Le quiz du dimanche soir

[concorde fan]

Tu as aussi certains avions qui ne décrochent pas mais qui tombent à plat faute de puissance suffisante pour sortir de cette situation et avec des commandes de vol alors non correctement soufflées.
On cherche alors à dissuader le pilote de « jouer » avec les grandes incidences, car c’est tout aussi dangereux qu’un décrochage (voir plus) pour espérer une récupération tout en restant dans le domaine de vol ou avant d’avoir atteint le sol…
Dans ce cas on peut se servir de girouettes couplées à d’autres système
C’est le cas de Concorde et de pas mal d’avions à ailes delta.
Autres exemples, le Harrier ou le V22 sont des avions/hélicoptères qui suivant le mode utilisé ont un système de décrochage « inhibé » ou qui s’adapte.
Idem pour des avions spéciaux de chasse avec tuyères orientables.
François

[JacquesZ]

Alors:
- à lamelle style PA28 ou B200:
C'est le modèle le plus répandu sur avions légers.
C'est une lamelle métallique de quelques centimètres installée au bord d'attaque de l'aile et qui pivote sur un axe.
La rotation de cette lamelle dépend de la position du point d'impact des filets d'air au niveau du bord d'attaque, position qui dépend elle même de l'angle d'incidence de l'aile. Aux angles d'incidence normaux, la lamelle se trouve sous le point d'impact et se retrouve repoussée vers le bas par les filets d'air et par un ressort: pas de contact.
Aux approches du décrochage, le point d'impact des filets d'air se déplace vers le bas, la pression sur l'´intrados de l'aile augmenté, la lamelle est au dessus du point d'impact et se retrouve repoussée vers le haut: contact, et alarme sonore et/ou visuelle. La lamelle est chauffée pour l'antigivrage.

- à dépression style C172:
Une entrée d'air de quelques cms de diamètres et protégé par une grille est ménagée dans le bord d'attaque de l'aile, reliée par un tuyau à une trompette (style trompette de réveillon). Aux angles d'incidence normaux, l'entrée d'air est +/- en face du point d'impact des filets d'air, il n'y a que peu ou pas de pression(au point d'impact les filets d'air se divisent en deux vers le haut et le bas, et la vitesse est nulle à l'endroit de l'impact). Aux forts angles d'incidence, le point d'impact se déplace vers le bas, et l'entrée d'air se retrouve exposée aux filets d'air qui actionnent plus ou moins fort la trompe. L'avantage de ce système est qu'il ne nécessite pas d'électricité et que l'intensité du son varie avec l'angle d'incidence.

Les deux autres systèmes ne sont pas des avertisseurs de décrochage à proprement parler, mais des sondes d'incidence ou d'angle d'attaque(AOA). Ils sont raccordés (entre autres) à la centrale aérodynamique (ADC-Air Data Computer), qui reçoit d'autres informations (sondes pitot, prises statiques, température extérieure, etc...), et c'est le calculateur de l'ADC qui va générer l'alarme décrochage et ses systèmes de protection adaptés éventuels (vibreur de manche (stick (shaker), pousseur de manche sur avions à profondeur en T (stick pusher), ou plus sophistiqué avec les commandes de Vol électriques (Alpha Prot sur Airbus))
Ces dispositifs sont souvent disposés sur le fuselage au niveau du nez. Ils sont doublés voire triplés par sécurité et bien entendu dégivrés. C'est ce dispositif qui a dysfonctionné dans le Paris-Rio

-à fente style A320:
Un tube métallique comprenant deux fentes longitudinales est disposé perpendiculairement dans le vent relatif. Chaque fente ouvre sur une cavité séparée à l'intérieur du tube, elles mêmes reliés à des capteurs de pression électriques à capsule.
Suivant les angles d'incidence la différence de pression entre les fentes génère une différence de signal plus ou moins grande, signal transmis à l'ADC

- à girouette style B737:
Une petite girouette métallique est disposée parallèlement au vent relatif et tourne plus ou moins en fonction de l'angle d'incidence. L'angle de rotation est transmis à l'ADC.

Je crois qu'avec la précision des nouvelles centrales inertielles à composants liés à la structure de l'avion (strap down) et surtout les accéléromètres actuels (gyrolasers) qui peuvent déterminer avec précision l'assiette en tangage et donc l'angle d'incidence de l'aile, cette info peut également être utilisée pour connaître l'angle d'incidence et partant l'alarme de décrochage.

Jacques

[fab]

ok, alors en 2 mots : on cherche à détecter
- un déplacement dans un seul sens ou
- on compare vitesse horizontale et verticale ?

ce qui expliquerai que l'alarme sonne avant le réel décrochage ?

