8-4 Commandes de vol (motoplaneurs)

Commandes de vol

Commandes de vol primaires

Relations entre les commandes de vol et la rotation autour du centre de gravité de l’appareil
A): aileron, B): manche, C): gouvernail de profondeur, D) gouvernail de direction

Les commandes de vol primaires sont :

• La commande de profondeur : Le manche AVANT/ARRIÈRE est connecté à la gouverne de profondeur et permet d'ajuster l'assiette de l'aéronef.
• La commande des ailerons : Le manche DROITE/GAUCHE est connecté aux ailerons et permet d'ajuster l'inclinaison de l'aéronef.
• La commande de direction : Les palonniers sont connectés à la gouverne de direction et permet de faire tourner l'aéronef autour de l'axe des lacets.

Le circuit de commande permet de transmettre les efforts du pilote, dans toutes les situations autorisées par le constructeur. Par exemple, avec les ailes fléchies vers le bas (au sol, à cause de leur propre poids) ou vers le haut (en vol, à cause de la portance), le plein débattement et la liberté de mouvement est garantie par le constructeur. Toutefois, des éléments extérieurs peuvent impacter le bon fonctionnement du système : un objet étranger qui se glisse sous le siège, un scotch d'étanchéité de gouverne qui vieilli, un mauvais remontage du planeur, l'usure...Pour parer à ces éventualités, le pilote réalise des contrôles lors de la visite prévol : le libre débattement, le plein débattement, et le débattement dans le bon sens des gouvernes.

Commandes de vol secondaires

Le compensateur (trim)

Manette de couleur verte, permet d’exercer un effort permanent sur le la commande de profondeur à la place du pilote. lorsque le pilote souhaite maintenir une assiette différente (longue montée en moto-planeur, longue spirale...). Cette action est fatigante et difficile à maintenir précisément durant un long moment. Le compensateur permet de "régler" le planeur afin qu'il conserve la nouvelle assiette, l'attention du pilote peut alors être porté sur d'autres choses. Deux types de compensateur sont utilisés sur la commande profondeur :

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  Compensateur aérodynamique. Dans le cas d'une gouverne de profondeur, l'image présente ici un réglage du compensateur à cabrer
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  Compensateur par boite à ressort. Dans le cas d'une gouverne de profondeur, l'image présente ici un réglage du compensateur à cabrer
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  Commande de Compensateur du planeur Pegase C101

Les aérofreins

Manette de couleur bleu, elle est connectée à des palettes dans les ailes qui peuvent sortir dans le but d'augmenter fortement la trainé. Le planeur perd de l'énergie plus rapidement. Le pilote utilise les aérofreins soit pour diminuer la vitesse rapidement, soit pour diminuer l'altitude rapidement, soit une combinaison des deux.

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  Aérofreins d'extrados classique, très courant sur les planeurs modernes

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  Aérofreins de bord de fuite

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  Aérofrein extrados + intrados, courant sur les planeurs anciens

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  Commande d'aérofrein du planeur ASK21

Les volets de courbures

Manette de couleur noire, elle est connectée aux volets situés sur le bord de fuite des ailes.

• Lorsque les volets sont braqués vers le bas (braquage positif), la courbure augmente et rend l'aile plus adaptée aux basses vitesses.
• Lorsque les volets sont braqués vers le haut (braquage négatif), la courbure diminue et rend l'aile plus adaptée aux hautes vitesses.
• La configuration "lisse" (braquage nulle) équivaux à une configuration de l'aile ayant les performances de finesse maximale pour le planeur (a vitesse modérée).

L'utilisation des volets de courbure est plus intense en planeur qu'en ULM ou en avion de tourisme. En effet, le pilote du planeur ajuste très souvent la position des volets en fonction de la phase de vol :

• Les volets sont braqués en positif "un peu" pour le décollage : l'objectif est de quitter le sol à une vitesse plus faible, sans trop augmenter la trainé,
• Les volets sont braqués en positif pour la prise d'ascendances thermiques (voler moins vite pour avoir un rayon de spirale plus petit),
• Les volets sont braqués en négatif suivant 2 ou 3 positions différentes pour la transition entre deux ascendances (voler à des vitesses élevés),
• Les volets sont braqués en positif "beaucoup" pour l'approche et l'atterrissage : Augmenter la trainée pour facilité la décente lors de l'approche et atterrir à une vitesse plus faible.

