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Bille au centre

« Ta, bille, bon sang, mets du pied ! »

L’élève-pilote qui n’aura jamais entendu cette phrase de la bouche d’un instructeur n’est pas encore né. Qu’ils sont pénibles, les instructeurs, avec cet instruments insignifiant. Hormis à faire plaisir à l’instructeur, à quoi sert cette bille ? A vérifier la symétrie du vol, bien entendu !

Notion de vol symétrique

Qu’est ce qu’un vol symétrique ?

L’avion vole symétriquement lorsque son axe longitudinal est aligné avec les filets d’air. Cela vaut aussi bien en ligne droite qu’en virage.

volsymetrique
Vol symétrique : les filets d’airs sont parallèles à l’axe longitudinal de l’avion
volassymetrique
Vol asymétrique : les filets d’airs ne sont pas parallèles à l’axe longitudinal de l’avion

En vol asymétrique, l’air frappe l’avion de côté. En virage, on distingue deux cas de vol asymétrique :

  1. La glissade (slip en anglais) : la trajectoire se fait vers l’intérieur du virage théorique. Par exemple, en virage à droite, au lieu de venir de l’avant l’air vient de la droite.
  2. Le dérapage (skid en anglais) : la trajectoire se fait vers l’extérieur du virage théorique. Par exemple, en virage à droite, au lieu de venir de l’avant l’air vient de la gauche.

dérapage

En bleu : la trajectoire normale d’un virage symétrique
En rouge : la trajectoire d’un virage glissé
En Orange : la trajectoire d’un virage dérapé

Quel est le problème du vol asymétrique ?

Le problème principal est facilement compréhensible. Pour le dire avec des mots simples, l’avion vole « de travers ». L’air frappe l’avion de côté, ce vent relatif n’épouse pas les formes profilées du fuselage, et la trainée s’en retrouve considérablement augmentée.

En montée

S’il est bien un moment au cours du vol cet emmerdeur d’instructeur s’époumone si la bille n’est pas soudée au centre (donc le vol n’est pas parfaitement symétrique), c’est pendant la montée. Alors que vous êtes à pleine puissance et à une vitesse relativement faible, votre avion subit au maximum les effets du souffle hélicoïdal qui, sur la plupart des monomoteurs à hélice modernes, fait partir le nez de l’avion à gauche. Dans ce cas, vous êtes en dérapage à gauche, le vent vient de la droite et vous devez « mettre du pieds » à droite pour revenir en vol symétrique.

Si vous aviez la tête dehors, sur un vieux biplan, vous sentiriez ce vent qui vous gifle la joue droite, alors qu’en mettant du pied le vent arriverait parfaitement de face, et vous seriez protégé par votre petit pare brise.

Ce vent relatif de travers créée donc une trainée monstrueuse qui empêche votre avion :

  1.  De monter
  2. D’accélérer

En vol symétrique, l’avion subissant moins de trainée, il monte mieux et accélère mieux.

En virage

En virage, si vous n’utilisez pas convenablement le palonnier (trop ou pas assez de pied), votre virage sera soit glissé soit dérapé. Là encore, vous réduisez les performances de votre avion. Mais surtout, vous vous exposez au risque d’un décrochage asymétrique. Sans entrer dans le détail ici, lors d’un décrochage asymétrique , une aile est plus balayée par le vent que l’autre aile. Une seule aile décroche, ou bien l’une décroche avant l’autre : c’est la vrille (ou autorotation). Autrefois, les élèves pilotes privés apprenaient tous à ce sortir d’une vrille, que l’on peut qualifier de perte de contrôle. Aujourd’hui il vous faudrait (c’est ma recommandation) vous y essayer sur un avion de voltige. La vrille fait perdre beaucoup de hauteur dans un laps de temps très court, elle est donc particulièrement dangereuse à basse hauteur. Pour s’en prémunir, il faut voler à la bonne vitesse, garder la bille au centre pour un beau vol symétrique, éviter les fortes inclinaisons à basse hauteur.

Comment fonctionne la bille ?

S’il ne devait y avoir qu’un seul instrument à bord, ce serait celui là. Appelée slip ball en anglais, elle est constituée d’un tube en verre à l’intérieur duquel une bille baigne dans un bain d’huile.

Le principe est enfantin :

principebille

la bille est entrainée vers le bas par la gravité. La force centrifuge la dévie vers l’extérieur du virage. En cas de virage dérapé, la force centrifuge n’est pas suffisante et la bille tombe sous son poids. A l’inverse en virage glissé la force centrifuge entraine la bille trop loin à l’extérieur du virage.