[concorde fan]

Tu peux très bien être en décrochage et continuer de grimper !!!
C’est le cas avec certains avions de chasse surmotorisés, ou avion de voltige qui se mettent volontairement en très haute incidence mais tractés ou poussés vers le haut via leur motorisation.
Le décrochage c’est vraiment lié aux filets d’air qui ont un écoulement très perturbé sur un profil d’aile.
Les filets d’air, partagés entre l’intrados et l’extrados, depuis le bord d’attaque, ne se rejoignent alors plus vers le bord de fuite en cas de décrochage.
Également, tu peux très bien décrocher en descente, il suffit de trop tirer sur la profondeur.
Avec une girouette et par comparaison on peut en déduire l’incidence de l’aile du moment, ce qui est le vrai indicateur sur le phénomène de décrochage , rien à voir avec l’assiette.
En fonction du type d’avion, suivant que les becs sont sortis ou pas, suivant le degré de volets, les G du moment, l’inclinaison de l’aile , et bien tu sauras établir quand l’avion va décrocher et ainsi mettre en œuvre des systèmes d’alertes ou systèmes protecteurs, exemples : vibreur de manche, voyant, klaxon, augmentation de puissance automatique, diminution automatique d’incidence, etc…
Le système le plus simple de détecteur de décrochage c’est la palette qui se lève (mettant en route un klaxon ou un voyant) aspirée par le tourbillon dépressionnaire lié au décrochage ou encore plus simplement parce qu’il y a plus d’air à passer dessous que par-dessus, (ce qui la fait se lever) parce que justement l’incidence devient trop importante.
Si un petit malin s’amuse au sol à tordre la palette ou à déplacer son support de fixation, le klaxon va bien continuer de hurler, mais plus à l’incidence liée au décrochage : pas bien, gros danger, idem si ça gèle.
Personnellement lors de la vérification de ce système je ne me contente pas de l'actionner, je regarde aussi si son angle semble un minimum logique...
François

[JacquesZ]

ok, alors en 2 mots : on cherche à détecter
- un déplacement dans un seul sens ou
- on compare vitesse horizontale et verticale ?

ce qui expliquerai que l'alarme sonne avant le réel décrochage ?

Par sécurité, on calibre l'alarme de décrochage pour qu'elle déclenche entre 5 et 10 kts avant le décrochage, mais en réalité le décrochage n'est pas lié à la vitesse, mais toujours et uniquement à un angle d'incidence donné (incidence critique), dépendant du profil de l'aile.
Évidemment becs, volets et autres dispositifs peuvent modifier cette incidence critique, mais principalement parceque les caractéristiques de l'aile (surface, profil, écoulement des filets d'air) ont changé avec ces dispositifs. Par exemple les volets fowlers (à fente) qu'on trouve sur les liners augmentent la surface de l'aile ET réenergisent les filets d'air sur l'extrados du volet via les fentes, retardant leur décollement.

Plusieurs facteurs influent sur la vitesse de décrochage:
On donne une certaine incidence à l'aile pour obtenir la portance juste suffisante pour maintenir l'avion en palier.
Si la masse de l'avion augmente, il faudra à vitesse équivalente plus de portance pour maintenir l'avion en palier, donc un angle d'incidence supérieur: le décrochage interviendra plus vite en vitesse (Vs augmente), mais toujours au même angle d'incidence.

Idem pour l'effet de l'altitude: à haute altitude la densité de l'air ayant diminué, l'air est moins porteur, donc pour avoir la portance nécessaire pour maintenir le palier il faudra un angle d'incidence supérieur, donc encore une fois Vs augmente, donc décrochage à vitesse plus élevée qu`à basse altitude.

Dernier cas, le facteur de charge: si lors d'une ressource, ou en cas de turbulences sévères, on charge artificiellement l'avion, on se retrouve temporairement dans le même cas que si l'avion était plus lourd, l'avion décrochera plus vite, mais toujours au même angle d'incidence. Ce qui explique pourquoi on peut décrocher à haute vitesse, par exemple en cas de ressource trop brutale à la sortie d'un piqué.

De même la vitesse de décrochage augmente en virage, puisque le facteur de charge augmente du fait de l'inclinaison, ou plus exactement, à vitesse équivalente, il faut plus de portance en virage, (donc plus d'angle d'incidence), pour maintenir l'avion en palier qu'avec les ailes droites.
La vitesse de décrochage varie avec la racine carrée du facteur de charge, ce qui veut dire qu'avec un facteur de charge de 2G, la vitesse de décrochage augmente de 40% environ (racine de deux)

Donc pour répondre à ta question, on ne compare jamais une ou des vitesses, ni même un déplacement, mais un angle d'incidence des filets d'air par rapport à la corde de l'aile, l'incidence de décrochage étant constant.

L'indicateur d'angle d'attaque ou sonde d'incidence est à cet égard le plus précis.

Jacques

[fab]

Parfait ! (ce n'est pas en 2 mots mais c'est passionnant )

[JacquesZ]

Désolé j'ai du mal à faire court...

[concorde fan]

C'est dimanche, nouvelle petite énigme.
Quelle était la grande particularité du petit hélicoptère français DJINN SO-1221 en autorotation ?
J'en profite pour rappeler qu’en vol normal son rotor était entrainé par éjection de gaz en bout de pale.
François

[JacquesZ]

Euh au pif, la cellule tournait avec le rotor?
Parce que pas/plus d'anticouple en cas de panne, j'ima(djin), si le rotor tournait par éjection de gaz en bout de pale.

Jacques

[fcoq]

Action motrice moteur/cellule minime donc pas d'effet toupie?

De plus moins de frottements mecaniques donc les pales "s'arrettent "moins vite?