Petite histoire en vitesse …

Bee Gee · 03-12-2009 10:58:42

Les histoires de vitesse et nb de mach ne sont toujours bien simple à « intuiter » chez les « avionneux » et c'est souvent pas bien expliqué alors on va faire par étape, en prenant les choses à l'envers de ce qu'on enseigne habituellement cela fait donc figure de test !

Ce qui intéresse le navigateur c'est la vitesse sol qu'on nomme "GS" pour Ground Speed et est exprimé en noeuds Kts (knot en breton)

1 kt = 1.852 km/h soit 1 mille nautique par heure soit 1 minute d'angle de méridien terrestre à 60 kt on parcourt 1 degré de méridien par heure, on peut ainsi mesurer sans règle une distance sur une carte avec un compas à pointe sèche, on reporte la mesure sur le méridien le plus proche et on compte les degrés et minutes qui vont donner la distance en nautique 1° = 60 nm, 1' = 1 Nm

Jusqu'à l'apparition des centrales inertielles (INS, IRS)** et du GPS, la vitesse sol étaient prédéterminée en fonction des performances connues de l'avion et des prévisions de vent fournies par la météo, et vérifiée en vol selon le temps mis entre 2 points de repère.

http://www2.ac-lille.fr/ciras/CAEA/Cour … TIELLE.pdf

Centrales inertielles, GPS et calculateurs électronique ont viré séance tenante des cockpits et sans état d'âme les navigateurs et leur noble tâche, de nos jours traverser les océans est devenu presque un jeu d’enfant.... Par redondance sur les avions de ligne on trouve 3 centrales inertielles recalées par récepteurs GPS, éventuellement la mesure de distance par les DME de la région survolée. Les centrales inertielles ont été mise au point pour la course à la Lune et le premier essai grandeur a été fait sur un Boeing Stratocruiser, de NY à Los Angèles, 10 heures de vol avec 1 nautique d'erreur à l'arrivée, c'était très suffisant pour l'aviation mais pas pour le vol spatial, les centrales sur Apollo étaient recalées fréquemment par l'équipage par pointage sur des étoiles identifiables et aussi par suivi radar depuis le sol. Les INS ont rapidement fait leur chemin en aéro sur les B747 Concorde et bien d’autres, équipés de centrales Carrousel, fiables précises mais assez peu pratiques à utiliser. Les premières centrales étaient constituées d'une plateforme montée sur cardan stabilisée par 3 gyroscopes (INS), les mouvements étant alors décelés par 3 accéléromètres, qui par intégration successive permettent de calculer à partir des accélération, le vecteur vitesse et par conséquent la position actuelle si on a pris soin de bien entrer les coordonnées du point de départ, par la suite sont arrivées les centrales à gyrolaser (IRS), ces gyrolasers permettent de mesurer avec très grande précision l'attitude de l'avion et les 3 accéléromètres sont alors liés aux axes de référence de l'avion, précision : moins de 1 Nm par heure. Le GPS permet encore une bien plus grande précison, mais par précaution on trouve encore les centrales inertielles en cas de défaillance du GPS soumis aussi à la bonne volonté américaine. L'intégration des ordinateurs a simplifié la tâche et présentent la trajectoire sur un bel écran affectueusement nomme ND (Nav Display).

bref on s'écarte du sujet !

la vitesse par rapport à la masse d'air est nommée vitesse vraie, TAS (True Air Speed), connaissant la pente de la trajectoire et le vent on peut calculer la vitesse sol GS, et par là calculer les temps estimés de points en points de navigation,.... (on n'est toujours pas dans la fonction pilotage) ... donc la composante de vent donné par les prévisions météo s'ajoute ou se retranche à la TAS pour calculer la GS, les avions civile volant sous de faibles pentes, en ordre de grandeur 6° en montée, 3° en descente on fait l'impasse sur la pente de la trajectoire, mais on comprend facilement qu'un Rafale puisse monter à la verticale à 600 kt de TAS mais avec zéro kt de GS ...

Pour mesurer la vitesse de l'avion il a fallut mesurer la pression au point d'impact des molécules d'air par exemple sur une plaque muni d'un ressort antagoniste, c'était le premier système utilisé en 14-18, invention d'un dénommé ETEVE,

http://fr.wikipedia.org/wiki/Albert_Et%C3%A9v%C3%A9

Puis par un tube placé face au courant d'air, c'est le tube de Pitot qui mesure dont la pression totale cad la pression dû au mouvement (PD pression dynamique) + la pression du lieu dénommé PS (pour Pression statique) or seule la pression dynamique est représentative de la vitesse il faut donc installer des prises de pressions statiques situées en général sur les flancs de la machine, le tout devant être tenu bien propre et protégé contre le givrage

http://www.air-souris-set.fr/Michel_Bar … que_2.html

Bref:

Pd = Pt - Ps, l'anémomètre qu'on appelle encore badin dans le jargon, mesure cette différence de pression et agite une aiguille sur un cadran, ou alors transmet au travers de capteurs des valeurs numériques aux ordinateurs de bord.
Toutes ces mesures sont des pressions mesurée en unité légale, le Pascal dans le système d'unité actuel, logiquement le badin devrait indiquer des Pascals, pas très pratique !
L'OACI a donc déterminé des lois internationales mathématiques (assez complexes) d'étalonnage afin que les badins racontent des KT, loi dite deSt Venant en subsonique et Raleigh en supersonique .. l'OACI a aussi précisé l'atmosphère type, et par définition on a 1013.25 hPa à altitude zéro et tempé +15° avec équations pour le calcul de décroissance de ces 2 valeurs en fonction de l'altitude.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Atmosph%C3 … lis%C3%A9e

Si on vole au niveau de la mer par 15° et pression 1013.25, alors la vitesse conventionnelle (CAS) lu sur le badin parfaitement bien étalonné sera égale à la TAS et uniquement dans ce cas, dans tous les autres cas la vitesse CAS sera différente de la TAS selon l'altitude pression (cad l'altitude lu sur un altimètre calé à 1013.25) et la température statique du jour à cette altitude... on a pour ça des calculateurs ou des tableaux ou méthodes approchées par calcul mental.

Enfin les anémomètres n'ayant pas une précision absolue, ni du reste l'installation des pitots et prise de pression statique, on aura toujours un écart entre la valeur lue IAS (Indicated Airspeed) et la vitesse conventionnelle CAS (Calibrated Air Speed), sur les avions anciens les pilotes ont alors à disposition un tableau qui permet de déterminer CAS en fonction d'IAS, sur les avions modernes la correction est intégrée dans le calculateur, le pilote lit alors bien en pratique la valeur CAS sur son PFD (Primary Flight Display).

Pour le pilote ce principe de vitesse indiquée est un gros avantage car elle est représentative de l'angle d'incidence et donc de la manière dont vole son avion, comme celui ci décroche toujours au même angle d'incidence, la vitesse vraie de décrochage (pour une masse donnée et un facteur de charge = 1) augmente avec l'altitude,..... mais pas la vitesse indiquée, si on décroche à 100 kt au niveau de la mer, au niveau 120 (12000 ft) on décrochera toujours à 100 kt de vitesse indiquée….. mais à environ 120 kt de vitesse vraie.

Conclusion : le badin est bien un instrument de pilotage qui permet de savoir où on est est dans le domaine de vol, en particulier vis à vis du décrochage, mais aussi par rapport à la finesse max et enfin utile pour ne pas dépasser les différentes limitations de vitesses imposées par la résistance de la structure (Vmo, Vlo, Vfe etc)

Pour résumer :

IAS = vitesse indiquée lu par le pilote sur l’anémomètre

CAS = vitesse conventionnelle = IAS + correction d’installation

TAS = vitesse vraie par rapport à la masse d’air

GS = vitesse par rapport au sol

Un mach plus loin ..

http://fr.wikipedia.org/wiki/An%C3%A9mo … ronautique

Vitesse du son a : contrairement à une idée répandue et concernant la pratique aérienne la vitesse du son désigné par la lettre « a » ne dépend pas de l’altitude mais uniquement de la température, la vitesse du son vaut 661 kt pour une température statique de 15°,

a = racine carrée de la température absolue * 39

exemple tempé 15°c = 15 + 273 = 288°Kelvin a = sqr(288) * 39 = 661 kt

(toutes valeurs arrondies)

autre exemple à la tropopause, ~36500 ft en standard la tempé vaut –56°c soit 217° K

sqr(217) * 39 = 574 kt

quelques valeurs intérmédiares (SAT = température statique, a = vitesse du son)

SAT°c a
+30 680 kt
+20 667 kt
+10 656 kt
0 644 kt
-10 632 kt
-20 620 kt
-30 608 kt
-40 595 kt
-50 582 kt
-60 569 kt

Le nombre de mach est le rapport entre la vitesse vraie et la vitesse du son

Par exemple, pour un avion volant à vitesse vraie de 450 kt TAS :

Niveau mer : 15°c 450/661 = mach 0.68 450 kt CAS

tropopause: -56°c 450/574 = mach 0.78 255 kt CAS

Conclusion réciproque: connaissant le nb de mach et la température il est très facile de connaître la TAS

Bon ok ! mais pourquoi le nb de mach dans nos avions ?

Un avion lors de son déplacement oblige les molécules d’air à le contourner, cela accélère l’écoulement autour de la cellule, cette accélération est bénéfique car elle permet le vol de l’avion par la dépression qu’elle entraine en particulier sur l’extrados de la voilure, mais à partir d’une certaine vitesse de déplacement, la vitesse locale peut atteindre la vitesse du son, or on a vu que cette vitesse est relative à la température, dès lors il devient bien plus simple de parler en nb de mach plutôt qu’en terme de vitesse et en particulier en terme de vitesse indiquée (voir les exemples ci dessus).