Si la bille se décentre, il faut retenir que

LE PIED POUSSE LA BILLE

Si la bille part à droite, il faut mettre du pied à droite. Si la bille part à gauche, il faut mettre du pied à gauche. Vous pouvez vérifier le bon fonctionnement de la bille au sol en effectuant un virage : la bille sera entrainée vers l’extérieur du virage par la force centrifuge.

Attention : si, en virage à droite, la bille part à gauche, c’est que vous poussez trop sur votre pied à droite, il vous faut donc le reculer légèrement jusqu’à constater le centrage de la bille.

593px-TC-Sliporskid

Dans l’image ci dessus, l’avion est en virage.

  • Sur l’instrument de gauche, le virage est correctement coordonné, la bille centrée, le vol symétrique
  • Sur l’instrument au centre, la bille part à l’extérieur du virage : c’est un dérapage, il faut mettre moins de pied à droite
  • Sur l’instrument de droite, c’est une glissade, l’avion est incliné à droite mais le pilote n’enfonce pas assez le pied droit. Il faut mettre du pied à droite pour pousser la bille !

Les autres instruments de contrôle de la symétrie

Si la bille équipe quasiment tous aéronefs, certains engins volants utilisent aussi d’autres instruments.

Le fil de laine

Tous les planeurs, certains hélicoptères, et certains autres engins volants (tel que l’immense avion électrique Solar Impulse) utilisent un simple fil de laine pour contrôler leur symétrie. Ce fil de laine, accroché par un ruban adhésif au pare-brise, dévie tout simplement en fonction de la direction du vent relatif.

DCF 1.0On voit parfaitement sur cette image que le fil de laine est centré, ainsi que la bille. Le virage est donc symétrique. La règle du fil de laine est l’inverse par rapport à la bille : le pied tire le fil ! Donc si la bille part à gauche, le fil part à droite.

Le fil de laine présente un double avantage : situé dans le champ de vision, il permet de coordonner correctement son virage tout en regardant dehors. En outre, il est CONSIDÉRABLEMENT plus précis que la bille. Pourquoi donc ne pas l’installer sur nos avions d’aéroclub ? Tout simplement parce qu’il subirait plus le souffle de l’hélice que le vent relatif, ce qui le rendrait inutilisable. Quelques rares pilotes parmi vous verront peut être un fil de laine sur des avions à hélice propulsive.

Les EFIS

Dans beaucoup d’avions équipés de glass cockpit, vous trouverez tout de même une bille « mécanique », à l’ancienne. C’est le cas de cet écran EADI ci dessous monté sur un Boeing 737-300 :

eadi

Toutefois, les EFIS modernes présentent au pilote l’information de dérapage sur écran. La « bille virtuelle » est affichée sous la forme d’un rectangle (on parle parfois de brique) déviant à gauche ou à droite en cas d’asymétrie, son usage étant strictement le même que celui de la bille. Sur les images ci dessous, vous pouvez vous la « brique » en haut de l’écran :

g1000
Bille centrée, vol symétrique
G1000slipped
Bille décalée à droite, vol asymétrique

La Pressurisation

Pour les curieux : à quoi sert la pressurisation ? Comment fonctionne t-elle ? Comment les pilotes la contrôlent-elle ?

A quoi sert la pressurisation ?

La pression de l’air ambiant diminue d’un hectopascal quand on monte de 28 pieds. Cette règle est à peu près linéaire, et à partir d’une certaine altitude (10 000 pieds environ) les effets de l’hypoxie (manque d’oxygène dans le sang) commencent à se faire sentir.

A plus haute altitude, la pression est si faible que la survie est impossible.

La pressurisation d’une cabine d’avion a donc pour objectif de maintenir une pression d’air suffisante pour permettre une bonne oxygénation des personnes à bord. La pression maintenue n’est pas tout à fait équivalente à celle au niveau du sol car cela nécessiterait un différentiel de pression entre l’intérieur et l’extérieur de la cabine qui imposerait des efforts considérables sur la structure du fuselage.

idée reçue : je l’ai déjà dit dans un autre article, mais il faut le répéter ici : la proportion d’oxygène dans l’air ne diminue pas avec l’altitude. L’air contient environ 21% d’oxygène, que ce soit au niveau du sol ou à 10 000 mètres. En revanche, la pression de l’air diminue, ce qui rend difficile puis impossible l’assimilation de cet oxygène par les poumons

La cabine n’est pas la seule partie de l’avion à bénéficier d’une pressurisation. On pressurise aussi parfois les soutes à bagages (c’est le cas sur tous les avions de ligne), ainsi que les réservoirs de carburant.

