9-4 Techniques de Navigation à vue (motoplaneurs)
VFR : Visual Flight Rules.
La navigation à vue est pratiquée depuis les origines de l’aéronautique et reste encore le moyen le plus utilisé par l’aviation légère. Le pilote connaît sa position en cherchant au sol des repères qui figurent sur sa carte. Il suit une trajectoire en se déplaçant d’un point de repère à l’autre, en suivant un repère continu tel qu’une autoroute ou une rivière, en utilisant un compas pour naviguer dans une direction définie, ou encore en utilisant des instruments radio.
Tous ces moyens de naviguer peuvent se regrouper en différentes méthodes :
Le cheminement
Cheminer consiste à utiliser les repères au sol caractéristiques et bien visibles depuis un aéronef. Cette méthode peut être utilisée chaque fois qu'une partie du parcours amène à longer un repère naturel ou artificiel (autoroute, rivière importante) pendant un certain temps. On appelle aussi cheminement le fait de se diriger, à vue, de repères en repères situés à proximité l'un de l'autre.
Il est important de choisir de bon repères, facilement visibles et reconnaissables, comme les fleuves, les autoroutes, les côtes, les voies ferrées importantes.
En vol, il est courant de confondre différents repères et ainsi avancer dans une mauvaise direction. A court terme, cela engendre une situation d’égarement. Afin de limiter les confusions, le pilote doit chercher à conforter sa position par plusieurs repères. Pour garder une bonne conscience de la situation, le pilote doit évaluer le niveau de certitude dans l'évaluation de sa position (1 à 2 repères = position peu sûre à conforter au plus vite, 3 à 4 repères = position fiable, 5 à 6 repères = position très fiable...)
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Le principe de l'estime est simple : connaissant une position de départ, il s'agit de déterminer le cap à prendre et l'Heure Estimée d'Arrivée (ETA - Estimated Time of Arrival) pour arriver sur un point caractéristique ou sur un aérodrome. Il peut s'agir aussi, après un temps de vol à un cap donné, de déterminer la position de l'avion.
L'estime est la technique de navigation adaptée lorsque l'on souhaite joindre deux points par le trajet le plus direct (une ligne droite) et que le cheminement n'est pas possible par manque de repères (ou des repères trop éloignés l'un de l'autre).
La méthode est la suivante : au départ, étant en possession des informations météorologiques, vous avez une estimation du vent prévu sur votre trajet. Vous pouvez donc estimer approximativement la dérive et l'afficher dès le départ. D'autre part, vous avez estimé, lors de la préparation du vol, le temps nécessaire pour parcourir la distance entre deux repères.
En pratique, on adopte une incertitudes plus ou moins importante suivant la qualité des informations (vent, précision compas...) ou la capacité du pilote à suivre les données affichées. En vol, après avoir évalué les écarts sur le premier tronçon de la navigation, une meilleure estimation pourra être faite sur le second tronçon.
Le vocabulaire pour naviguer à l'estime
- Les Vitesses :
- La Vitesse Indiquée : En vol, l'indicateur de vitesse affiche la Vitesse Indiquée (VI ou IAS pour Indicated Air Speed en anglais). Cette indication n'est pas exacte.
- La Vitesse Conventionnelle : C'est la Vitesse indiquée corrigée des erreurs de position des sondes de pression et des erreurs d'instrument. C'est la Vitesse Conventionnelle (Vc ou CAS pour Calibrated Air Speed en anglais);
- La Vitesse Vrai : C'est la Vitesse conventionnelle corrigée des écarts de pression et température par rapport au niveau de la mer. c'est la Vitesse Vrai (Vv ou TAS pour True Air Speed en anglais);
- La Vitesse Propre : C'est la composante horizontale de la Vitesse vrai. En vol en palier, la vitesse vrai et la vitesse propre sont égales.
- la Vitesse sol : On applique les effets du vent sur la Vitesse Propre pour obtenir la vitesse sol (Vs ou GS pour Ground Speed en anglais). Généralement, en vol, seul les effets du vent effectif sont appliqués pour calculer la valeur de la vitesse sol (les effets du vent traversier étant ignorés par approximation).
Vent de face, la vitesse sol est plus faible.
Vent arrière, la vitesse sol est plus élevée.
les composantes d'un vent quelconque.