Au moment où sur une partie de l’avion la vitesse locale atteint la vitesse du son on arrive au nb de mach critique, à partir de là débute le monde transsonique qui par convention va de mach 0.8 à mach 1.2, mais cela n’est qu’une convention, le nb de mach critique dépendant du profil de la voilure, de la flèche, de l’épaisseur relative. C’est un monde de très grand changement dans l’écoulement aérodynamique où les perturbations liées à l’apparition d’onde de choc (mach limite) va totalement bouleverser les lois de l’aérodynamique subsonique.

Il n’est pas lieu ici faire un cours sur l’aérodynamique mais plutôt en tirer les conséquences, l’apparition d’onde de choc (et ondes de détente) va se traduire par une dégradation des qualités aérodynamiques qui va se traduire par une augmentation phénoménale de la traînée, une perte de portance pouvant aller jusqu’à l’impossibilité de maintenir le vol horizontal sur un avion non adapté, une dégradation importante de la finesse, sans compter les effets sur la stabilité sur les axes de tangage de lacet roulis et tangage. Au delà de mach 1.2 les choses ont totalement changés et se calment, on est entré dans un autre domaine : le vol supersonique.

L’aérodynamique subsonique est totalement à l’opposée de celle supersonique, ce qui est valable en dessous du mach critique ne le devient plus du tout au delà de mach 1. On comprend alors qu’il est facile (relativement !) d’optimiser un avion pour le vol subsonique, qu’il est facile d’optimiser un avion supersonique (F104) mais qu’il est diablement compliqué de trouver un compromis sur un avion devant voler relativement « efficacement » dans les 2 domaines (Concorde).

Les avions ont progressé avec la motorisation et l’aérodynamique, et l’histoire a commencé avec le moteur à piston couplé à une hélice, la vitesse est passé de 70 à 700 km/h entre 1910 et 1945, donc largement encore dans le domaine subsonique. Le domaine transsonique ne pouvait être atteint qu’en fort piqué. Seuls quelques chasseurs de la 2eme guerre mondiale pouvaient atteindre cette zone. L’avion de cette époque qui possédait le nb de mach critique le plus élevé était le Spitfire, mais en règle général piquer au delà de mach 0.75 soumettait avions et pilotes aux apparitions des ondes de chocs qui perturbaient le vol , cependant l’hélice faisant office de puissant aérofrein les pilotes s’en tiraient en général sans top de bobo.

L’arrivée du turbo réacteur a totalement changé la donne et a fait bondir prodigieusement les performances, pour appréhender ce bond il faut comprendre que pour une altitude donnée, la puissance d’un moteur à piston reste constante quelque soit la vitesse de déplacement, par conséquent la traction de l’hélice diminue comme l’augmentation de vitesse pendant que la trainée, elle, augmente comme le carré de cette dernière, l’équilibre traction - trainée est alors rapidement atteint et les meilleurs chasseurs à hélice ne dépassaient guère 300 kt au niveau de la mer. Cependant grâce au compresseurs et turbo compresseur la vitesse max de ces avions augmentaient avec l’altitude jusqu’à atteindre l’altitude de rétablissement du compresseur, ainsi le P51 pouvait il voler « plein pot » à 370 kt à 25000 ft avec 1500 cv.

A contrario un avion à turboréacteur voit sa puissance augmenter avec la vitesse, même avec peu de poussée le Me262 associé à son aérodynamique révolutionnaire volait bien plus vite que ses congénères en particulier à basse altitude, c’est en effet au niveau de la mer qu’un jet subsonique vole le plus vite, le Me262 avait plus de 100 kt d’avantage sur le P51 au niveau de la mer et encore 50 kt à 25000 ft.
Ce faisant les jets se sont rapidement confrontés au vol transsonique avec le lot de problème pouvant aller à la perte de contrôle, les solutions pour retarder le mach critique : l’aile en flèche et profil mince, puis pour conserver le contrôle de l’avion : empennage à plan horizontal réglable puis monobloc, commandes de vol assistées permettant de vaincre les énormes forces aérodynamique s’appliquant sur les gouvernes. L’augmentation de la poussée des turbo réacteur, la post combustion, les fuselages en taille de guèpe (loi des aires de Whitcomb http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_des_aires ) a permis de franchir mach 1 en vol horizontal, à partir de là le vol supersonique était ouvert, les avions ont alors pu très rapidement dépasser mach 2, la limite étant alors l’échauffement et l’adaptation des entrées d’air très complexes à haut nb de mach puisque pour que le turbo réacteur fonctionne il faut ralentir l’air admis à mach 0.5…

Au delà de mach 3.0 on entre dans le domaine hypersonique que seul les statoréacteurs peuvent atteindre, au delà il faut le superstato à écoulement interne supersonique en cours d’étude (X43 http://fr.wikipedia.org/wiki/NASA_X-43_Scramjet ) , et le moteur fusée.
On a vu qu’un jet subsonique avait sa vitesse maximale au niveau de la mer, mais cela avec une colossale dépense d’énergie et un consommation en rapport, économiquement il est impossible d’exploiter un avion de transport à basse altitude pour cette raison mais aussi d’autres:

- Structuralement : plein pot un B737 ou un A320 seraient capables de voler en terme de performance pure à largement plus de 500 kt au niveau de la mer, or voler dans les couches denses de l’atmosphère à ces vitesses nécessiterait pour résister aux énormes contraintes aérodynamiques une masse de structure importante, comme c’est nécessairement le cas pour un avion de combat, cette masse va bien entendu au détriment de la charge marchande et du rayon d’action, en conséquence sur les avions de ligne on limite la vitesse maximale d’utilisation essentiellement pour la raison de limiter la masse structurale, vitesse matérialisée par un beau trait rouge sur le badin et dénommé Vmo (velocity max operation) cette Vmo tourne autour de 340 kt CAS sur un A320, mais il faut bien comprendre que plein pot un 737 ou 320 mangeraient le trait avec très grande facilité à basse altitude et sèmeraient très aisément P51 et même Me262. ….. Il ne faut pas confondre performances et limitations …

- Le rendement d’un turboréacteur augmente avec la vitesse. D’autre part sa consommation spécifique est minimale lorsqu’on est proche de son régime nominal d’utilisation, il faut donc voler vite tout en restant dans un nb de mach où les qualités aérodynamiques de la cellule ne se dégradent pas encore, et où la qualité aérodynamique principale se nomme la finesse soit la meilleure possible, cette finesse n’a rien à voir avec l’élégance des lignes de l’engin, mais du rapport portance/trainée, il faut donc voler vite pour la propulsion mais pas trop en terme de CAS pour une question de finesse. Chaque avion a une incidence de vol très précise à laquelle sa finesse est maximale, plus la finesse est grande et moins on consommera, pour fixer les idées un avion léger tourne autour de 10 de finesse max, un A320 environ 20, un A340 autour de 22-25 et un A380 probablement aussi, un Mirage 2000 ou un Rafale se contentent de 6.

Il faut donc qu’en croisière on puisse voler à une incidence pas trop éloignée de celle de finesse max.

http://aerodynamique.chez.com/polaires.html

A incidence de finesse max correspond en fonction de la masse une vitesse précise, celle ci tourne autour de 200-220 kt CAS pour un A320, 300 kt pour un M2000,

Les lois de la mécavol montrent qu’avec un turbo réacteur la distance maximale franchissable doit se faire à une vitesse un peu plus élevée que la vitesse de finesse max, on obtient alors la distance maximum franchissable, opérationellement on a aucun intérêt à voler plus lentement, il est toujours préférable de voler plus vite, « du bon coté des courbes »

A vitesse de finesse max on obtient l’endurance maximale cad la conso horaire minimale, c’est la vitesse adoptée en attente, cette vitesse est matérialisée par la green dot sur l’indicateur de vitesse des airbus

Par conséquent pour concilier un rendement optimal sur jet subsonique il faut voler à une altitude qui permet de concilier un régime moteur proche du régime nominal où la conso spécifique sera la plus faible, tout en volant à une incidence où la finesse aérodynamique est encore bonne et enfin pas encore perturbé par les effets transsoniques. Il faut donc voler haut, mais pas trop ! vers la tropopause, aux environs du FL360. En fonction de la masse moyenne en opération de l’avion, il faut que la surface alaire soit le mieux adaptée possible. Cela nécessite une charge alaire relativement élevée, une voilure de grand allongement, des profils d’aile ne dégradant pas à haut nb de mach, et les profils supercritiques sont favorables pour atteindre ce but.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Voilure_supercritique

Mais compromis il faut trouver, forte charge alaire = vitesse minimale de sustentation élevée = longueur de piste nécessaire importante au décollage et à l’atterrissage, et là entre en jeu les dispositifs hypersustentateurs ramenant vitesses de décollage et d’atterrissage à des valeurs « raisonnables » permettant l’usage de pistes de 2000 à 4000 mètres.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Dispositif … stentateur
Conclusion : les volets ne servent pas à approcher plus lentement….. mais bien à croiser plus vite et plus efficament !

On perçoit que concevoir un avion est forcément chercher un compromis et qui ne sera toujours qu’un compromis, quelque soit le type d’avion, il n’y a pas de meilleurs avions globalement mais des machines mieux adaptées que d’autres pour un certain type de mission et lorsque les missions sont multiples on aura forcément un avion « moyen » partout.

……Pour les « pointus … »

http://ocean.airlines.free.fr/Briefing%205.doc

Appliquons ….

Le transport aérien consiste à essayer de gagner des sous dans un domaine coûtant la peau des fesses, pour cela il faut optimiser dans tous les domaines, y compris bien entendu dans la gestion du vol. Et cela commence par la préparation du vol.

L’étude de cette préparation est de déterminer pour une étape donnée une charge utile, c’est la masse qui pourra être embarquée sous forme de carburant et de charge payante. Le problème posé consiste pour une étape donnée à obtenir la meilleure charge payante possible, le meilleur compromis entre temps de vol minimal et la quantité de carburant consommé.