Comment fonctionne la pressurisation ?

Le principe de base est très simple : on fait entrer plus d’air dans l’avion qu’on n’en laisse sortir.  L’arrivée d’air se fait à débit constant, en revanche on régule le débit d’air sortant pour obtenir la pression voulue dans la cabine :

Principe de base

L’air injecté dans la cabine doit être sous pression. Sur les avions à réaction, il est donc prélevé directement à l’intérieur du réacteur, puis refroidi. L’eau contenue dans l’air se condense lors du refroidissement, puis est évacuée par des drains. C’est pourquoi l’air est très sec dans avion de ligne.

Outflow valves

L’air sort généralement de la cabine par deux valves (les « outflow valves ») contrôlées pneumatiquement par un calculateur électronique ou par une commande mécanique.

Outflow

Elles se ferment au décollage afin de maintenir la pression dans la cabine, puis leur position est régulée pour laisser sortir plus ou moins d’air. A l’atterrissage, elles s’ouvrent en grand pour obtenir dans l’avion la même pression qu’à l’extérieur.

Valves de sécurité

La structure d’un avion est calibrée pour résister à une certaine pression. Les avions légers pressurisés ont en général une résistance inférieure à celle des avions de ligne. On peut donc moins les « gonfler ».

Plus l’avion est résistant, plus il peut monter haut tout en assurant une altitude cabine confortable pour les passagers. Toutefois, comme sur une cocotte minute, l’avion est équipé d’une valve de sécurité pour éviter une surpression (safety valve). Les pilotes sont prévenus du déclenchement de cette valve par une alarme lumineuse ou un message sur un écran.

La structure de l’avion n’est en revanche pas prévue pour résister à des efforts inverses : si la pression dans l’avion est inférieure à la pression extérieure, le fuselage peut s’écraser sur lui même, et l’avion imploser. Pour éviter ce risque, une autre valve de sécurité (appelée inward relief valve) permet de laisser entrer l’air extérieur si la pression dans la cabine est trop faible.

Dépressurisation

 

C’est un évènement qui arrive rarement mais auquel tous les pilotes sont préparés. La cabine peut perdre sa pression pour de multiples raisons : rupture d’un hublot, panne du calculateur de pressurisation, fuite quelconque… La dépressurisation est plus ou moins rapide selon l’origine du problème. Si la pression chute en moins de 6 secondes, on parle d’une dépressurisation rapide. Si elle chute en moins de 3 secondes, on parle de dépressurisation explosive. Dans ces deux cas, la cabine se remplit de brouillard rendant la visibilité difficile.

EROS

[votre modeste serviteur, avec ici un masque EROS « full face » d’Airbus]

Si l’avion vole à haute altitude, une dépressurisation rapide ou explosive peut provoquer une hypoxie rapide des pilotes. Si leur vie n’est pas menacée dans les premières secondes de l’évènement, leurs capacités cérébrales le sont. On parle de « temps de conscience utile » : c’est le délai pendant lequel les pilotes ont encore les capacités cérébrales pour prendre les bonnes décisions. A très haute altitude, ce temps n’est que de quelques secondes. C’est pourquoi les pilotes doivent avant tout enfiler leur masque à oxygène le plus rapidement possible. De même pour les passagers, la priorité est de mettre votre masque avant d’aider votre voisin, même agé ou fragile. En effet, si vous vous occupez d’abord du voisin, il est tout à fait possible que dans les secondes qui suivent, vous ne vous souveniez plus de ce que vous avez à faire pour vous même.

Ce sont toutefois des cas extrêmes, les dépressurisations les plus courantes sont dues à des pannes et sont plutôt lentes.

cabin alt

Quand l’altitude cabine dépasse les 10’000 pieds, une alarme avertit les pilotes. Si l’altitude cabine dépasse 14’000 pieds, les masques des passagers tombent automatiquement. Ils peuvent aussi être déployés manuellement par les pilotes.

