Les différentes parties des commandes de vol

Les commandes de vol d'un aéronef sont les moyens par lesquels un pilote contrôle la direction et l'assiette d'un aéronef en vol.

Axe de rotation

L'axe, tel qu'il est appliqué à l'aviation, est défini comme "une ligne imaginaire autour de laquelle tourne un corps".

Un avion en vol manœuvre en trois dimensions. Pour contrôler ce mouvement, le pilote manipule les commandes de vol afin de faire tourner l'avion autour d'un ou plusieurs de ses trois axes de rotation. Ces trois axes, appelés longitudinal, latéral et vertical, sont perpendiculaires les uns aux autres et se croisent au centre de gravité de l'avion.

Les mouvements autour de l'axe longitudinal, de l'axe latéral et de l'axe vertical sont appelés respectivement roulis, tangage et lacet. La gouverne de direction principale pour contrôler le roulis est l'aileron, pour le tangage de la gouverne de profondeur et, pour le lacet, le gouvernail de direction. La rotation autour d'un axe peut induire une rotation intempestive autour d'un deuxième axe. Dans ce cas, l'utilisation simultanée des gouvernes associées est nécessaire pour maintenir un vol coordonné.

Piloter un aéronef

Les systèmes de commandes de vol sont subdivisés en ce que l'on appelle les commandes de vol primaires et secondaires. Les commandes de vol primaires sont nécessaires pour contrôler un aéronef en toute sécurité pendant le vol et se composent d'ailerons, de gouvernes de profondeur (ou, dans certaines installations, de stabilisateurs) et de gouvernail de direction. Les commandes de vol secondaires sont destinées à améliorer les caractéristiques de performance de l'avion ou à soulager les charges excessives sur les commandes, et consistent en des dispositifs à portance élevée tels que des becs de bord d'attaque et des volets, ainsi que des déporteurs de vol et des systèmes de compensation.

Le déplacement de l'une ou l'autre des principales commandes de vol fait tourner l'avion autour de l'axe de rotation associé à la gouverne. Les ailerons contrôlent le mouvement autour de l'axe longitudinal (roulis), la gouverne de profondeur contrôle la rotation autour de l'axe latéral (tangage) et la gouverne de direction contrôle le mouvement autour de l'axe vertical (lacet).

Les systèmes de commande de vol les plus élémentaires sont mécaniques et, bien qu'ils datent des premiers types d'aéronefs, ils sont utilisés dans la majorité des aéronefs légers de l'aviation générale. Dans cette conception, un ensemble de composants mécaniques tels que des câbles, des poulies, des tiges et des chaînes transmettent le mouvement des commandes du poste de pilotage aux gouvernes appropriées. Dans les avions plus gros et plus rapides, les forces aérodynamiques deviennent trop importantes pour que le pilote puisse les surmonter sans aide, de sorte que les systèmes hydrauliques sont souvent incorporés pour déplacer la surface des commandes de vol. Dans certains modèles d'avions plus récents, la recherche d'une réduction du poids et les économies de carburant associées ont conduit les concepteurs à remplacer la plupart des composants mécaniques par des ordinateurs et des fibres optiques pour produire des systèmes de contrôle qui sont appelés Fly-By-Wire.

Ailerons

Les ailerons sont une surface de contrôle de vol primaire qui contrôle les mouvements autour de l'axe longitudinal d'un avion. Ce mouvement est appelé " roulis ". Les ailerons sont fixés au bord de fuite extérieur de chaque aile et, lorsqu'une commande manuelle ou automatique est actionnée, ils se déplacent dans des directions opposées l'un de l'autre. Dans certains gros avions, deux ailerons sont montés sur chaque aile. Dans cette configuration, les deux ailerons de chaque aile sont actifs pendant le vol à basse vitesse. Cependant, à une vitesse plus élevée, l'aileron extérieur est verrouillé et seul l'aileron intérieur ou l'aileron à grande vitesse est fonctionnel.

Fonction

En déplaçant le volant ou le manche de commande du poste de pilotage vers la droite, l'aileron est monté sur l'aile droite pour se dévier vers le haut tandis que, au même moment, l'aileron de l'aile gauche se dévie vers le bas. La flexion vers le haut de l'aileron droit réduit la cambrure de l'aile, ce qui réduit la portance de l'aile droite. Inversement, la flexion vers le bas de l'aileron gauche entraîne une augmentation de la cambrure et une augmentation correspondante de la portance de l'aile gauche. La portance différentielle entre les ailes fait rouler l'avion vers la droite. Sur certains avions, les ailerons sont renforcés par des spoilers roulants montés sur la surface supérieure de l'aile.