La masse maximale au décollage peut être la masse maximale de structure désigné MTOW, mais d’autres éléments peuvent contraindre à déterminer une masse maxi opérationnelle inférieure à celle ci, en fonction d’éventuelles limitations dues à la longueur de piste disponible au décollage, de l’altitude de l’aéroport concerné, de la pression atmosphérique du jour, de la température, du vent, de la pente de la piste, des obstacles situés dans la trouée d’envol. Bien entendu tout cela est pris en compte par les services d’opérations au sol qui peuvent alors fournir aux équipage un dossier de vol très fourni, mais on perçoit que déjà la partie décollage est un gros morceau à lui tout seul. Sans entrer dans le détail la philosophie du transport aérien est de prendre en compte la panne de 1 moteur dans toutes les phases de vol. Il faudra donc démontrer que pour chaque décollage on puisse étaler la panne d’un moteur et en particulier au plus mauvais moment. La philosophie actuelle consiste donc à déterminer une vitesse de décision dite « V1 » qui permettra soit l’accélération arrêt et stopper l’avion sur la longueur de piste restante, soit de poursuivre le décollage avec 1 moteur en moins et malgré tout franchir en sécurité les obstacles situés dans la trouée d’envol. Mais on pressent les limites de cette philosophie,…. fort heureusement les pannes moteurs proche de V1 sont fort rares, la première qualité des aéronefs c’est la fiabilité, et celle ci représente en fait le plus grosse part de progrès durant le dernier demi siècle, ajouté à cela à l’amélioration des performances des moteurs qui rendent de moins en moins souvent le décollage réellement limitatif. On a cependant vu à quelques reprises ces dernières années des erreurs faites par l’équipage dans l’insertion de la masse de décollage dans l’ordinateur de bord, par chance cela a passé…. Parfois par les poils…. et aucun moteur n’est tombé en panne à ce moment là,… jusqu’au jour où il y aura un gros carton…. et alors l’OACI devra bien reconnaître qu’il faudra aussi progresser dans ce domaine.

Sans contrôle de l’accélération, V1 n’a strictement aucun sens.

V2 est la vitesse minimale de sécurité au décollage devant permettre à l’avion de poursuivre son envol N-1 et franchir les obstacles, V2 est déterminé par un coef apporté à la vitesse minimale de sustentation (1.2 Vs), par rapport à la vitesse minimale de contrôle et parfois à Vzrc (Concorde). Mais il faut bien comprendre que cette vitesse V2 n’est pas l’optimale en terme de pente de montée (la meilleure pente étant obtenue à la vitesse de finesse max de la configuration du moment), V2 est une vitesse minimale, être à V2+10 c’est bien mieux qu’être à V2-1. Enfin Vr est la vitesse à laquelle le pilote débute la rotation, cette vitesse est déterminée afin que l’avion atteigne la vitesse de V2 au passage des 35 ft, en ayant connu la panne d’un moteur à V1, et avec un taux de tangage de 3° par seconde,… tout cela c’est bien un peu de la théorie …

Bien évidemment dans le bilan des limitations on ne trouve pas seulement le décollage mais là n’est pas la finalité de ce topo qui se contente d’essayer de faire comprendre les choses dans les grandes lignes, ce n’est pas un cours sur les opérations aériennes.

De quelques phases de vol ….
Nous voici paré au décollage, check list effectuée, la poussée décollage est affichée, le top chrono déclenché au moment du lâché des freins et qui sera la référence de temps de notre vol, un coup d’œil aux paramètres moteurs et l’absence d’alarme assure que tout va bien, chaque pilotes annonce « badin actif » et procèdent à une contre vérification à une vitesse indiquée convenue dans la procédure compagnie, en général 100 kt, toute anomalie va donner décision d’interrompre le décollage. A l’approche de V1 en cas de problème il faudra prendre très rapidement une décision de GO/ NOGO, l’expérience montre que proche de V1 il est préférable de poursuivre, car tout se passe très vite, 1 seconde représente 70 mètres de piste avalée et durant cette seconde l’avion a continué d’accélérer de 5 à10 kt, à l’annonce de VR le pilote en fonction (PF) cabre et affiche l’assiette prévue en suivant les ordres du directeur de vol…. il y aurait mieux mais il paraît que c’est trop cher…, … La montée initiale se poursuit selon la procédure compagnie à V2+10, jusqu’à une altitude spécifiée, correspondant généralement à une hauteur de 1500 ft qui matérialise la fin de la procédure de décollage.

A cette altitude débute l’accélération vers la vitesse de montée limitée à 250 kt en dessous du FL100 (c’est une recommandation, pas une obligation), la rétraction des volets et la réduction de la poussée à celle de montée. La poussée étant donnée par l’affichage d’un régime N1 ou une valeur d’EPR, en montée la gestion de la vitesse indiquée se fait par adaptation de l’assiette, c’est ce qu’on apprend à la leçon de pilotage N° 2 lorsqu’on est jeune élève pilote, C150 ou B737 les bases du pilotage sont les mêmes, très exactement, le variomètre n’est pas un instrument de conduite dans cette phase de vol, mais un paramètre de contrôle, le taux de monté dépendra des conditions du jour, masse, altitude, température. Passant le FL100 la vitesse de montée optimale définie par l’exploitant est adoptée.