Côté pilotes

Paramètres

Trois paramètres sont systématiquement utilisés pour contrôler la pressurisation :

instrus
[instruments pressurisation Boeing 747-200]

  • L’altitude cabine : mesurée par un simple altimètre qui, au lieu de prélever la pression statique à l’extérieur de l’avion, relève directement la pression dans la cabine. A mesure que l’avion monte en altitude, l’altitude cabine augmente également mais dans une moindre mesure. Quand l’avion vole son altitude de croisière (30 000 pieds et plus), la pression dans la cabine équivaut à une altitude de 6000 à 9000 pieds. Les avions les plus récents ont une altitude cabine plus basse
  • La pression différentielle : plus communément appelée « delta-P » ou ΔP, c’est la différence entre la pression dans l’avion et la pression en dehors de l’avion. A mesure que l’avion monte, cette ΔP augmente, on dit que la cabine « gonfle ». Chaque type d’avion possède sa ΔP maximum, en général entre 7 et 9 PSI (un demi bar).
  • Le variomètre cabine : indique la vitesse à laquelle l’altitude cabine monte ou descend. Pour le confort des oreilles des passagers, ce vario cabine dépasse rarement 500 pieds par minute. Un vario cabine trop fort peut indiquer aux pilotes la présence d’une panne de pressurisation. Si elle ne fonctionne pas du tout (outflow valves bloquées ouvertes à fond), le variomètre cabine va suivre le variomètre réel de l’avion, avec la pression dans la cabine très proche de la pression extérieure. En cas de dépressurisation rapide, le variomètre va augmenter brutalement, indiquant une forte montée cabine, qui correspond à une forte baisse de pression dans la cabine.

Commandes

Les commandes dont disposent les pilotes pour la pressurisation varient beaucoup d’un avion à l’autre.

Avions légers

Sur les avions légers (Cessna 210 pressurisé, Piper Malibu, TBM700, King Air,..) ainsi que certains avions de ligne, le pilote dispose d’un bouton rotatif permettant de régler l’altitude cabine. Le bouton possède une double échelle avec, en face de chaque altitude cabine, une altitude de croisière :

pressu beech

Sur l’exemple, le contrôleur est réglé pour une croisière à 17’000 pieds, ce qui donnera une altitude cabine de 1000 pieds. Avec le bouton rond « cabin alt » à droite, le pilote sélectionne l’altitude cabine souhaitée. Avec le bouton RATE, il peut régler le taux de montée/descente de la cabine. Ce contrôleur est très basique et les pilotes doivent l’utiliser avec doigté pour ne pas infliger des variations de pression trop brusques et inconfortables pour les oreilles. Avant de débuter la descente, les pilotes affichent l’altitude de l’aéroport d’arrivée de sorte à avoir la même pression dans et hors de l’avion à l’atterrissage.

Airbus

Cabin Press Panel A320

Voyez ci dessus le panneau de contrôle de la pressurisation que l’on peut retrouver sur tous les avions Airbus (A320, A330, A340, etc.). En utilisation normale, les pilotes n’y touchent jamais.Les calculateurs gérant la pressurisation vont directement chercher les informations dont ils ont besoin (altitude de croisière, altitude de l’aéroport de destination) dans le FMS, l’ordinateur de management du vol.

A droite, le bouton « ditching » est utilisé en cas d’amerrissage : il provoque la fermeture des outflow valves pour éviter que l’eau n’y pénètre.

Le bouton « LDG ELEV » (Landing Elevation) est normalement en position auto. Sorti de ce cran, le bouton permet de sélectionner l’altitude de l’aéroport de destination (ce qui permettrait par exemple de corriger une erreur dans la base de donnée des aéroport du FMS – calculateur de management du vol).

Le bouton de mode permet de passer la pressurisation en manuel. Dans ce cas, le bouton complètement à gauche permet de régler manuellement le taux de montée ou de descente de l’altitude cabine.

Ci dessous, vous pouvez voir l’image affichée sur l’écran de contrôle (ECAM) sur lequel les pilotes choisissent le système qu’ils souhaitent surveiller. Ici dans sa page « cabine pressurization », vous retrouvez la ΔP dont on a parlé plus haut (ici à 4.1 PSI), le vario cabine, l’altimètre cabine (ici à 4200 pieds) et quelques autres informations comme la position des valves.

ECAM-manual-vs-cab-press

Autres avions

Ci dessous, le tableau de contrôle complet de la pressurisation d’un Boeing 747-200. Vous pouvez cliquer pour l’agrandir.

17 01 12 018

Vous y retrouverez les commandes d’altitude cabine, le réglage du QNH pour l’arrivée, et sur la droite les témoins de position des outflow valves ainsi que des boutons pour commander manuellement ces valves en cas de panne du régulateur.

