Fiche de révision : Connaissance générale de l’aéronef

📋 Plan du Cours

1. Alphabet grec aéronautique
2. Géométrie et dimensions de l’avion
3. Principes et architecture du moteur
4. Cycle moteur à quatre temps
5. Hélice et variation de calage
6. Anémomètre et pressions mesurées
7. Vitesses caractéristiques et arcs
8. Pannes du circuit anémométrique
9. Altimètre et références de pression
10. Variomètre et vitesse verticale
11. Instruments gyroscopiques de pilotage

📖 1. Alphabet grec aéronautique

📝 Points essentiels

• L’alphabet grec est utilisé dans de nombreuses définitions et notions aéronautiques.

📖 2. Géométrie et dimensions de l’avion

🔑 Notions clés & Définitions

• Corde : La droite reliant le bord d’attaque au bord de fuite d’une aile.
• Envergure : L’envergure est la distance entre les extrémités de l’aile, notée E.
• Surface alaire : La surface totale de l’aile, y compris la partie située dans le fuselage, et elle est notée S.
• Dièdre : L’angle entre l’axe de l’aile et l’horizontale.

📝 Points essentiels

• Le dièdre des avions Robin présenté dans le cours vaut +14°.

💡 Astuce mémo

De l’aile au train

📖 3. Principes et architecture du moteur

🔑 Notions clés & Définitions

• Moteur thermique : Transforme en mouvement la chaleur produite par la combustion d’un comburant et d’un carburant.
• Cylindre : Constitué d’une culasse en alliage léger d’aluminium vissée sur un fût muni d’ailettes de refroidissement.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

⚡ Les moteurs à combustion commandée allument le mélange par étincelle et utilisent généralement l’essence 100LL ou AVGAS, tandis que les moteurs à combustion spontanée l’allument sans étincelle et utilisent généralement le carburant JET A1.

• En aviation légère, les moteurs à pistons sont généralement constitués de 4 ou 6 cylindres montés à plat et opposés.

💡 Astuce mémo

Chaleur → mouvement

📖 4. Cycle moteur à quatre temps

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle de Beau de Rochas : Comprend l’admission, la compression, l’explosion ou détente et l’échappement.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🔄 Processus — Pendant l’admission, la soupape d’admission s’ouvre, le piston descend et aspire le mélange air-essence tandis que la soupape d’échappement reste fermée.

🔄 Processus — Pendant la compression, les deux soupapes sont fermées et le piston remonte pour comprimer le mélange air-essence dans la chambre de combustion.

🔄 Processus — Pendant l’explosion, les bougies enflamment le mélange comprimé peu avant le point le plus haut de la course du piston, dont la descente est provoquée par la dilatation du mélange.

🔄 Processus — Pendant l’échappement, le piston remonte et la soupape d’échappement s’ouvre pour évacuer les gaz brûlés.

💡 Astuce mémo

Admission, compression, explosion, échappement

📖 5. Hélice et variation de calage

🔑 Notions clés & Définitions

• Angle de calage : L’angle de calage d’une hélice est l’angle ω entre le plan de rotation de l’hélice et la corde de référence d’une pale.
• Angle d’incidence : L’angle d’incidence d’une pale est l’angle α entre sa corde de référence et la vitesse résultante représentant le vent relatif.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

⚡ Une hélice à calage fixe est simple et économique mais offre un rendement médiocre dans certaines phases du vol, tandis qu’une hélice à vitesse constante adapte son calage aux différentes phases.

📌 Le petit pas est adapté au décollage et à la remise de gaz, tandis que le grand pas est adapté à la croisière.

💡 Astuce mémo

Petit pas : puissance ; grand pas : croisière

📖 6. Anémomètre et pressions mesurées

🔑 Notions clés & Définitions

• Anémomètre : L’anémomètre indique la vitesse de l’aéronef par rapport à la masse d’air en mesurant la différence entre pression totale et pression statique.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🧮 Formule — La pression totale est égale à la pression statique plus la pression dynamique : P totale = P statique + P dynamique.

🧮 Formule — La pression dynamique est égale à un demi de la masse volumique de l’air multipliée par la vitesse au carré : P dynamique = ½ρV².

📌 La masse volumique de l’air diminue lorsque l’altitude augmente, ce qui fait varier l’indication de l’anémomètre pour une même vitesse réelle.

Compléments

🔄 Processus — Le tube Pitot mesure la pression totale et les prises statiques mesurent la pression statique, dont la différence déforme une capsule et actionne mécaniquement l’aiguille de l’anémomètre.

💡 Astuce mémo

Totale − statique = dynamique

📖 7. Vitesses caractéristiques et arcs

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

⚡ La vitesse indiquée VI est lue sur l’anémomètre, la vitesse conventionnelle Vc corrige les erreurs instrumentales, la vitesse équivalente Ve corrige la compressibilité, la vitesse propre Vp corrige la masse volumique de l’air et la vitesse sol Vs est la vitesse par rapport au sol.

