déperditeurs d'électricité statique pour évacuer les charges durant le vol.
*Lors de l'avitaillement, l’aéronef est connecté au sol via un câble pour décharger toute l'électricité statique avant d'approcher le pistolet à carburant.

En l'absence de ces dispositifs l'électricité statique se déchargera de manière aléatoire à travers un chemin non maitrisé, en créant potentiellement de petits arcs. Ces décharges spontanées peuvent à l'origine de perturbation des systèmes électriques et radios, et à l'origine d'incendie en présence de combustible.

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File:Static discharger.JPG|Déperditeurs électrostatiques utilisés en aviation générale
File:Static discharger with plastic guards.jpg|Déperditeur électrostatique moderne pour aviation commerciale
File:Wingletdetail.jpg|Déperditeurs électrostatiques sur une aile d'avion de ligne
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[[File:Lightning over Hudson River from Cold Spring.jpg|thumb|La foudre. Entre deux nuages (à gauche), entre un nuage et le sol (a droite)]]
=== La foudre ===
La [[wikipedia:Foudre#Pour_l'aviation|'''foudre''']] est le déchargement soudain de l'énergie électrique accumulée dans un nuage (vu l'épaisseur d'air traversé, il est facile de conclure à la tension colossale qui règne juste avant la décharge). Mais c'est le très fort courant circulant très brièvement dans la foudre qui occasionne des dégâts : '''Destruction des éléments trop petit là où passe la foudre au sol (fondus ou brulés)''', et génération d'un '''champ magnétique important à proximité du passage de la foudre''' qui peuvent détruire les équipements mal protégés.

Parmi les stratégies de protection contre la foudre :
*créer un chemin d’éléments conducteurs suffisamment important pour permettre la circulation du courant sans dommage (tresses de masses sur un aéronef, paratonnerre au sol...)
*Blinder les équipements fragiles pour les protéger des champs magnétiques, mais aussi ajouter des protections contre les surtensions créées par ces champs magnétiques.

=== Les batteries ===
*'''type et technologies''' : Au plomb, au plomb gélifié, au lithium...etc. Chacune a ses avantages. Le pilote planeur doit veiller attentivement à utiliser son type de batterie avec tous les accessoires compatibles avec ce type (exemple : chargeur spécifique pour batterie lithium).

*'''la tension de la batterie''' : généralement 12Volts de tension nominale pour les planeurs. Attention à ne pas installer ou connecter une batterie 24volts !

*'''la capacité''' : elle s’exprime en "Ampère x Heure" (symbole Ah). Une batterie de 12Ah est capable de fournir 12Ampères durant 1 heure, ou 6ampères pendant 2 heures, ou 0.5 ampères pendant 24heures...etc

*'''le courant maximum''' : caractéristique souvent oubliée, c'est ce qui fait la différence entre batterie de planeur (décharge lente, alimenter quelques instruments plusieurs heures : courant max de l'ordre de 10 à 50 ampères) et une batterie pour motoplaneur (pic de décharge pour alimenter un démarreur durant 10s : courant max de l'ordre 100 à 500 ampères).

Suivant les technologies une batterie sera apte supporter un certain nombre de '''cycle de charges'''. En atteignant ce nombre, la capacité de la batterie diminue.
La '''température''' est un élément qui impacte fortement le fonctionnement d'une batterie. Une température basse "engourdie" la batterie (les réactions chimiques qui génèrent le courant sont ralenties) qui semblera alors déchargée plus tôt que prévue. Une température trop élevée peut détruire la batterie, et pour certaines occasionner un incendie.

Toutes ces caractéristiques doivent être scrutées par le pilote afin d'utiliser correctement la batterie. Notamment pour utiliser le chargeur adapté, et connaitre les risques et actions à mener en cas de surchauffe ou d'incendie.

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File:Lead-acid battery for motorcycle.jpg|Batterie de démarrage pour motoplaneur : technologie plomb, 12volts, capacité 14Ah, courant max 190A.
Fichier:Batterie-lithium-12ah-12v.jpg|Batterie classique de planeur : technologie lithium, 12Volts, capacité 12Ah, prévue pour décharge profonde.
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===Composants électriques===
[[wikipedia:Interrupteur|'''Interrupteur''']] : Équipement actionné à la main pour relier un équipement à un autre. Allumer ou éteindre un équipement.

[[wikipedia:Relais_électromécanique|'''Relais''']] : C'est un interrupteur actionné par un dispositif électrique. Souvent utilisé pour commuter des puissances importantes (fort courant, gros câbles...). Dans le cas d'un aéronef, il permet par exemple d'utiliser un petit interrupteur au tableau de bord, connecté via des petits fils jusqu'au relais de forte puissance, qui est installé loin des équipements sensibles et plus proches des servitudes qu'il doit alimenter.