Ci dessous, le panneau de réglage de la pressurisation du jet d’affaire Cessna 525 CitationJet :

DCIM101GOPRO

Vous pouvez voir en haut à gauche le boitier de contrôle de la pressurisation avec son contrôleur électronique intégré. Le bouton rotatif en bas à gauche de ce boitier permet de régler l’altitude de l’aéroport de destination (SET ALT). En utilisation normale, c’est la seule action requise de la part des pilotes qui peuvent ensuite surveiller l’altitude cabine et la ΔP sur l’instrument à aiguilles juste en dessous.

Le bouton « Dump » sous le gros capuchon rouge permet d’ouvrir à fond les outflow valves pour dépressuriser la cabine. Les commandes en dessous (manual/auto) permettent de régler manuellement la pressurisation en cas de panne du contrôleur électronique. Sur de nombreux avions, y compris les Citation Jet, ce bouton à tête ronde et rouge s’appelle « cherry picker ». C’est lui qui, en mode manuel, ouvre ou ferme les outflow valves.

Le Circuit d’Allumage

Sur un moteur à combustion, le rôle du circuit d’allumage est d’enflammer le mélange air/essence à l’intérieur du cylindre. Cet allumage est assuré par une bougie, qui produit une étincelle grâce à un générateur fournissant un courant électrique à haute tension.

En automobile, l’électricité provient du circuit électrique du véhicule, donc de la batterie. Le courant est amplifié par une bobine puis distribué aux bougies en bonne séquence grâce à une delco sur les moteurs anciens, ou un boitier d’allumage électronique sur les moteurs modernes. En cas de panne électrique, l’absence d’allumage est possible, ce qui entraine alors une panne du moteur.

Cette solution technologique n’est pas acceptable en aviation : une panne du circuit électrique ne doit pas pouvoir affecter l’allumage moteur. Cette exigence de sécurité a poussé très tôt les motoristes à développer une solution qui conjugue redondance et autonomie énergétique : c’est la magnéto

magneto (cliquez pour agrandir)

La magnéto est entrainée mécaniquement par le moteur. Elle contient une génératrice et un mécanisme de séquençage de l’allumage. Les moteurs à piston d’avions comportent deux magnétos. Chaque magnéto alimente une bougie par cylindre. Il y a donc deux bougies par cylindre.  La magnéto est complètement indépendante du circuit électrique de l’avion.

circuit

En cas de panne d’une magnéto, la seconde reste fonctionnelle et permet de maintenir le moteur en marche. De même en cas de défaillance d’une bougie, le cylindre fonctionne toujours grâce à la seconde bougie.

A noter au passage que les bougies utilisées en aviation comportent deux électrodes au lieu d’une pour les automobiles (sauf sur certains moteurs sportifs).

La commande des magnétos

Sur la plupart des avions, les magnétos sont contrôlées grâce à un commutateur à clef comme celui ci dessous :

clef magneto

Dans quelques cas plus rares, le pilote peut sélectionner les magnétos avec des interrupteurs (c’est le cas sur les Piper récents par exemple).

Dans le cas du commutateur à clef, celui ci comporte au moins 4 positions :

  • OFF : les deux magnétos sont mises à la masse. Aucune étincelle n’est possible au niveau des bougies
  • R (Right) : Seule la magnéto de droite est fonctionnelle. Celle de gauche est mise à la masse
  • L (Left) : Seule la magnéto de gauche est fonctionnelle. Celle de droite est mise à la masse
  • BOTH : Les deux magnétos sont fonctionnelles.

Dans une utilisation normale, les deux magnétos doivent être systématiquement sélectionnées. Les positions L et R ne servent qu’à réaliser des essais.

Essais des magnétos

Le bon fonctionnement des deux circuits d’allumage est OBLIGATOIRE avant de partir en vol. Le décollage doit donc être précédé d’un essai des magnétos. Si l’essai n’est pas concluant, vous devez impérativement reporter votre vol.

Dans tous les cas suivez la procédure établie par le constructeur, telle qu’elle doit apparaitre sur votre check list. La procédure standard consiste à :

  1. Afficher un régime moteur donné (typiquement 1800 tours/minute)
  2. Placer la clef sur L. Seule la magnéto de gauche est alors fonctionnelle. Si celle-ci ou si une bougie qu’elle alimente a un défaut, le moteur devrait présenter un fonctionnement anormal, voire même caler. Si le circuit de la magnéto gauche fonctionne normalement, le moteur ne va perdre que quelques dizaines de RPM (ce qui s’explique par le simple fait que la combustion est moins efficace car une seule bougie fonctionne au lieu de deux)
  3. Placer la clef sur BOTH. Dans chaque cylindre, les deux bougies produisent à nouveau une étincelle : le régime doit ré-augmenter
  4. Placer la clé sur R. De la même façon que pour la magnéto gauche, on teste à présent la magnéto de droite et son circuit.
  5. Enfin revenir sur BOTH

Ne jamais tourner la clef en vol ! En cas de défaillance d’un circuit, vous risqueriez de caler le moteur et d’avoir des difficultés pour le rallumer.

