STABILITE LONGITUDINALE. 1 - NOTIONS DE MOUVEMENT ET DEQUILIBRE 2 - NOTIONS DE STABILITE Définition...
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STABILITE LONGITUDINALE
1 - NOTIONS DE MOUVEMENT ET D’EQUILIBRE
2 - NOTIONS DE STABILITE
Définition de la stabilité
La stabilité avion
La stabilité d’assiette
3 - L’EQUILIBRE AERODYNAMIQUE
Les points d’application des forces
Le centre de gravité
Le foyer
Le rôle du foyer
Les conditions de la stabilité
Les conditions de la maniabilité
4 - LE CENTRAGE
La plage de centrage
Les conséquences aérodynamiques du centrage
5 - AUTRES ELEMENTS AFFECTANT LA STABILITE LONGITUDINALE
Le calage de l’empennage
Le moteur et l’hélice
6 - CONCLUSIONS SECURITE
V – STABILITE LONGITUDINALE
1 – NOTIONS DE MOUVEMENT ET D’EQUILIBRE
Mouvement :
Caractèrisé par :
- le maintien d’un mouvement est un équilibre
1 – NOTIONS DE MOUVEMENT ET D’EQUILIBRE (suite 2)
si un objet est en équilibre, la résultante des forces qui s’exercent sur lui
est nulle.
- une mise en mouvement est un déséquilibre
- l’arrêt d’un mouvement est un déséquilibre
- un changement de trajectoire est un déséquilibre
2 – NOTIONS DE STABILITE
Définition de la stabilité :
La stabilité est la faculté d’un corps à revenir à sa position d’équilibre initial après avoir subit un déséquilibre.
M’en fous, (tant que j’arriv’ pas au
bout…)
aïe
EQUILIBRE STABLE
EQUILIBRE INSTABLE
EQUILIBRE INDIFFERENT
DEMONSTRATION
J’y suis, j’y reste
2 – NOTIONS DE STABILITE (suite 2)
La stabilité d’assiette :
Rappel :
AXE DE TANGAGE axe transversal perpendiculaire au plan de symétrie concerne l’assiette
AXE DE ROULIS axe longitudinal concerne l’inclinaison
AXE DE LACET axe vertical perpendiculaire au plan moyen des ailes concerne la route // Cap
La stabilité de l’assiette est donc celle qui concerne les variations de trajectoire dans le plan vertical : mouvement de rotation autour de l’axe de tangage (varie l’incidence).
La stabilité Avion :
La stabilité d’un Avion est la capacité de l’appareil à rester ou à revenir de lui même en équilibre stable sur sa trajectoire.
L’équilibre est stablequand l’appareil retrouve seul son équilibre de vol.
L’équilibre est indifférentquand l’appareil conserve sa nouvelle position.
L’équilibre est instablequand l’appareil accentue le mouvement de déséquilibre, il engage.
Les différents états d’équilibre (2/2)Les différents états d’équilibre (2/2)
3 – L’EQUILIBRE AERODYNAMIQUE
Les points d’application des forces :
Rz équilibre mg
Le centre de gravité :
Ces deux forces s’exercent au même point d’application
c’est le centre de gravité (Cg)
3 – L’EQUILIBRE AERODYNAMIQUE (suite 1)
Le foyer est le point d’application de la résultante des variations de portance dues aux variations d’incidence (F)
Le foyer :
Il occupe une position fixe, contrairement au centre de gravité
Il se situe en arrière du centre de gravité
On appellera Rz (Delta Rz) la résultante des variations de portance dues aux variations d’incidence.
D1
P1
P1 x D1 = Moment P1 x D1 = Moment piqueurpiqueur
P1 x D1 = Moment P1 x D1 = Moment piqueurpiqueur
Equilibre longitudinal de l’ULMEquilibre longitudinal de l’ULM
P2
D2
P2 x D2 = Moment redresseurP2 x D2 = Moment redresseurP2 x D2 = Moment redresseurP2 x D2 = Moment redresseur
Equilibre longitudinal de l’ULMEquilibre longitudinal de l’ULM
P1
P2
D2
D1
P1 x D1P1 x D1 == P2 x D2 P2 x D2 = Equilibre des = Equilibre des moments.moments.