Pour toutes ces situations de vol, les planeurs à volet disposent de 5 à 7 positions de volets différentes! Il faut noter que le braquage des volets change la forme globale du profil de l'aile, les repères de pilotage et notamment l'assiette changent pour chaque position de volets. Si le pilote conserve la même assiette, le planeur ralenti si les volets sont braqués en positif, et le planeur accélère si les volets sont braqués en négatif. Réciproquement, à la même vitesse, les assiettes de vol sont plus piqués avec un braquage positif, et plus cabré avec un braquage négatif (ce comportement peut être utilisé lors des décollages en remorqué : un petit braquage positif pour avoir une assiette plus piqué et une meilleure visibilité vers l'avant)

Dans certains cas, les ailerons peuvent contribuer à la fonction de volet de courbure : on appel une telle gouverne flaperon (une contraction de flap (volets en français) et d'aileron (aileron en français)).

Principes de transmission de l’effort du pilote

Les commandes de vol d'un aéronef englobent l'ensemble des dispositifs présent dans le poste de pilotage et leurs liaisons mécaniques, hydrauliques ou électriques qui permettent d'agir sur les gouvernes. Les manettes de commande des moteurs, les systèmes d'assistance au pilotage en font partie. La liaison mécanique directe entre les commandes de vol et les gouvernes est la méthode principalement utilisée en aviation générale. Le pilote ressent directement les forces aérodynamiques appliquées sur les gouvernes, ce qui lui donne des informations complémentaires pour analyser une situation (par exemple une commande dure signifie que l'aéronef évolue à vitesse élevé, une commande trop molle signifie que la vitesse est peut-être trop faible).

Cette transmission mécanique peut se faire par plusieurs moyens qui ont chacun leurs avantage et inconvénients :

• Par câbles : Le câble permet uniquement de "tirer", il en faut donc deux pour une gouverne qu'il faut actionner dans les deux sens. La transmission par câble est souvent utilisée dans les planeurs pour la liaison entre les palonniers et la gouverne de direction ainsi que pour la liaison entre la poignée jaune de largage et le crochet de remorquage. Ce système est très fiable mais impose un cheminement des câbles quasi-rectiligne.
• Par tubes ou bielles rigides : La bielle permet de "tirer" et de "pousser", donc une seule bielle suffit pour actionner une gouverne. Dans les planeurs, ce principe est généralement utilisé pour les ailerons, la gouverne de profondeur et les aérofreins. Tout comme les câbles, le système est très fiable et performant, mais le cheminement des bielles dans la cellule est complexe et nécessite des renvois de commandes. Ce système permet aussi une déconnexion plus aisée que les câbles lors de la mise en remorque du planeur.
• Par hydraulique : De l'huile est comprimée par l'action du pilote et est acheminée par un tuyau jusqu’à l'équipement où elle met un piston sous pression pour actionner un équipement. Dans les planeurs, ça peut être le cas du système de freinage, ou en motoplaneur du système de commande de pas d'hélice. Le gros avantage des commandes hydrauliques est l'aspect flexible du tuyau : il peut cheminer dans le fuselage de manière complexe, et changer de cheminement (utile pour un actionner un frein de roue sur un train rentrant !). Ce système nécessite un niveau d'huile suffisant, et l'absence de fuites.
• Par système électrique : Le pilote actionne un bouton, un interrupteur ou un curseur qui envoie un signal via des câbles électriques à un moteur en charge d'actionner un équipement. Quelques rares aéronefs disposent d'un compensateur de profondeur actionné électriquement. L'inconvénient majeur du système est la nécessité de disposer d'une source électrique fiable durant tout le vol - ce n'est pas le cas des planeurs. Les démoustiqueurs de bord d'attaque sur les planeurs de compétitions ne sont pas critiques pour la sécurité du vol et sont souvent actionnées par des moteurs électriques.

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  commande de vol par câbles sur un avion de collection DH82A Tiger Moth.

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  commande de vol par bielles dans le fuselage d'un planeur