Essai coupure

Sur la plupart des avions (exception faite des machines équipées de moteur Rotax), la procédure d’extinction du moteur consiste à l’étouffer en plaçant la commande de richesse sur « pauvre ». Le mélange air/essence ne contenant pas assez de carburant, le moteur s’éteint de lui même.

Quand la clé des magnétos est placée sur « OFF », les deux circuits d’allumage sont mis à la masse. Un risque existe que cette mise à la masse ne fonctionne pas (tresse de masse rompue). Dans ce cas, un danger réel existe : si vous bougez l’hélice à la main (par exemple en repoussant l’avion dans le hangar) et qu’une magnéto n’est pas correctement mise à la masse, celle ci risque de générer du courant et les bougies produire une étincelle. Bien qu’un démarrage du moteur soit peu probable, la combustion d’un reste de carburant dans un cylindre peut suffire à faire tourner l’hélice et à vous blesser.

C’est pourquoi, avant d’étouffer le moteur, vous devez réaliser un « essai coupure » en suivant les préconisations de votre manuel de vol.

Le Train d’Atterrissage

Les différents types de trains d’atterrissage

Train Classique

train classique

L’avion repose sur les deux roues de son train principal ainsi que sur une roulette de queue, qui peut être ou non dirigée par le palonnier. Nécessite la variante TailWheel (TW) inscrite au carnet de vol.

Avantages :

  • Construction plus simple
  • Plus léger
  • Moins de trainée
  • Look « vintage »

Inconvénients :

  • Mauvaise visibilité vers l’avant au sol (car avion très cabré)
  • Avion très sensible au vent au sol et à l’atterrissage
  • Avion moins stable au sol qu’un train tricycle (risque de « cheval de bois »)

Train Tricycle

train tricycle

L’avion s’appuie sur un train d’atterrissage principal, comme sur train classique, mais la troisième roue se situe sous le nez. La roulette de nez peut être dirigée ou non au palonnier.

Avantages :

  • Pilotage plus simple, notamment par vent fort
  • Meilleure visibilité vers l’avant

Inconvénients :

  • Plus de trainée
  • Fausse impression de robustesse

Train Escamotable

train rentrant

Sur planeurs, avions légers, avions militaires, avions commerciaux, on trouve des trains d’atterrissage escamotables. Rares en aéroclub, ils peuvent représenter une évolution possible pour le pilote privé. Sur la photo exemple, un Socata TB20 Trinidad GT. Le pilotage d’un avion à train rentrant nécessite que la variante RU (Retractable Undercarriage) soit inscrite au carnet de vol.

Avantages :

  • Moins de trainée : performance nettement améliorées (vitesse, taux de montée, conso)

Inconvénients :

  • Mécanisme de rentrée du train complexe, surcoût lié à la maintenance
  • Plus fragile qu’un train fixe, supporte mal les pistes en herbe sur certains avions
  • Plus lourd qu’un train fixe
  • Risque d’oubli de sortir le train
  • Sur certains avions, modification du centrage selon la position rentrée ou sortie du train

Les Normes de Certification

Pour qu’un avion soit certifié, quelle que soit la technologie choisie pour son train d’atterrissage, le train principal doit être capable d’encaisser sans broncher un atterrissage à la masse maximale à l’atterrissage (MLW : Maximum Landing Weight), avec un taux de chute de 600 pieds par minute (soit environ 3 mètres par seconde).

Pour respecter cette contrainte, les constructeurs sont parfois obligés d’imposer une masse maximum à l’atterrissage inférieure à la masse maximum au décollage. C’est le cas sur les avions de ligne, mais aussi sur certains avions d’aéroclub (les Cirrus par exemple). En cas de problème nécessitant un retour juste après le décollage, le commandant de bord peut se trouver dans la situation où il doive se poser avec une masse dépassant la masse maximum à l’atterrissage. Si les avions de ligne long-courriers ont la capacité de vidanger du carburant en vol pour s’alléger, ce n’est pas le cas des avions plus petits. Si la situation le permet, une solution consiste à « bruler » un maximum de carburant avant de se poser. Sinon, le commandant de bord devra veiller à exécuter un atterrissage le plus doux possible, avec un taux de chute minimal lors du contact des roues avec le sol.

