Section 1 OCOM M331.01 – DÉCRIRE LA STABILITÉ D’UN AÉRONEF

Stabilité. La tendance d’un aéronef en vol de maintenir sa position horizontale, verticale et en ligne droite, et de revenir à son assiette sans aucune mesure corrective du pilote, quand il en a été écarté.

Stabilité statique. La tendance générale d’un aéronef à reprendre son assiette initiale, quand il en a été écarté.

Stabilité dynamique. La tendance générale d’un aéronef à reprendre son assiette initiale.

Stabilité positive. L’aéronef peut reprendre son assiette initiale sans aucune mesure corrective.

Stabilité neutre. L’aéronef maintient la nouvelle attitude de vol, après y avoir été déplacé, sans retourner à son attitude initiale ni continuer de s’en éloigner.

Stabilité négative. L’aéronef continue de s’éloigner de son attitude initiale après s’en être écarté.

L’objectif de cette activité est de fournir une méthode tactile pour illustrer les différents types de stabilité d’un aéronef.

Monter les quatre stations conformément à l’annexe A.

1.Diviser les cadets en groupes de quatre personnes de la même taille.

2.Assigner une station à chaque groupe.

3.Demander à chaque groupe d’effectuer l’activité à chaque station.

4.Une fois que les cadets sont passés à toutes les stations, leur demander ce qu’ils ont observé.

S.O.

Présenter aux cadets le transparent qui se trouve à l’annexe B. Démontrer chaque axe avec le modèle réduit d’un aéronef.

Chaque axe est une ligne droite imaginaire qui passe à travers l’aéronef dans une direction particulière. Les trois axes se croisent au centre de gravité.

Demander aux cadets quels sont les trois axes d’un aéronef.

Axe longitudinal et roulis

Cet axe passe dans la longueur de l’aéronef, de l’extrémité du nez à l’empennage. Le mouvement autour de cet axe est le roulis.

Demander aux cadets quelle gouverne contrôle le roulis.

Axe latéral et tangage

Cet axe passe à travers les ailes des aéronefs, du bout d’une aile au bout de l’autre aile. Le mouvement autour de cet axe est le tangage.

Demander aux cadets quelle gouverne contrôle le tangage.

Axe normal (vertical) et lacet

Cet axe passe à travers l’aéronef à la verticale de haut en bas. Le mouvement autour de cet axe est le lacet.

Demander aux cadets quelle gouverne contrôle le lacet.

Demander aux cadets de fabriquer un avion de papier et de marquer chaque axe. Demander de tenir leur avion en l’air pendant que vous dictez un mouvement (p. ex., le roulis) dont ils devront faire la démonstration individuellement à l’aide de leur avion.

La stabilité longitudinale représente la stabilité autour de l’axe latéral, qui est connue comme la stabilité en tangage. Pour atteindre la stabilité longitudinale, les aéronefs sont conçus pour avoir le nez pesant lorsqu’ils sont chargés adéquatement.

Deux facteurs principaux influencent la stabilité longitudinale :

Les effets du plan fixe horizontal

Le plan fixe horizontal se situe à la queue de l’aéronef. Sa fonction est semblable à un contrepoids à l’extrémité d’un levier. Lorsque le nez de l’aéronef est poussé vers le haut, cela entraîne la queue vers le bas. Puisque le plan fixe entre maintenant en contact avec le débit d’air à un angle d’attaque plus élevé, il génère maintenant plus de portance. Cette portance supplémentaire atténue la perturbation initiale.

Utiliser le modèle réduit d’avion pour démontrer les effets du plan fixe horizontal.

Les effets du centre de gravité

Le centre de gravité est un facteur important de la stabilité d’un aéronef. Chaque aéronef a un centre de gravité naturel inhérent à sa conception. Lorsque l’aéronef est chargé, la position du centre de gravité peut changer. Si ce changement est radical, cela peut causer des effets négatifs sur la stabilité d’un aéronef.

Utiliser le modèle réduit d’avion pour démontrer un centre de gravité situé à l’avant.

