PRINCIPES DE VOL DE L'AVION

Élève-pilote, pilote, PPL, CPL, ATPL, étudiant scientifique ou initié aux « choses de l’air », découvrez ou redécouvrez les principes du vol de l’avion, matière importante, passionnante et concrète à la base de la conception et de l’utilisation des appareils, des plus simples aux plus complexes.

De l’aérodynamique et la mécanique du vol aux lois de pilotage, cet ouvrage vous propose une démarche originale et pragmatique avec un sujet par page, un texte en bulles, des illustrations omniprésentes et des encarts thématiques sur des sujets importants.

L’approche qualitative des phénomènes est privilégiée et les fondamentaux sont mis en avant pour favoriser la compréhension d’une matière souvent considérée comme difficile.

Cet ouvrage vous accompagnera dans votre formation, pour la préparation de vos examens théoriques ou pour l’approfondissement de vos connaissances dans une lecture progressive ou continue ou pour une recherche ponctuelle selon l’opportunité ou votre désir.

À chacun sa recherche, à chacun sa découverte avec un zeste de plaisir en plus !

Histoire de la mécanique du vol

Les forces et le mouvement

Les lois de Newton et le référentiel galiléen

Le mouvement et le référentiel

Le mouvement de G

Le mouvement autour de G

Les forces et les moments de force

Le système de forces

La masse, le centre d’inertie et le centre de gravité

Le moment d’inertie et les axes principaux d’inertie

La résultante et le mouvement de G

Le moment résultant et le mouvement autour de G

Le facteur de charge

Le travail, la puissance et l’énergie

L’énergie mécanique

Les variations d’énergie mécanique

Référentiel-air et référentiel terrestre

L’air

L’atmosphère

Pression, température et masse volumique de l’air

L’équation d’état des gaz parfaits

Les écoulements

Vitesse-air et vent relatif

Le nombre de Mach

Les lois de conservation dans un tube de courant

La compressibilité

La loi de Bernoulli et la loi de Saint Venant

Le poids

La masse et le poids

Le centre de gravité

Le calcul du centrage

La portance et la traînée

L’aile et le profil

L’effet Magnus

L’écoulement 2D en allongement infini

L’écoulement 3D autour de l’aile

La vitesse induite

La portance de l’aile

La traînée induite ou le coût de la portance

La traînée de profil ou le coût de la viscosité

Portance et traînée de l’aile

Effets du vent relatif et de l’incidence

Effets du nombre de Mach (voilure subsonique)

Effets du nombre de Mach (voilure supersonique)

L’aile en flèche

La girouette

Centre de poussée et foyer de l’aile

Centre de poussée et foyer de l’aile empennée

De l’aile à l’avion

Les acteurs aérodynamiques

L’incidence et le dérapage

Les coefficients aérodynamiques de l’avion

Le Cz, le Cx et l’incidence

Centre de poussée et foyer de l’avion

Le foyer et le Cm

Le Cz et le Cm

Le centre de poussée, le Cz et le Cm0

Cz, Cx et Mach (avion subsonique)

Cz, Cx et Mach (avion supersonique)

La polaire en "incompressible"

Les polaires en "compressible"

Les gouvernes

Les compensateurs

Le point de manoeuvre

Les dispositifs hypersustentateurs

Les aérofreins Les spoilers

Le flutter

Le moteur et l’hélice

Le moteur, l’hélice et la puissance utile

Groupe motopropulseur et groupe turbopropulseur

Groupe motopropulseur électrique

Consommation spécifique, consommation horaire

La théorie de Rankine-Froude

La théorie de l’élément de pale

La traction de l’hélice et la puissance sur l’arbre

Le calage et le vrillage

L’adaptation de l’ensemble moteur-hélice à l’avion

Le point de vue du moteur

Le point de vue de l’hélice

Transmettre la puissance à l’avion

Le comportement de l’hélice à calage fixe

L’hélice à calage variable

La puissance utile du GMP et les conditions ambiantes

Le turboréacteur

Description du turboréacteur

La traction utile et la puissance de propulsion

La traction utile et le rendement du turboréacteur

La consommation spécifique

La traction utile, l’altitude-pression et la température

Altimétrie Anémométrie

L’équilibre vertical de l’atmosphère

L’atmosphère, espace de diversité

L’atmosphère type

L’altitude-pression et l’altitude-densité

L’altimètre

Le QFE, le QNH et le niveau de vol

Calculs d’altimétrie

Corrections altimétriques

Le variomètre

L’anémomètre

Le Machmètre

Vitesse conventionnelle et Mach

Calcul de la vitesse-air en "incompressible"