ATTENTION : qu’il s’agisse d’une roulette de nez (train tricycle) ou de queue (train classique), la troisième roue ne répond à aucune norme en terme de résistance à l’atterrissage. Cette roue et sa jambe de train n’ont pour fonction que de supporter le poids de l’avion au sol et au repos. Elle peut aussi parfois permettre de diriger l’avion au roulage. Elle n’est donc pas conçue pour supporter le choc de l’atterrissage. C’est pourquoi il est primordial de poser l’avion sur son train principal et de réduire au maximum les efforts sur cette troisième roue (en « soulageant le nez » dans le cas d’un avion tricycle). Il existe des exceptions pour certains avions à train classiques sur lesquels on peut réaliser un atterrissage dit « 3 points ». Reportez vous au manuel de vol de votre avion.

Les risques pour le train d’atterrissage

Cheval de bois

Le Cheval de Bois est l’expression d’usage en aéronautique pour parler d’un tête à queue. L’incident peut arriver en cas de mauvais contrôle en lacet, par exemple lors d’un atterrissage par fort vent traversier sur train classique. Cela peut aussi arriver avec n’importe quel type de train d’atterrissage si un saumon d’aile entre en contact avec le sol.

La rupture d’une jambe de train principale par exemple, peut provoquer l’impact de l’aile avec le sol, et si l’avion a encore assez d’énergie il peut alors partir en cheval de bois. A forte vitesse, il y a un réel danger : l’avion peut notamment se retourner et passer sur le dos.

Effacement de roulette de nez

Cet incident peut survenir alors que la roulette de nez entre en contact avec le sol trop violemment. La jambe de train casse et le nez touche le sol. L’hélice entrant en contact avec la piste, elle est irrémédiablement endommagée et peut, par blocage du vilebrequin, engendrer de graves dommages au moteur. La rupture peut aussi être le résultat de chocs répétés ayant créé des criques. Votre maladresse peut donc avoir des conséquences pour les autres pilotes !

effacement

Oubli de sortir le train

En planeur, on dit souvent qu’il existe deux types de pilotes : ceux qui ont oublié de sortir le train, et ceux qui vont oublier de sortir le train. Sur avion, le pilote dispose d’alarmes (qui se déclenchent à la réduction des gaz, ou lors de la sortie des volets) pour l’avertir de l’oubli. Néanmoins, les oublis arrivent encore.

Les dommages vont dépendre du type d’avion et de la douceur de l’atterrissage. Parfois seule la peinture sous le ventre ainsi que les trappes du train d’atterrissage seront endommagées. Parfois l’avion est bon pour la casse.

Vidéos recommandées :
Oubli de sortie du train sur un monomoteur à piston TB20
Oubli de sortie du train sur un chasseur Mirage 2000

Usure progressive due aux chocs sur le train avant

Exemple Cessna

C’est un problème connu et récurent sur les monomoteurs Cessna : la jambe de train avant est fixée à proximité de la cloison pare feu du moteur. A chaque contact brusque de la roulette de nez avec le sol, la jambe de train remonte, s’appuyant contre la cloison pare feu jusqu’à la déchirer.

incident Cessna

Si l’évènement ne présente pas de danger imminent (sauf en cas de feu moteur évidemment), il représente un coût monstrueux pour un aéroclub. Car le remplacement d’une cloison pare feu est extrêmement onéreux.

Exemple Diamond DA40

Lors d’un atterrissage dur avec contact violent de la roulette de nez au sol, l’axe horizontal qui maintient le sabot de la roulette de nez s’en fendu. Le défaut n’a pas été détecté immédiatement, et plusieurs vols ont été réalisés par la suite, chaque atterrissage agrandissant la brèche.

incident DA40

Selon le mécanicien, la rupture était imminente lorsqu’il a constaté la crique. Et une rupture lors de l’atterrissage aurait pu faire passer l’avion sur le dos, situation dramatique pour ses occupants.

Givrage carburateur

19 novembre 1967, Aéroclub UTA, Meaux.

