Pour une Mécanique du Vol sans 'freins' (ni autres entraves ou biais pouvant nuire à la compréhension du pilotage d'une aile moderne)
Salut
Les toujours plus séduisants fascicules illustrés de remarquables schémas de vulgarisation (imaginés et diffusés par Olivier C.) destinés aux nouveaux entrants dans l'activité nous donnent parfois matière à réflexion sur la pertinence de conserver certains mots et expressions datant des temps 'héroïques', dont le sens courant peut être aujourd'hui inadapté à la réalité des phénomènes en jeu.
Quitte à faire des simplifications et gommer des phénomènes complexes (tels que le couplage des mouvements sur axes en virage) pour assurer l'accessibilité du propos au plus large public possible, ne pouvons-nous pas penser -notamment- à une Mécanique du Vol sans... 'FREINS' ?
N'y a-t-il pas en effet avec cette persistance un risque de
nuire à la compréhension de ce qu'est le socle du fonds commun de pilotage des ailes modernes (ailes infiniment plus diverses dans leur conception, leur stabilité, leur amortissement et leurs réponses aux commandes qu'il y a à peine plus de vingt ans) dans la suite de la progression ?
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Essai d'un après-midi avec un lycéen
(avec les illustrations d'Olivier sous les yeux)
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INTRODUCTION - LE VOL RECTILIGNE
Quand elle avance dans l'air qui l'entoure, une aile crée de la portance qui la sustente, elle et l'air qu'elle contient.
Plus sa vitesse dans l'air est importante, plus la portance s'accroit. Et inversement, si cette vitesse diminue (la portance évolue comme le carré de la vitesse de déplacement de l'aile dans l'air) la portance chute encore plus rapidement.
A partir d'une certaine vitesse, dépendant du poids du pilote équipé (harnais, parachute de secours, charges additionnelles telles que instrumentation, moyens de communication, alimentation, etc.), cette portance prend en charge et équilibre ce poids et... l'équipage vole !
En vol droit (selon trajectoire rectiligne dans la masse d'air traversée), la vitesse de l'aile de parapente va
osciller ('marsouiner') plus ou moins rapidement, et avec plus ou moins d'amplitude, autour de la vitesse à laquelle sa portance égale le poids total volant (PTV = aile, air contenu, pilote équipé, charges additionnelles, etc.). Selon les caractéristiques des profils de l'aile choisis par son concepteur, ces oscillations seront pratiquement insensibles (on parlera d'une aile très amortie - typiquement une aile école) ou très marquées (on parlera d'une aile vive, faiblement amortie, nécessitant alors continument des corrections de la part du pilote).
DISPOSITIFS DE CONTRÔLE
1- LES COMMANDES DE ROULIS
Une aile de parapente est équipée de deux commandes principales (aux mains).
Ces deux commandes, ainsi que le déplacement du corps dans la sellette, permettent au pilote de naviguer en avançant dans l'air qu'il traverse.
Ces deux commandes fonctionnent en permettant de modifier latéralement (dans le sens de l'envergure) la répartition de cette portance, ainsi que (dans une moindre mesure et selon les caractéristiques du profil de l'aile) sa répartition longitudinale (dans le sens de la corde).
Cette portance résulte de la somme de forces aérodynamiques réparties tout au long de l'envergure.
De la somme de ces forces résulte une action qui est globalement verticale en vol droit. En abaissant une commande, le pilote crée un
volet de courbure qui va modifier (selon sa répartition au bord de fuite, la hauteur de l'aile et sa voute - qui sont des choix de conception) plus ou moins sensiblement la répartition de cette portance, inclinant latéralement cette résultante, et par voie de conséquence, l'aile (mouvement suivant l'axe de roulis).
Dès que la portance commence à s'incliner, deux phénomènes vont se conjuguer : la part de portance qui a été déviée n'égale plus le poids de l'équipage, déséquilibrant l'aile qui va prendre de la vitesse pour reprendre en charge le poids de l'équipage, et cette même part de portance déviée va
'tordre' la trajectoire de l'aile du côté où la commande a été abaissée.
On comprend ici que :
- la vitesse d'un parapente en virage équilibré (à vitesses et inclinaison constantes) est nécessairement
plus élevée qu'en vol rectiligne, toutes choses égales par ailleurs.
- plus l'inclinaison de l'aile sera marquée et obtenue rapidement, plus l'aile sera déséquilibrée et l'augmentation de la vitesse en virage qui en résultera sera forte et brutale, ce qui doit inciter à la plus grande progressivité dans l'initialisation de ce type de manœuvre, en particulier à proximité du sol.
- pour avoir un contrôle plus précis de la trajectoire ainsi incurvée, le pilote expérimenté va utiliser la commande intérieure au virage et aussi la commande extérieure, additionnant leurs effets, sur de plus petits débattements, pour stabiliser et contrôler harmonieusement
vitesse et inclinaison (qui sont ainsi liées) selon le rayon du virage souhaité (par exemple pour ajuster ce rayon de virage pour optimiser son positionnement dans un courant ascendant), en prenant soin de conserver suffisamment de vitesse pour préserver l'équilibre de l'aile (dans l'air turbulent notamment).
- il est possible d'utiliser le déplacement de son corps dans son harnais pour modifier la forme de la voute, et donc la portance, pour favoriser ainsi la déstabilisation en roulis de l'aile selon le même mécanisme.
- de la même façon, un abaissement symétrique des commandes en vol rectiligne va augmenter transitoirement la portance et infléchir la trajectoire de l'aile
vers le haut, celle-ci gagnant de l'altitude dans la masse d'air (plus ou moins sensiblement et rapidement suivant la performance de l'aile et l'efficacité des volets abaissés) en consommant sa vitesse initiale jusqu'à ne plus pouvoir porter le pilote, et s'arrêter si l'action est maintenue. Ce qui est utile pour atterrir ! 😊
LES AUTRES DISPOSITIFS
Une aile de parapente peut aussi être équipée d'une commande aux pieds (dénommé 'accélérateur') et/ou de 'trimmers' (calage manuel) qui permettent de faire varier la portance pour une vitesse donnée.
En diminuant la portance en vol rectiligne, ce dispositif déséquilibre l'aile, et sa stabilité de vol naturelle (programmée par conception) la fait alors réagir en reprenant de la vitesse,
en consommant une part de son altitude dans la masse d'air, jusqu'à retrouver une attitude de vol où les forces aérodynamiques équilibreront à nouveau le poids de l'équipage, à une vitesse plus élevée qu'avant ma manœuvre.
L'intérêt de cette commande est de pouvoir faire varier la vitesse de vol pour adapter ou optimiser celle-ci en fonction des mouvements propres de la masse d'air dans laquelle le parapente évolue. Et aussi suivant les objectifs du vol pour lesquels la vitesse peut être un élément important de la performance visée par le pilote, ou pour sa sécurité quand il s'agira de se positionner par rapport au relief ou à un site d'atterrissage en tenant compte des déviations de l'écoulement de l'air et des turbulences d'obstacle prévisibles (vents ou brises de vallée).
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Et on peut continuer comme cela...
Vous avez bien noté : plus aucune trace du mot 'FREIN'
La compréhension du Comment-fonctionne-une -aile-de-parapente en a-t-elle souffert ?
Ma Re : je ne le pense pas - aucunement - des ailes école jusqu'à l'acro ou aux mini-ailes, ça 'matche'
Bien à vous
Et à vos avis