- la Route : C'est la direction du chemin tracé sur la carte (la trajectoire escomptée par rapport au sol). La route peut être exprimée par rapport au Nord vrai (autre nom du Nord géographique) ou par rapport au Nord magnétique. On parle alors de Route vrai ou de Route magnétique
- le Cap : C'est la direction de la ligne de fois de l'aéronef (l'axe longitudinal de l'aéronef). Le cap peut être exprimé par rapport au Nord compas, au Nord magnétique, ou au Nord vrai. On parle alors respectivement de cap compas, de cap magnétique, ou de cap vrai. En l'absence de vent de travers, le cap et la route sont identiques.
- Le vent (force et direction) : Le vent est un élément essentiel qu'il faut prendre en compte pour naviguer précisément. Afin d'appréhender facilement l'impact du vent sur la navigation, on décompose le vent en deux parties : Le vent effectif qui est la composante venant de face ou de derrière, et le vent de travers qui est la composante venant perpendiculairement à la trajectoire.
- la Dérive : c'est l'angle entre le cap et la route lorsque l'aéronef subit un vent de travers. Le pilote doit anticiper la dérive pour respecter la route souhaitée en prenant un cap "au vent". C'est la correction de dérive ou angle de correction de dérive.
les composantes d'un vent quelconque.
La construction du triangle des vitesses permet de connaître avec exactitude la vitesse sol et l'angle de dérive.
Après application d'un cap au vent pour créer un angle de correction de dérive.
- ETA : Estimated Time of Arrival en anglais. C'est l'heure d'arrivée calculé grâce à la vitesse sol escomptée sur le parcours prévue.
Utilisation d'un computer de navigation
Un computer de navigation est une forme de règle à calcul circulaire utilisée dans l' aviation. Il est peu utilisé pour la pratique du vol en motoplaneur. Les détails de l'article ci-dessus permettent d'aller plus loin dans la recherche d'informations sur le computer de navigation.
Conversion CAS-TAS
Un computer de navigation E6B couramment utilisé par les élèves-pilotes.
conversion nm-km sur un computer de navigation CRP-5
Préparation et réalisation d'une navigation à l'estime
Log de nav Tracé sur carte...
Les formules de calcul de la prise en compte du vent sur la route
Exemple avec :
- Vitesse propre - Vp : 120 kn
- Distance D : 90 NM
- Route magnétique Rm : 065°
- Vent provenance 190°
- Velocity Wind Vw : 25 kn
| Formule | Résultats | |
|---|---|---|
| 1 / Facteur de base | Fb = 60 / Vp | Fb : 60 / 120 = 0,5 |
| 2 / Dérive max | Xm = Fb × Vw | Xm : 0,5 × 25 = 12,5 |
| 3 / Valeur de l’angle | α : tjs < 90 route [+ 180°] – Vent° | 065° + 180° - 190° = 55° |
| 4 / Angle vent α | si degré > 20 : sinus α = (dizaines degrés + 2) / 10
si degré ≤ 20 : sinus α = (dizaines degrés + 1) / 10 sin(10)=0,2 sin(20)=0,3 sin(30)=0,5 sin(40)=0,6 sin(50)=0,7 |
sin (55°) = (5,5 + 2) / 10 = 0,75 |
| 5 / Dérive | X = Xm × sin α | X = 12,5 × 0,75 = 9,4 |
| 6 / Cap Compas | m –(X) = Cm –(d) = CC | 065° + 9,4 = 75° |
| 7 / Vent effectif | Ve = Vw × cos α
Pour mémoire cos α = sin (90 - α) |
Ve = 25 kn × sin(90 - 55)
Ve = 25 × sin 35 = 25 × 0,5 = 12,5 kn |
| 8 / Vitesse sol | Vs = Vp ± Ve | Vs = 120 kn + 12,5 kn = 132,5 kn |
| 9 / Nouveau Facteur Base | NFb = 60/Vs | NFb = 60 / 132,5 = 0,45 |
| 10 / Temps estimé | Te = distance × NFb | Te = 90 × 0,45 = 40 min |
Principe de l’erreur systématique
La difficulté de la navigation à l'estime réside dans l'incertitude qu'elle créée. Plus la distance à franchir est importante, plus l'incertitude sur la position est grande. L'erreur systématique consiste à naviguer à l'estime en direction d'un repère impossible à "rater" (côte maritime, fleuve etc.) en créant une erreur volontaire de trajectoire du côté droite ou du côté gauche. Une fois arrivé au large repère, la navigation par cheminement va reprendre vers la droite ou vers la gauche en fonction de sens de l’erreur systématique créée avant. L'erreur systématique permet de connaître à coup sûr la direction à prendre lorsque le repère est atteint remarquable.