Un élève et son instructeur décollent aux commandes de l’Émeraude F-BILI, un petit biplace école très rependu à cette époque. L’instructeur ne connait pas très bien cet avion. Il s’interroge sur le faible taux de montée de l’avion. Craignant un givrage du carburateur, il tire la commande de réchauffe carbu. Le moteur cale instantanément. L’avion se pose dans un champ. Lors du contact avec le sol, le train d’atterrissage s’efface, l’avion passe sur le nez, en « pylone ». L’équipage est indemne mais pantois. Certes les conditions sont hivernales, mais comment le carburateur a pu givrer à pleine puissance ?

FBILI

J’ai entendu ce récit moult fois puisque l’élève pilote à bord de l’avion se trouvait être mon père. Le givrage carburateur est donc un sujet auquel j’ai été largement sensibilisé.

Pourquoi le carburateur givre t’il ?

Le givrage du carburateur est la conséquence de deux phénomènes :

  1. Le refroidissement adiabatique : Le carburateur est un venturi. L’air mélangé au carburant s’y détend brusquement, ce qui a pour effet d’abaisser considérablement sa température. L’effet est d’autant plus prononcé que le papillon des gaz est fermé, donc la puissance faible. Néanmoins l’abaissement de température peut suffire à givrer le carburateur même à pleine puissance. A titre de comparaison, pensez à ces bombes aérosol qui se refroidissent quand le gaz qu’elles contiennent est expulsé à l’extérieur.
  2. L’évaporation du carburant : Pour s’évaporer, le carburant absorbe la chaleur qui l’entoure, ce qui a pour effet d’abaisser la température de l’air. Appliquez un peu d’alcool, d’essence ou mieux d’éther sur votre main et soufflez dessus : l’évaporation va vous procurer une sensation de froid. Plus le liquide est volatile, plus la sensation de froid est prononcée. Le carburant avion est bien plus volatile que l’essence automobile, ce qui explique le risque accru de givrage en avion, en comparaison aux voitures.

La somme de ces deux phénomènes peut abaisser la température du carburateur de 15 à 20 degrés. Le carburateur étant froid, l’eau contenue dans l’air et parfois dans le carburant va se congeler.

Comment évaluer le risque ?

Le graphique ci dessous vous permet d’évaluer le risque. (cliquez sur l’image pour l’agrandir)

Schéma givrage carbu

Reportez dans ce tableau la température et le point de rosée (obtenus auprès d’un service de météo aéronautique, ATIS ou METAR). Prenons l’exemple d’une belle journée avec une température de +20°C et un point de rosée de +15°C. Vous constaterez que l’on se trouve alors dans le secteur vert, qui signifie un risque de givrage modéré quelque soit la puissance (donc y compris plein gaz), et un risque sévère à puissance réduite.

Certains avions disposent d’un indicateur de température de carburateur :

tempcarbu

Avec ce type d’indicateur, il « suffit » de surveiller la température et de maintenir l’aiguille en dehors de l’arc jaune. Cet arc indique une température dans le carburateur se situant entre +5°c et -15°C. Avec une température plus élevée, le risque de givrage est nul. Avec une température plus faible, l’humidité sera minime car plus l’air est froid moins il a la capacité de contenir de l’eau.

La plupart des avions école (Robin HR200, Aquila, Cessna 150,..) ne disposent pas de cet indicateur. Dans ce cas, vous devrez surveillez la puissance de votre moteur et appliquer la réchauffe caburateur en cas de doute, même en montée ou en croisière. En descente et à l’atterrissage, je vous recommande l’utilisation SYSTEMATIQUE de la réchauffe, quelque soit la température extérieure.

Réchauffe carbu : comment ça marche ?

L’image ci dessous indique la position de la manette activant la réchauffe du carburateur sur Robin HR200.

RC HR200

Sur un avion ne disposant pas d’indicateur de température carbu, la réchauffe doit être utilisée en « tout ou rien ». A l’inverse, sur un avion disposant de cet instrument, il sera possible de moduler l’utilisation de la réchauffe. En effet, l’utilisation systématique de la réchauffe dans sa position maximale induit un inconvénient : elle diminue la puissance du moteur (ce que vous vérifiez lors des essais moteurs avant décollage). La raison en est simple : l’air plus chaud possède une densité moindre. La quantité d’air est donc inférieure, pour une quantité de carburant égale. Le mélange air/essence est alors trop riche, induisant cette perte de puissance et un encrassement des bougies (qui est toutefois préférable à un givrage du carburateur).

En actionnant la commande de la réchauffe, vous déviez le circuit d’admission d’air. Sur la plupart des avions, l’air n’est alors plus filtré et passe par le voisinage des tubes d’échappement, ce qui a pour effet de le réchauffer.

Réchauffe

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