On a alors une loi dite « loi de montée » donnée par un couple vitesse/nb de mach qui optimise distance parcourue, temps de montée, consommation.

Par exemple 300 KIAS/M0.80.

Nous voici passant le FL120, 300 kt indiqué sur la pendule, on lira alors mach 0,56. On a correspondance unique FL, IAS nb de Mach, toujours, quelque soit la température du jour…

A CAS 300 kt constant :

FL150 mach 0.59
FL 200 mach 0.65
FL 250 mach 0.72
FL300 mach 0.785
FL305 mach 0.80

Au FL 305 on a en même temps 300 KIAS et mach 0.80, cet niveau est appelé niveau de conjonction, selon cette loi de montée le niveau de conjonction sera 305. Toujours.

Pour résumer et dans notre exemple :
en dessous du FL de conjonction on pilote la montée en maintenant constante la vitesse indiquée de 300 kt
au dessus on pilote la montée en maintenant constant le nb de mach à 0.80 …

poursuivont la montée, à mach 0.80 constant

FL330 IAS 285 kt
FL350 IAS 272 kt
FL370 IAS 260 kt
FL390 IAS 249 kt

Cependant on adoptera un FL de croisière proche du FL optimal qui lui dépendra de la masse et de la température statique du jour, l’optimal serait bien entendu de faire une croisière ascendante régulière en fonction du délestage de carburant, mais on a les contraintes de la règlementation ainsi que celles imposées par le contrôle aérien, on adoptera par exemple un FL initial 310 qu’on fera évoluer au court de vol en fonction du délestage, FL330, 350 etc,

Concorde volant très largement au dessus du « tout venant » n’avait pas ce genre d’obligations et volait dans une tranche de niveau en permanence optimisée, n’ayant du reste guère de choix de faire autrement,…. mais c’est une autre histoire…

Histoire où passé, présent et futur sont liés

Jean-Pierre BOURGEOIS dec 2009

Dernière modification par Bee Gee (03-12-2009 11:26:08)

amentiba · 03-12-2009 11:05:56

Oula ! Un pavé sur la vitesse !

Merci Bee Gee

Bon maintenant il faut faire marcher ses yeux et c'est dur en fin de semaine !!!

Je regarderais ça ce week-end.

antoine · 03-12-2009 11:57:25

Salut BeeGee,

Très interressant ! Cela permet de lier plein de notions, qui au fond, prise séparément ne sont pas très utiles...
Juste un petit commentaire :
Les 250 KIAS sous le FL100, deviennent, de plus en plus une obligation (en pays OACI). Par ex, en France, en classe A, y'a obligation...
Par contre, si l'avion ne peut pas les tenir (747, CONC et autres gros à masse importante) peuvent les dépasser.

Degseth · 03-12-2009 12:00:14

C'est souvent aussi que le controleur demande de maintenir la vitesse supérieur à 250kt !

Super Bee Gee !

antoine · 03-12-2009 13:02:27

Degseth a écrit :

C'est souvent aussi que le controleur demande de maintenir la vitesse supérieur à 250kt !
Super Bee Gee !

J'ai pas envie de polluer le sujet de Beegee, mais quand on a parlé du Cessna contre le Fa900 à Villa, on a entendu (et de la part de pas mal de PNT sur gros navions) que c'était de plus en plus rare... Et que l'équipage prenait une partie de "responsabilité" ...
J'étais aussi convaincu que vous passiez assez souvent au dessus des 250 KIAS (en classe A bien sur, en gros en APP sur Paris).
Désolé de commencer un HS ...

lepingouin · 03-12-2009 13:12:46

Merci pour cette grande synthése, y'a plus qu'à s'envoler dans les cieux

Anto · 03-12-2009 19:13:50

Bonsoir !

Que dire si ce n'est ! Préparerais-tu une refonte de tes précédents tutos entraînements IFR avec Boeing 737?

En tout cas merci pour ce résumé (terme très mal choisi vu l'exhaustivité de ton topo) de beaucoup de notions qu'on a vite tendance à mélanger (moi en tout cas)... et qui amènent donc vite des questions récurrentes.

Le passage de Mach 1 m'intéresse pas mal aérodynamiquement parlant ; j'ouvrirai prochainement un post dédié pour ne pas encombrer celui-ci.

Nico66 · 04-12-2009 01:41:55

Tout ce que l'on rêvait de voir expliqué...sans jamais oser le demander
[small]because le nombre de Mach en DR400....[/small]

Merci beaucoup à Bee Gee pour ce long explicatif.