P1 x D1P1 x D1 == P2 x D2 P2 x D2 = Equilibre des = Equilibre des moments.moments.
Equilibre longitudinal de l’ULMEquilibre longitudinal de l’ULM
mg
ΔRZ
l’appareil fait donc preuve d’une capacité à revenir de lui même en équilibre stable sur sa trajectoire. L’équilibre autour de l’axe de tangage est donc stable.
3 – L’EQUILIBRE AERODYNAMIQUE (suite 2)
F
3 – L’EQUILIBRE AERODYNAMIQUE (suite 3)
conditions de stabilité :
Le centre de gravité doit être obligatoirement situé en avant du Foyer.
Cette obligation constitue la limite arrière de la position du centre de gravité.
3 – L’EQUILIBRE AERODYNAMIQUE (suite 4)
Les conditions de maniabilité :
Pour pouvoir décoller, voler plus ou moins rapidement, atterrir, l’ULM doit pouvoir changer d’assiette,
Que se passe-t-il avec un centre de gravité très en avant du foyer ?
avion très stable mais très piqueur
Il y a aussi une limite avant du Cg au-delà , très grande stabilité, mais aucune maniabilité DANGEREUX
La pilotabilité est donc un compromis entre la stabilité et la maniabilité.
Déportance insuffisante
Plage de centragePlage de centrage
Limite AV.Limite AV. Limite AR.Limite AR.
Plage de Plage de centrage.centrage.
Instable.Instable.Pas Pas maniable.maniable.
Le respect de la plage de centrage, Le respect de la plage de centrage, conditionne un ULM stable et maniable !conditionne un ULM stable et maniable !
Elle est définie par le constructeur et doit être respectée (voir le manuel de vol)
balances
B
GA
X
A = 74 cm
B = 140 cm
C = 148 cmPosition du centre de gravite: X =
Mav x B
MtCentrage: C% =
A - X
148
Cas 1: appareil vide C1 % =Cas 2: 1 personne à bord (55kg) C2% =Cas 3: 2 personnes à bord (156kg) C3% =Cas 4: 2 personnes à bord
Avec essence et bagages (470 kg) C4% =
C1 et C4 doivent se situer entre 21% à vide
et 35% maxi en charge
C
Conséquences d’un défaut de Conséquences d’un défaut de centragecentrage
STABILITESTABILITE
MANIABILITEMANIABILITE
BRAQUAGE BRAQUAGE PROFONDEURPROFONDEUR
TRAINEETRAINEE
CONSOMMATIONCONSOMMATION
STABILITESTABILITE
MANIABILITEMANIABILITE
BRAQUAGE BRAQUAGE PROFONDEURPROFONDEUR
TRAINEETRAINEE
CONSOMMATIONCONSOMMATION
5 – AUTRES ELEMENTS AFFECTANT LA STABILITE
Le calage de l’empennage :Le plan fixe horizontal, également appelé empennage horizontal,
a un rôle stabilisateursans lequel le vol ne serait pas possible.
Il peut être réglé de façon a ce que l’appareil soit plus ou moins piqueur / plus ou moins cabreur.
Le moteur et l’hélice :
Ils ont un effet sur l’assiette : ils créent un couple piqueur ou cabreur.
Sur un appareil bien réglé, à vitesse stabilisée :
- une augmentation de puissance tend à faire cabrer l’ULM.
- une diminution de puissance tend à faire piquer l’ULM.
Moment résultant nulMoment résultant nulMoment résultant nulMoment résultant nul
Effets moteursEffets moteurs
AccélératioAccélérationn
DécélératioDécélérationn
Centre de gravitéCentre de gravitéAxe de traction.Axe de traction.
Moment cabreurMoment cabreurMoment cabreurMoment cabreur
Effets moteursEffets moteurs
AccélératioAccélérationn
DécélératioDécélérationn
Moment piqueurMoment piqueurMoment piqueurMoment piqueur
Moment cabreurMoment cabreurMoment cabreurMoment cabreur
Effets moteursEffets moteurs
AccélératioAccélérationn
DécélératioDécélérationn
Moment piqueurMoment piqueurMoment piqueurMoment piqueur
6 – CONCLUSIONS SECURITE
RESPECT DES NORMES DE CONSTRUCTION
ET
DES LIMITES DE CENTRAGE