Calcul de la vitesse-air en "compressible"

Les équations du vol

Les forces et le mouvement de G

Équations du vol rectiligne en palier stabilisé

Équations du vol rectiligne en montée stabilisée

Équations du vol rectiligne en descente stabilisée

Équations du vol en virage en palier stabilisé

Cas du dérapage et de la dissymétrie de propulsion

Les performances en "incompressible"

Les hypothèses du vol en "incompressible"

La relation "Incidence-Vitesse conventionnelle"

Le domaine pratique de sustentation

Traction nécessaire en palier rectiligne stabilisé

Puissance nécessaire en palier rectiligne stabilisé

La masse de l’avion, la densité de l’air et la traction nécessaire en palier rectiligne stabilisé

La masse de l’avion, la densité de l’air et la puissance nécessaire en palier rectiligne stabilisé

Le vol rectiligne en palier stabilisé (avion à hélice)

Le vol rectiligne en palier stabilisé (avion à réacteur)

Variations d’incidence-vitesse

Le vol rectiligne en montée stabilisée (avion à hélice)

Le vol rectiligne en montée stabilisée (avion à réacteur)

Le vol rectiligne en descente stabilisée (avion à hélice)

Le vol rectiligne en descente stabilisée (avion à réacteur)

Variation de puissance ou de traction

Les performances en palier (avion à hélice)

Les performances en palier (avion à réacteur)

L’influence du vent en croisière

Les performances en montée (avion à hélice)

Les performances en montée (avion à réacteur)

Le profil de montée

L’influence du vent en montée

Les performances en descente (avion à hélice)

Les performances en descente (avion à réacteur)

Le vol plané

L’influence du vent en descente

La polaire des vitesses

La polaire des vitesses et le vent

Polaire et performances

L’effet de sol

Polaire, traction et puissance

Les performances en "compressible"

Les hypothèses du vol en "compressible"

Les conditions théoriques de sustentation

Le plafond de sustentation

Le domaine pratique de sustentation

Traction nécessaire en palier rectiligne stabilisé

La masse de l’avion et la traction nécessaire en palier rectiligne stabilisé

L’altitude-pression et la traction nécessaire en palier rectiligne stabilisé

Le vol rectiligne en palier stabilisé

L’altitude d’accrochage

Le plafond de propulsion

Marges de sécurité en croisière

Le profil de montée

L’autonomie maximale

La distance franchissable maximale

Calcul des performances en croisière

Le domaine de vol utilisable

Les qualités de vol

L’équilibre et la stabilité

La maniabilité et la manœuvrabilité

L’équilibre et la stabilité longitudinale. L’équilibre et la stabilité latérale

La gouverne de profondeur

L’équilibre longitudinal

Les équations de l’équilibre longitudinal

La polaire équilibrée

La gouverne de profondeur et le centrage

La stabilité statique longitudinale

Le critère de la stabilité statique longitudinale

L’incidence et la gouverne de profondeur

Stabilité en incidence et stabilité en vitesse

La maniabilité en tangage

La gouverne de profondeur et le facteur de charge

Les limites de centrage

L’oscillation d’incidence

La phugoïde

Les commandes de vol en roulis et en lacet

Le mode de roulis

L’effet girouette

L’effet dièdre

Le roulis induit par le lacet

L’amortissement en lacet

Le mode spiral

L’oscillation latérale

Un virage école

Le vol dissymétrique

La symétrie du vol

La ficelle et la bille

Les effets secondaires de la propulsion

La vrille

Expérience

Manœuvres et rafales

Le virage

Le virage par rapport au sol

La ressource

Accélération sur trajectoire (avion à hélice)

Accélération sur trajectoire (avion à réacteur)

Le décollage

L’atterrissage

Les rafales

Le gradient de vent

Les exigences de certification et les limitations qui en découlent

Le domaine de vol

En guise de résumé

Leçons de choses

Les hypothèses de la mécanique du vol

Les différents repères en mécanique du vol

Les angles d’Euler

Analyse dimensionnelle en aérodynamique

L’effet Magnus

La circulation et la portance en 2D

La ligne portante de Lanchester-Prandtl

Le nombre de Reynolds

La charge alaire

Les coefficients réduits de l’hélice

Les courbes de puissance utile du GMP

Les variables réduites

Le rendement de propulsion

La loi de Bernoulli et la loi de Saint Venant

Les coefficients aérodynamiques

Le foyer

La ressource

Le virage

Les limitations au décollage

Contrôle de la vitesse et du Mach en croisière

Le collimateur tête haute

Glossaire

Index

Remerciements