[[wikipedia:Fusible_(électricité)|'''Fusible''']] : Équipement de protection. Un fil de taille calibré fond lorsqu'un courant trop important le traverse, ce qui déconnecte d'alimentation électrique avant qu'une surchauffe ne survienne ailleurs. Il faut alors remplacer le fusible par un neuf.

[[wikipedia:Disjoncteur|'''Disjoncteur''' ou '''''Breaker''''' en Anglais]] : Équipement de protection. C'est un interrupteur qui déconnecte l'alimentation automatiquement si le courant dépasse la valeur nominale du breaker. Il a le même rôle qu'un fusible mais le breaker peut se réenclencher quasi-immédiatement par le pilote sans besoin d'un consommable de remplacement.

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File:Selection of Fuses.JPG|Différentes formes de '''Fusibles'''
File:On-Off Switch.jpg|Un '''interrupteur''' à levier
File:Delta Electronics DPS-350FB A - board 1 - OEG SDT-SS-112M - case removed-3045.jpg|Vue interne d'un '''relais''' électromécanique
File:Breaker panel in an aircraft.jpg|Panneau de '''breakers''' (disjoncteur en Français) dans un aéronef.
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File:Push a breaker.jpg|Identification d'un '''breaker déclenché'''. Action pour le '''ré-enclencher'''.
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8-12 Systèmes Water-Ballasts (motoplaneurs)

2026-09-21T07:04:48Z

Florentc59 : /* Systèmes Water-Ballasts */

{{:8-_Aéronefs_(motoplaneurs)}}
== Systèmes Water-Ballasts ==
[[File:Filling water ballast tanks in a Jantar Standard 3.jpg|thumb|Remplissage d'un ballast dans un planeur Jantar Standard 3. Noter le '''découplage du tuyau d'eau (entonnoir)''' pour empêcher toute surpression dans l'aile]]

[[File:Glider finishing.jpg|thumb|Planeur en cours de déballastage]]
Les '''water-ballasts''' (ou ''lest d'eau'') sont des réservoirs permettant d'augmenter la masse du planeur dans le but de transposer les meilleures performances du planeur à des vitesse plus élevés. Les water-ballasts sont remplis par le pilote avant le décollage et peuvent être vidés partiellement ou totalement à tout moment du vol.

Le système de water-ballast se compose :

* De '''réservoirs''', très souvent situé dans l'aile (poches souples ou réservoirs structuraux)
* D'une ou plusieurs '''vannes de vidange''', dont la commande d'ouverture se trouve dans le cockpit,
* Éventuellement d'une '''mise à l'air libre''', pour permettre à l'air d'entrer et sortir du réservoir.

Le remplissage des réservoirs peut se faire par la sortie de vidange, ou par un orifice de remplissage sur le dessus de l'aile. '''Les réservoirs ne doivent jamais être remplis sous pression''' sous peine de voir l'aile exploser. Par exemple, le raccordement direct au réseau d'eau courante est à proscrire. Dans tous les cas, '''le manuel de vol''' précise la méthode pour remplir les ballasts. Ces méthodes sont très différentes d'un planeur à l'autre et doivent être suivies scrupuleusement.

La température extérieure doit être surveillée durant tout le vol. Par temps froids, le constructeur '''demande la vidange des water-ballasts pour éviter la congélation de l'eau'''. L'eau solidifiée en glace prend du volume et pourrait détruire l'aile. Les seuils de températures sont définies dans le manuel de vol du planeur.

Les réservoirs étant généralement placé dans l'avant de l'aile, leur remplissage à pour '''conséquence un centrage plus avant'''. Pour remédier à cela, les constructeurs peuvent placer un water-ballast dans la queue du planeur. Lors de la vidange, le ballast de queue se vide proportionnellement aux ballasts de l'aile pour conserver le même centrage quelque soit le niveau de vidange.

Lorsque le planeur est alourdi :

* il devient moins performant à basse vitesse, mais '''meilleur à haute vitesse'''. C'est donc rentable dans les situations où le temps de spirale est faible, et les vitesses de transitions élevées (cas des journées où la convection est forte)
* La v'''itesse de décrochage augmente''' : il est fortement recommandé de déballaster avant l'atterrissage

8-12 Systèmes Water-Ballasts (motoplaneurs)

2026-09-21T07:04:00Z

Florentc59 : /* Systèmes Water-Ballasts */

{{:8-_Aéronefs_(motoplaneurs)}}
== Systèmes Water-Ballasts ==
[[File:Filling water ballast tanks in a Jantar Standard 3.jpg|thumb|Remplissage d'un ballast dans un planeur Jantar Standard 3. Noter le '''découplage du tuyau d'eau (entonnoir)''' pour éviter toute surpression dans l'aile]]

[[File:Glider finishing.jpg|thumb|Planeur en cours de déballastage]]
Les '''water-ballasts''' (ou ''lest d'eau'') sont des réservoirs permettant d'augmenter la masse du planeur dans le but de transposer les meilleures performances du planeur à des vitesse plus élevés. Les water-ballasts sont remplis par le pilote avant le décollage et peuvent être vidés partiellement ou totalement à tout moment du vol.

