The Effect of the Controls

The Effect of the Controls
L’effet des commandes
Leçon 4
Cette leçon a pour but d’identifier les différentes commandes installées dans le cockpit et de
comprendre leur utilisation.
1. L’effet primaire des commandes de vol
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On peut définir les mouvements que fait un avion autour de trois axes perpendiculaires :
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un axe longitudinal : l’axe de Roulis
un axe latéral : l’axe de Tangage
un axe perpendiculaire aux deux autres : l’axe de Lacet
Afin d’évoluer autour de ces trois axes, l’avion dispose de commandes installées dans le cockpit.
Un volant ou manche pour évoluer autour de l’axe de tangage et de roulis. Deux pédales qui
forment le palonnier pour évoluer autour de l’axe de lacet.
Ces commandes sont reliées (bien souvent par câble pour les avions d’entraînement) à des surfaces
mobiles situées aux extrémités de l’avion.
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L’élévateur :
L’élévateur est situé à la queue de l’avion au bout du plan horizontal et est opéré par un mouvement
avant ou arrière sur le « stick ». Sur certains avions, l’ensemble du plan horizontal est mobile et fait
office d’élévateur.
En bougeant l’élévateur, on va changer l’écoulement d’air autour du profil. Si on pousse dans le
stick, une dépression va se créer au dessus du plan horizontal. La queue va se lever créant un
mouvement autour de l’axe de tangage. L’inverse se produit quand on tire dans le stick.
Les ailerons :
Les ailerons sont des petites surfaces mobiles situées aux extrémités des ailes sur le bord de fuite.
Le mouvement des ailerons se fait soit en tournant le volant, soit en inclinant le manche à gauche ou
à droite suivant l’équipement de l’avion.
Quand on tourne le volant à droite, l’aileron droit s’élève et l’aileron gauche s’abaisse.
L’écoulement en bout d’ailes s’en trouve modifié. On aura moins de portance à droite où l’aile va
s’enfoncer et plus à gauche où l’aile va s’élevée. L’avion va s’incliner donc à droite autour de son
axe de roulis.
Remarque : L’avion s’inclinera de plus en plus tant que le volant n’est pas ramener eu neutre.
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La gouverne de direction
La gouverne de direction est composée d’une surface plane mobile située à l’arrière de la dérive
reliée et commandée par un système de deux pédales interconnectées appelé palonnier.
Quand on pousse sur la pédale de gauche, la pédale de droite se relève, la gouverne de direction se
fléchit à gauche ; ce qui modifie l’écoulement autour du plan vertical. Une dépression se crée à
droite du plan vertical et l’avion pivote à gauche autour de son axe de lacet. Le nez tourne à gauche.
Le nez de l’avion est le principal repère utilisé pendant le vol. Il suit les mouvements naturels du
stick. Si on tire, le nez monte, si on incline à gauche, l’avion s’incline à gauche, si on pousse sur la
pédale de gauche, le nez tourne à gauche, etc. …
2. L’effet secondaire des commandes de vol
Opérer une commande de vol peut avoir plus qu’un seul effet. Quand on incline l’avion ou quand
on pousse sur le palonnier, on notera un effet primaire ainsi qu’un effet secondaire.
Ainsi quand on tourne le volant à droite, l’avion s’incline à droite. C’est l’effet primaire. Mais
initialement, l’avion pivote à gauche autour de son axe de lacet. Ceci est dû à l’augmentation de
portance qui entraîne une augmentation de traînée de l’aile montante par rapport à l’aile
descendante. Cet effet secondaire appelé le lacet inverse, est compensé par construction et est
difficile à démontrer.
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Juste après ce mouvement du nez de l’avion dans le sens opposé au virage, l’avion pivote autour de
son axe de lacet cette fois, vers la gauche. C’est le lacet induit. En effet, quand on incline l’avion,
la portance s’incline aussi causant une composante vers l’intérieur du virage et donc une glissade.
L’air frappe le côté de l’avion sur toute sa longueur. Les surfaces étant plus importantes derrière le
centre de gravité, l’avion tourne autour de son axe de lacet et le nez tombe vers l’intérieur du virage.
Le dernier effet secondaire, est celui causé par le mouvement de lacet.
Quand on pousse sur la pédale de gauche, l’avion pivote autour de son axe de lacet à gauche. L’aile
extérieure parcoure une plus grande distance et « accélère ». L’aile extérieure accélérant, la portance
augmente et l’aile s’élève. Ce qui entraîne un mouvement de roulis. C’est le roulis induit.
Ci-dessous, quelques exemples de construction d'ailerons:
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3. La commande de trim ( compensateur )
Afin d’éviter au pilote d’exercer une force constante sur l’élévateur, la plupart des avions sont
équipés d’une commande de trim d'élévateur. Celle-ci permet d’annuler l’effort appliqué sur le stick
par le pilote. Il est composé d’une roue ou d’une poignée connecté à une surface plane mobile située
sur le bord de fuite de l’élévateur. Cette surface est appelée trim tab et permet de tenir l’élévateur
dans la position désirée par un moyen aérodynamique plutôt que par une force constante sur le
stick.
Utilisant le même principe, on peut trouver sur certains avions un trim pour la gouverne de
direction.
La technique correcte de trim est de stabiliser l’avion ( puissance, vitesse, attitude de vol ) et ensuite
annuler l’effort exercer sur le stick à l’aide de la commande de trim. Comme les commandes de vol,
le trim suit le mouvement naturel de l’avion. Ainsi, quand on doit tirer dans le stick, on abaisse la
commande de trim pour compenser l’effort et vice-versa.