Si le centre de gravité est trop vers l’avant, cela provoque une tendance à piquer du nez. Cela oblige le pilote à exercer une contre-pression sur les contrôles pour maintenir le vol normal. Si on ne corrige pas immédiatement, l’aéronef prend de la vitesse et perd de l’altitude.

Si le centre de gravité est trop à l’arrière, le nez de l’aéronef a tendance à se lever. Cela oblige le pilote à exercer une pression excessive vers l’avant sur les contrôles pour maintenir le vol normal. Si on ne corrige pas immédiatement, l’aéronef ralentit et éventuellement effectue un décrochage.

Utiliser le modèle réduit d’avion pour démontrer un centre de gravité à l’arrière.

La stabilité latérale représente la stabilité autour de l’axe longitudinal, qui est appelée la stabilité en roulis. Pour atteindre la stabilité latérale, certaines caractéristiques de conception sont intégrées dans l’aéronef. Trois de ces caractéristiques de conception sont :

Les effets de l’angle de dièdre et de l’angle de dièdre négatif

L’angle de dièdre est l’angle que les ailes produisent avec le plan horizontal. Si on regarde l’aéronef de l’avant, on remarque que les ailes sont légèrement inclinées vers le haut de sorte que le bout de l’aile est plus haut que l’emplanture.

Cela aide l’aéronef à maintenir la stabilité latérale en changeant l’angle que le bord d’attaque produit avec le débit d’air.

Lorsqu’un aéronef aux ailes avec dièdre est forcé dans un glissement de côté, l’aile qui s’abaisse rencontre le débit d’air à angle droit. Cela augmente la portance produite sur cette aile, ce qui force l’aéronef à revenir en place.

Utiliser le modèle réduit d’avion pour démontrer l’angle de dièdre. Certains aéronefs ont été conçus avec un dièdre négatif. L’angle de dièdre négatif agit à l’opposé du dièdre, ce qui crée moins de stabilité. On le trouve habituellement dans un aéronef avec l’aile en flèche et effet de quille.

L’aile en flèche

Semblable à l’angle de dièdre, l’aile en flèche est une caractéristique de conception où les ailes sont orientées vers l’arrière plutôt que sortant tout droit du fuselage.

Cela aide l’aéronef à maintenir la stabilité latérale en changeant l’angle que le bord d’attaque fait avec le débit d’air.

Lorsqu’un aéronef aux ailes en flèche est forcé dans un glissement de côté, l’aile qui s’abaisse rencontre le débit d’air à angle droit. Cela accroît la portance produite par cette aile, ce qui force l’aéronef à revenir en place.

Utiliser le modèle réduit d’avion pour démontrer l’aile en flèche.

Effet de quille

Bien qu’on trouve habituellement le dièdre et la flèche dans l’aéronef à ailes basses, l’aéronef à ailes hautes possède une stabilité intégrée. Car la masse de cet aéronef qui est située sous le plan des ailes agit comme une quille. Lorsqu’une aile est soulevée par la turbulence, le fuselage agit comme un pendule qui ramène l’aéronef en position.

Utiliser le modèle réduit d’avion pour démontrer l’effet de quille.

La stabilité directionnelle est la stabilité autour de l’axe vertical ou normal. Le facteur principal qui influence la stabilité directionnelle est la surface verticale de la queue ou le plan fixe vertical.

Les effets du plan fixe vertical

Les aéronefs, tout particulièrement les avions, ont tendance à toujours voler en fonçant dans le débit d’air relatif. Cette tendance, appelée girouette, est un résultat direct du plan fixe vertical. Si l’aéronef s’éloigne de sa trajectoire dans un mouvement de lacet, le débit d’air frappe le plan fixe vertical par le côté et force l’aéronef à reprendre sa trajectoire.

Cela peut fonctionner seulement si la surface latérale de l’aéronef est plus grande à l’arrière du centre de gravité que la surface latérale à l’avant du centre de gravité.

Utiliser le modèle réduit d’avion pour démontrer les effets du plan fixe vertical.