🧮 Formule — La vitesse sol est égale à la vitesse propre plus ou moins la composante de vent arrière ou avant, appelée vent effectif.

📌 La correction simplifiée de vitesse propre consiste à ajouter 1 % par tranche de 600 ft au-dessus de la surface 1013 hPa et à appliquer plus ou moins 1 % par tranche de 4 °C d’écart à la température standard.

• L’arc blanc correspond à l’utilisation des volets entre Vs0 et VFE, l’arc vert à l’utilisation en lisse entre Vs1 et VNO, l’arc jaune à une utilisation prudente en air calme entre VNO et VNE, et le trait rouge à VNE.

Compléments

• Les problèmes de compressibilité de la vitesse équivalente apparaissent seulement au-delà de 250 kt.

💡 Astuce mémo

Blanc, vert, jaune, rouge

📖 8. Pannes du circuit anémométrique

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🔄 Processus — Si le tube Pitot est obstrué et que l’altitude reste constante, l’indication de vitesse reste bloquée à la valeur affichée au moment de l’obstruction.

📌 Si la prise statique est obstruée, l’indication de vitesse reste à peu près correcte en palier, devient inférieure à la vitesse réelle en montée et supérieure à la vitesse réelle en descente.

📌 En cas de panne du badin, le pilote peut utiliser des pré-affichages connus d’assiette et de régime moteur pour obtenir une vitesse correspondant au palier, à la montée ou à la descente.

Compléments

📌 Avec un tube Pitot obstrué, l’indication augmente en montée et diminue en descente parce que la pression statique continue de varier alors que la pression totale reste bloquée.

📖 9. Altimètre et références de pression

🔑 Notions clés & Définitions

• Altimètre : L’altimètre indique la distance verticale de l’avion par rapport à une référence choisie par le pilote en mesurant la pression statique et ses variations.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• L’atmosphère type OACI utilise une pression au niveau de la mer de 1 013,25 hPa, une température de +15 °C et une décroissance de température de 2 °C par 1 000 ft.

⚡ Le QFE est un calage abandonné, le QNH est un calage de référence utilisé par le pilote, et le calage 1 013,25 hPa constitue une autre référence altimétrique.

📌 Lorsque la masse d’air est plus froide que l’atmosphère type, l’altimètre indique une altitude supérieure à l’altitude réelle.

Compléments

🧮 Formule — La correction simplifiée d’altitude est de 4 ft par 1 000 ft d’altitude et par degré Celsius d’écart à la température standard.

💡 Astuce mémo

Plus haut, pression plus basse

📖 10. Variomètre et vitesse verticale

🔑 Notions clés & Définitions

• Variomètre : Indique la vitesse verticale de l’aéronef, notée Vz, sous forme de taux de montée ou de taux de descente.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🔄 Processus — Le variomètre mesure la différence entre la pression statique instantanée et une pression statique retardée par un tube capillaire, puis transforme cette différence en indication de vitesse verticale.

🧮 Formule — Le taux de descente peut être estimé par la relation Vz = plan de descente en pourcentage × vitesse sol.

📌 Après un changement de trajectoire verticale, le pilote doit attendre 4 à 5 secondes pour obtenir une indication précise du variomètre.

Compléments

• La vitesse verticale s’exprime en pieds par minute ou en mètres par seconde, avec l’équivalence simplifiée de 200 ft/min pour 1 m/s.

💡 Astuce mémo

La pression indique la montée

📖 11. Instruments gyroscopiques de pilotage

🔑 Notions clés & Définitions

• Horizon artificiel : L’horizon artificiel est un instrument gyroscopique à deux degrés de liberté qui sert de référence pour l’assiette et l’inclinaison de l’aéronef.
• Taux standard : Le taux de virage 1, ou taux standard, correspond à une variation de cap de 360° en 2 minutes.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

⚡ L’horizon artificiel indique l’assiette et l’inclinaison, le conservateur de cap indique le cap suivi, et le coordinateur de virage indique le sens et le taux de virage.

📌 Le conservateur de cap doit être calé au début du vol à partir du compas magnétique et recalé environ toutes les 20 minutes en palier et en vol rectiligne pour corriger la précession astronomique.

Compléments

📌 Lors d’un virage à gauche, les caps diminuent, tandis que lors d’un virage à droite, les caps augmentent.

💡 Astuce mémo

Attitude, cap, virage

📊 Tableaux de synthèse

Instruments et informations fournies

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. La corde ne désigne pas la longueur totale de l’avion.
2. Un moteur électrique ne transforme pas la chaleur de combustion en mouvement.
3. L’explosion est aussi appelée détente dans ce cycle.
4. L’angle de calage ne se mesure pas entre la pale et le vent relatif.
5. L’anémomètre n’indique pas directement la vitesse par rapport au sol.
6. La vitesse sol se rapporte au sol, tandis que la vitesse propre se rapporte à la masse d’air.
7. Ce comportement concerne l’obstruction du Pitot, pas seulement celle de la prise statique.