Le système de water-ballast se compose :

* De '''réservoirs''', très souvent situé dans l'aile (poches souples ou réservoirs structuraux)
* D'une ou plusieurs '''vannes de vidange''', dont la commande d'ouverture se trouve dans le cockpit,
* Éventuellement d'une '''mise à l'air libre''', pour permettre à l'air d'entrer et sortir du réservoir.

Le remplissage des réservoirs peut se faire par la sortie de vidange, ou par un orifice de remplissage sur le dessus de l'aile. '''Les réservoirs ne doivent jamais être remplis sous pression''' sous peine de voir l'aile exploser. Par exemple, le raccordement direct au réseau d'eau courante est à proscrire. Dans tous les cas, '''le manuel de vol''' précise la méthode pour remplir les ballasts. Ces méthodes sont très différentes d'un planeur à l'autre et doivent être suivies scrupuleusement.

La température extérieure doit être surveillée durant tout le vol. Par temps froids, le constructeur '''demande la vidange des water-ballasts pour éviter la congélation de l'eau'''. L'eau solidifiée en glace prend du volume et pourrait détruire l'aile. Les seuils de températures sont définies dans le manuel de vol du planeur.

Les réservoirs étant généralement placé dans l'avant de l'aile, leur remplissage à pour '''conséquence un centrage plus avant'''. Pour remédier à cela, les constructeurs peuvent placer un water-ballast dans la queue du planeur. Lors de la vidange, le ballast de queue se vide proportionnellement aux ballasts de l'aile pour conserver le même centrage quelque soit le niveau de vidange.

Lorsque le planeur est alourdi :

* il devient moins performant à basse vitesse, mais '''meilleur à haute vitesse'''. C'est donc rentable dans les situations où le temps de spirale est faible, et les vitesses de transitions élevées (cas des journées où la convection est forte)
* La v'''itesse de décrochage augmente''' : il est fortement recommandé de déballaster avant l'atterrissage

8-12 Systèmes Water-Ballasts (motoplaneurs)

2026-09-21T07:03:36Z

Florentc59 : /* Systèmes Water-Ballasts */

{{:8-_Aéronefs_(motoplaneurs)}}
== Systèmes Water-Ballasts ==
[[File:Filling water ballast tanks in a Jantar Standard 3.jpg|Remplissage d'un ballast dans un planeur Jantar Standard 3. Noter le '''découplage du tuyau d'eau (entonnoir)''' pour éviter toute surpression dans l'aile]]

[[File:Glider finishing.jpg|thumb|Planeur en cours de déballastage]]
Les '''water-ballasts''' (ou ''lest d'eau'') sont des réservoirs permettant d'augmenter la masse du planeur dans le but de transposer les meilleures performances du planeur à des vitesse plus élevés. Les water-ballasts sont remplis par le pilote avant le décollage et peuvent être vidés partiellement ou totalement à tout moment du vol.

Le système de water-ballast se compose :

* De '''réservoirs''', très souvent situé dans l'aile (poches souples ou réservoirs structuraux)
* D'une ou plusieurs '''vannes de vidange''', dont la commande d'ouverture se trouve dans le cockpit,
* Éventuellement d'une '''mise à l'air libre''', pour permettre à l'air d'entrer et sortir du réservoir.

Le remplissage des réservoirs peut se faire par la sortie de vidange, ou par un orifice de remplissage sur le dessus de l'aile. '''Les réservoirs ne doivent jamais être remplis sous pression''' sous peine de voir l'aile exploser. Par exemple, le raccordement direct au réseau d'eau courante est à proscrire. Dans tous les cas, '''le manuel de vol''' précise la méthode pour remplir les ballasts. Ces méthodes sont très différentes d'un planeur à l'autre et doivent être suivies scrupuleusement.

La température extérieure doit être surveillée durant tout le vol. Par temps froids, le constructeur '''demande la vidange des water-ballasts pour éviter la congélation de l'eau'''. L'eau solidifiée en glace prend du volume et pourrait détruire l'aile. Les seuils de températures sont définies dans le manuel de vol du planeur.

Les réservoirs étant généralement placé dans l'avant de l'aile, leur remplissage à pour '''conséquence un centrage plus avant'''. Pour remédier à cela, les constructeurs peuvent placer un water-ballast dans la queue du planeur. Lors de la vidange, le ballast de queue se vide proportionnellement aux ballasts de l'aile pour conserver le même centrage quelque soit le niveau de vidange.

Lorsque le planeur est alourdi :

* il devient moins performant à basse vitesse, mais '''meilleur à haute vitesse'''. C'est donc rentable dans les situations où le temps de spirale est faible, et les vitesses de transitions élevées (cas des journées où la convection est forte)
* La v'''itesse de décrochage augmente''' : il est fortement recommandé de déballaster avant l'atterrissage