Gouvernes de profondeur

Une gouverne de profondeur est une gouverne de direction primaire qui contrôle les mouvements autour de l'axe latéral d'un aéronef. Ce mouvement est appelé " tangage ". La plupart des avions ont deux gouvernes de profondeur, dont une est montée sur le bord de fuite de chaque moitié du stabilisateur. Lorsqu'une entrée de commande manuelle ou automatique est effectuée, les gouvernes de profondeur se déplacent vers le haut ou vers le bas, selon le cas. Dans la plupart des installations, les gouvernes de profondeur se déplacent symétriquement mais, dans certains aéronefs contrôlés par des commandes de vol électriques, elles se déplacent de façon différentielle lorsque cela est nécessaire pour répondre aux demandes d'entrée de commande. Certains types d'aéronefs ont des dispositions pour "déconnecter" les gouvernes de profondeur droite et gauche l'une de l'autre en cas de blocage des gouvernes de direction, tandis que d'autres types utilisent des systèmes hydrauliques différents pour actionner les gouvernes de profondeur gauche et droite afin de s'assurer qu'au moins une surface est opérationnelle en cas de panne(s) du système hydraulique.

Fonction

Les gouvernes de profondeur réagissent à un mouvement vers l'avant ou vers l'arrière du manche ou de la commande. Lorsque le pilote déplace les commandes vers l'avant, la surface de la gouverne de profondeur est déviée vers le bas. Cela augmente la cambrure du stabilisateur, ce qui entraîne une augmentation de la portance. La portance supplémentaire sur la surface de la queue provoque une rotation autour de l'axe latéral de l'avion et entraîne un changement d'assiette de l'avion en piqué. L'inverse se produit lors d'un mouvement vers l'arrière des commandes du poste de pilotage.

Gouvernes de direction

La gouverne de direction est une gouverne de direction primaire qui contrôle la rotation autour de l'axe vertical d'un avion. Ce mouvement est appelé "lacet". La gouverne de direction est une surface mobile qui est montée sur le bord de fuite de la dérive ou de l'aileron. Contrairement à un bateau, le gouvernail n'est pas utilisé pour diriger l'avion ; il est plutôt utilisé pour surmonter un lacet défavorable induit par un virage ou, dans le cas d'un avion multimoteur, par une panne moteur et permet également à l'avion d'être glissé intentionnellement lorsqu'il est nécessaire.

Fonction

Dans la plupart des avions, le gouvernail de direction est contrôlé par les pédales du gouvernail de direction du poste de pilotage qui sont reliées mécaniquement au gouvernail de direction. La déflexion d'une pédale de direction entraîne une déflexion correspondante de la gouverne de direction dans la même direction, c'est-à-dire que le fait de pousser la pédale de direction gauche entraîne une déflexion de la gouverne de direction vers la gauche. Ceci, à son tour, provoque la rotation autour de l'axe vertical en déplaçant le nez de l'avion vers la gauche. Dans les avions de grande taille ou à grande vitesse, les actionneurs hydrauliques sont souvent utilisés pour aider à surmonter les charges mécaniques et aérodynamiques sur la surface de la gouverne de direction.

L'efficacité de la gouverne de direction augmente avec la vitesse de l'avion. Ainsi, à basse vitesse, il peut être nécessaire d'utiliser une grande quantité de gouvernail de direction pour obtenir les résultats souhaités. Un plus petit mouvement du gouvernail est requis à des vitesses plus élevées et, dans de nombreux aéronefs plus sophistiqués, la course du gouvernail est automatiquement limitée lorsque l'aéronef vole au-dessus de la vitesse de manoeuvre afin d'éviter les angles de braquage qui pourraient causer des dommages structuraux à l'aéronef.

* Découvrir les meilleurs livres sur le monde de l'aviation avec Amazon.fr

Vidéo Aircraft Primary Flight Controls Explained

Articles en rapport avec l'aviation

* Les différentes parties qui composent un avion

La structure et les composants de base d'un avion sont expliqués dans cet article, y compris le fuselage, les ailes, le stabilisateur horizontal et le moteur, ainsi que les matériaux structurels et la conception du fuselage.

* Fly by Wire - commandes de vol électriques

Fly-by-Wire (FBW) est le terme généralement accepté pour les systèmes de commandes de vol qui utilisent des ordinateurs pour traiter les entrées des commandes de vol effectuées par le pilote ou le pilote automatique et envoyer les signaux électriques correspondants aux commandes de gouverne de vol.