Amicalement

Dernière modification par Nico66 (04-12-2009 01:42:30)

admiral prune · 04-12-2009 01:56:46

bon j'imprime et je lis ça au boulot demain ;-)

dma48 · 04-12-2009 08:17:30

Hello.

Merci pour ce brillant tutorial.

Ne pourrait-on pas l' épingler ?

Bons vols à tous

dma48

Bee Gee · 04-12-2009 09:33:42

Nico66
Tout ce que l'on rêvait de voir expliqué...sans jamais oser le demander
because le nombre de Mach en DR400....

Tu ne crois pas si bien dire !, mon maitre Gilbert (Klopfstein) nous démontrait dans ses cours que tous les DR400 du monde sont indirectement équipés de machmètre ! il suffit pour cela d'avoir un anémomètre et d'un altimètre, puisqu'en fait la machmètre est la combinaison des 2, évidemment c'était une manière à lui d'amener le sujet d'une manière simple et compréhensible pour nous les béotiens un sujet "complexe", et qui si on connait les lois, avec une calculatrice programmable il était facile de connaitre le nb de mach sur n'importe quel avion... donc même sur un DR400 ! c'est que font Jeppessen et d'autres sur leurs calculatrices et autres plateaux tournants, mais concernant le calcul de vitesse vraie, peu sont corrects à part celui de Jeppesen, l'Aristo est faux dans ce domaine et pourtant on passait le PL théorique avec celui ci "de mon temps !" . J'ignore si on l'utilise toujours dans nos écoles...

J'encourage tout le monde à venir "polluer" ce topic, y compris l'ami Anto, le histoires autour de mach 1 fait partie de la saga et en fait aussi l'histoire du passage de mach 1 dans les années 50, pas mal de pilotes y ont laissé la vie, rien que pour ces types courageux ça vaut la peine d'en parler, les pseudo héros ne sont pas seulement ceux qui ont abattu de l'ennemi en combat aérien avec des engins pétaradants ! (ça c'est de la provoc !)

En fait toute bonne anémométrie et calcul de vitesse vraie passe par le nb de mach, plus ou moins directement !

bisinchi · 04-12-2009 12:17:04

Ce qui est balot, c'est qu'il arrive que la CAS et l'IAS soient différentes: en gros si les calculos travaillent avec une CAS et le pilote voit une IAS, il peux y avoir des différences (genre lorsque l'effet de sol intervient), alors c'est pas énorme, mais peux être perturbant.

Bee Gee · 04-12-2009 12:31:41

Bonne remarque de bisinchi, justement sous FS IAS est très notablement fausse à l'approche de mach 1, + de 70 kt d'écart entre CAS et IAS à mach 1 à basse altitude, curieux car le reste est très rigoureux sous FS ce qui est altimétrie, nb de mach tout cela est parfait, mais pas l'IAS.... j'ignore bien pourquoi.... ils n'ont pas dû prendre les bonnes équations !

antoine · 04-12-2009 12:53:38

Ce ne serait pas une histoire d'EAS ? (equivalent air speed)

Nico66 · 04-12-2009 13:30:38

Bonjour,

Polluons, polluons le topic avec différentes questions.

Un topic qui aura au moins l'avantage de nous faire ouvrir les yeux...voire le cerveau.
En effet, je me suis souvent demandé si FS n'était pas survitaminé quant aux perfos des avions qu'il accepte.
Reste que cet exposé sur le nombre de mach me semble plus qu'utile pour l'établissement d'un plan de vol, vitesse de montée, nombre de mach (passé le FL250), vitesse de croisière et la cohérence des résultats.
Bref, en résumé, ce tuto devrait nous permettre de mieux appréhender les liners sous FS, et d'être plus réalistes dans notre démarche (sous entendu dans les limites permises par FS9/FSX).

"....l'Aristo est faux dans ce domaine et pourtant on passait le PL théorique avec celui ci "de mon temps !""

T'iquiète! J'y ai eu droit aussi en 1986 dans l'Aeronavale Française!

Amicalement,

Dernière modification par Nico66 (04-12-2009 13:31:22)

glc660 · 04-12-2009 13:35:05

Nico66 a écrit :

....l'Aristo est faux dans ce domaine et pourtant on passait le PL théorique avec celui ci "de mon temps !"
T'iquiète! J'y ai eu droit aussi en 1986 dans l'Aeronavale Française!

Et en 2007 c'est toujours ces bonnes vieilles Aristo que l'ENAC utilisait ! Normal je pense, vu que les réponses aux QCM de l'ATPL théorique sont basées sur l'utilisation de l'Aristo...