Il existe aussi sur certains avions une commande de trim pour la gouverne de direction et pour les
ailerons.
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4. La commande des volets
Les volets, ou flaps en anglais, sont des dispositifs mobiles attachés au bord de fuite de l’aile afin de
changer les caractéristiques de celle-ci. Ils augmentent la capacité de portance mais également la
traînée. On s’en sert pour voler à plus basses vitesses, pour augmenter la pente de descente grâce à
l’augmentation de traînée et pour améliorer la visibilité devant l’avion.
A la sortie des volets, la portance et la traînée variant, on notera un changement autour de l’axe de
tangage ( le nez va bouger par rapport à l’horizon ) et un effet « ballooning ». A la rentrée des
volets, le nez bougera inversement et on notera une tendance de l’avion à plonger.
5. L’effet du souffle hélicoïdal et de la vitesse
L’efficacité des gouvernes est directement liée à la vitesse du vent relatif autour de celles-ci. A
vitesse élevée, les commandes sont plus sensibles et plus durs. Au contraire, à basse vitesse, il faut
faire de plus grands mouvements avec les commandes pour un même résultat. Elles apparaissent
molles.
Effet du souffle hélicoïdal sur les gouvernes
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Le souffle de l’hélice augmente la vitesse du vent relatif et donc l’efficacité des gouvernes qu’il
influence ; c'est-à-dire l’élévateur et la gouverne de direction.
Le souffle hélicoïdal cause aussi un mouvement de lacet. Le souffle s’enroule autour de l’avion et
vient frapper directement un côté de la dérive.
6. La commande du moteur
En poussant la commande des gaz, on augmente la puissance du moteur et donc la vitesse de
rotation de l’hélice. Ce qui entraîne une augmentation de la traction.
La plupart des avions sont construits de manière à prendre directement une attitude de plané (le nez
s’abaisse) quand on perd la puissance. Ainsi, quand on diminue les gaz, le nez de l’avion s’abaisse.
Quand on augmente la puissance, c’est l’effet inverse qui se produit. Le nez monte.
On notera en plus une augmentation du mouvement de lacet dû au souffle de l’hélice.
7. La commande des magnétos
Sur la plupart des avions à moteur à piston, le circuit électrique qui alimente les bougies pour
l'allumage est indépendant du circuit batterie – alternateur qui lui alimente tous les consommateurs
électriques tels que les radios, les phares, ...
Les bougies qui sont au nombre de deux par cylindre afin d'améliorer la combustion et d'assurer un
backup en cas de panne, sont chacune alimentées par deux génératrices indépendantes entraînées
par le moteur. Ces génératrices sont appelées magnétos.
La commande de magnétos dispose généralement de quatre positions: Off: magnétos hors circuit,
Both: les deux magnétos fournissent du courant à leurs bougies respectives et, Left et Right: seule la
magnéto de gauche ou de droite fournit du courant à ses bougies.
8. La commande de mélange
La pression atmosphérique diminue avec l’altitude qui augmente. L’air est donc plus rare à volume
constant. Le mélange air/essence qui se fait dans le carburateur n’est plus optimum et une
augmentation de la consommation ainsi qu’une diminution des performances s’en fait ressentit.
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Afin de garder ce mélange optimum, on dispose d’une commande de réglage du carburant qui est la
commande de mélange ( mixture en anglais ). Elle est généralement rouge.
Pour obtenir le mélange optimum, on dévisse gentiment la manette c'est-à-dire qu’on appauvrit. La
puissance va alors légèrement augmenter puis diminuer. Au maximum de puissance obtenue, on a le
meilleur rapport de mélange. On enrichira un peu le mélange par rapport au mélange donnant la
meilleure puissance afin de préserver le moteur.
9. La commande du réchauffeur carburateur
Dans un carburateur, à cause de la diminution de pression statique et de la vaporisation du
carburant, on peut obtenir de la glace à des températures extérieurs aussi élevées que 25°C. La
condition étant d'être dans un environnement humide.
Le réchauffeur carbu peut éviter ou solutionner ce problème. En tirant sur la commande, on permet
à de l’air chaud (réchauffé autour de l'’échappement) de pénétrer dans le carburateur. Ceci crée une
légère diminution de puissance due à l’air plus chaud mais permet la prévention de glace dans le
carburateur.
Si de la glace était présente, on notera une légère diminution de puissance due à l’air chaud puis une
augmentation quand la glace fond.
Ci-dessous, vous trouverez un tableau comprenant les zones d'humidité et de température les plus
critiques pour le givrage carburateur.
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10. Les commandes électriques
Différents interrupteurs et rhéostats permettent d’actionner les lumières, radios et autres
équipements électriques de l’avion.
11. Les commandes d’aération et de chauffage
Les commandes d’aération permettent de ventiler le cockpit par l’apport d’air frais extérieur.
Les commandes de chauffage permettent de chauffer le cockpit avec un apport d’air extérieur
préalablement réchauffé autour du tuyau d’échappement.
Il est recommandé de bien ventiler la cabine lors de l’utilisation de chauffage.
12. La commande de carburant
Sur la plupart des avions d’entraînement, il existe un robinet qui permet de couper l’arrivée
d’essence vers le moteur. Sur certain modèle, le robinet sert aussi de sélecteur de réservoir.
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13. Résumé vidéo des commandes et de leurs effets
 L'effet primaire des commandes de vol
 L'effet des commandes ( magnétos, mélange, ... )
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