Nico66 · 04-12-2009 19:13:33

Bonsoir,

je profite de ce sujet, sans vouloir le polluer d'aucune manière , pour vous indiquer ce site qui me parait très bien fait.

http://home.scarlet.be/comicstrip/index.htm

On y trouve toutes les équations utiles à la compréhension de la mécavol. A consulter, et à retenir en fonction des possibilités de chacun.
Attention, y'a tout de même du costaud à avaler

Amicalement,

bisinchi · 04-12-2009 19:37:26

Bee Gee a écrit :

Bonne remarque de bisinchi, justement sous FS IAS est très notablement fausse à l'approche de mach 1, + de 70 kt d'écart entre CAS et IAS à mach 1 à basse altitude, curieux car le reste est très rigoureux sous FS ce qui est altimétrie, nb de mach tout cela est parfait, mais pas l'IAS.... j'ignore bien pourquoi.... ils n'ont pas dû prendre les bonnes équations !

A la base, FS était surtout prévu pour un petit Cessna, les fortses vitesses proches du mach n'étant pas alors un gros soucis, peut être se sont t"ils pris des largesses sur le modèle théorique en le simplifiant et maintenant qu'on a des avions capables de taper le mach, cela en devient une limitation de FS.

Bee Gee · 04-12-2009 20:19:58

Yes, mais justement, le machmètre de FS est parfaitment bien étalonné et est valable jusqu'à au moins mach 3, c'est bien ça qui est curieux, FS est bien mieux fait que ce qu'on dit souvent, il n'a pas de gros défauts rédhibitoires, créer un bon anémomètre ne serait pas bien difficile à faire, et pour répondre à antoine, je ne trouve pas vraiment de lien avec EAS et ce qu'indique FS

fut un temps et il n'y a pas si longtemps, où à St yan et pour la formation des pilotes de ligne il y avait un sacré pataquès entre IAS, CAS, EAS, coef de compressibilité et TAS, tout cela correspondait à l'anémométrie d'avant guerre devenue obsolète peu après.. tout comme est obsolète le computer aristo concernant les vitesses.

a+

epsilon · 04-12-2009 21:31:53

v'la que le forum s'enflamme..!!
Ah..!! ce qu'on est bien au coin du feu..nous apportons nos chaises et nos oreilles..
Vas'y Bee Gee.. met du charbon..!!
Merci..

bisinchi · 05-12-2009 00:24:44

Pour rebondir sur la CAS, tu ne vas pas justement avoir que des corrections que sur l'installation, tu vas aussi avoir des corrections sur l'effet de sol (c'est quand même balot de voir la vitesse diminuer lors de la rotation au décollage quand l'effet de sol arrive de plein pieds), des correction liées à la poussée moteur (surtout sur turboprop ca, ou sur avion dont les moteurs sont proches des sondes anemos), des correction liées à la sortie des flaps, des trains et je dois en oublier d'autres.

Bee Gee · 05-12-2009 09:48:08

Mais bien entendu, ce tuto n'a pas pour objectif de faire le tour complet sur la question, il faudrait un bouquin de 500 pages mais faire un peu mieux comprendre aux non spécialistes et aux non pilotes réels quelques notions de base, et faire comprendre que pour devenir pilote il ne suffit pas de savoir pianoter sur un FMS, ces avions sont merveilleux sur FS, mais masquent l'essentiel des notions de base, pour faire court avant de faire du PSS ou du PMDG il faudrait commencer par être capable de faire un vol de A à Z avec le B737 natif de FS mais sans organisateur de vol, sans FSNAV ou équivallent ni même le GPS, pas besoin de faire des vol longs, 50 minutes c'est bien suffisant !

Lorsqu'on est en phase d'atterrissage où on change de configuration et où l'effet de sol peut se manifester, on n'a plus rien à faire de la correction CAS IAS, on s'occupe de l'IAS point final, et les vitesses d'évolution et d'approche recommandée prennent en compte la correction, le pilote n'a pas a s'occuper de ça, on lui dit "ton bazar pèse tant de tonne, alors il faut approcher à telle vitesse indiquée, point barre ! D'autre part je ne connais guère de pilote qui monitore la vitesse lors de la rotation à l'envol, il y a des choses plus importantes à faire !

Mettre du charbon, .....c'est une idée !, quand le pétrole coûtera 20 fois le prix actuel, faudra bien trouver autre chose pour faire bouger nos poubelles volantes !

a+

epsilon · 05-12-2009 12:25:51

Mettre du charbon, .....c'est une idée !, quand le pétrole coûtera 20 fois le prix actuel, faudra bien trouver autre chose pour faire bouger nos poubelles volantes !

Pas de pb Bee Gee...c'est déjà dans le tuyau..nôtre "moyen âge" va enfin s'effacer et c'est pas dommage..!!

http://rumeursdunet.com/la-teleportation-humaine-enfin-mise-au-point

Bee Gee · 05-12-2009 12:36:15

Là je suis tout de suite preneur ! ,...... j'ai horreur de l'avion pour voyager !

F-BoB · 08-12-2009 02:10:36

Hello BeeGee,

TOP ! C'est complet, clair, détaillé, je me suis arrêté à la moitié je finirai plus tard...

Un grand merci à toi pour cette synthèse, pour ton sens du partage et pour m'avoir enseigné pas mal de petites choses très intéressantes.

Bravo !

A+

Dernière modification par F-BoB (08-12-2009 02:47:56)

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