Salut à tous
En attendant qu'une intelligence artificielle réinvente la formulation des lois de la physique et des règles de la mécanique (*) et nous les rende complétement inintelligibles, on peut toujours essayer de nous construire une réprésentation simple et utile à comprendre des phases les plus dynamiques de nos vols.
Commençons par le fonctionnement d'une balance accélérométrique qui nous renseigne sur ces G's, telles qu'en proposent un certain nombre d'intruments de vol, avec des capacités et des fréquences d'acquisition pouvant ou pas être paramétrées.
" Quésaco ? "
Une balance accélérométrique est une chaîne de mesure et d'acquisition.
En version 3 axes (telle que le 'Balance Tracking System MEMO' dont il a eté question sur d'autres fils de discussion), elle rend compte du facteur de charge (le rapport entre un poids 'apparent' et un poids mesuré au repos sur une balance) subit par le pilote suivant trois axes.
Ces axes sont traditionnellement positionnés et identifiés comme suit :
- l'axe X est parallèle à la trajectoire
- l'axe Y est un axe qui est horizontal (en vol droit à vitesse constante) et qui perpendiculaire à la trajectoire
- l'axe Z se déduit des deux précédents pour former un trièdre orthonormé direct.
Les trois valeurs Ax, Ay, Az sont les normes des trois composantes du 'vecteur accélération' (accélération dans ce qui suit) tel qu'il est ressenti par le pilote.
A l’arrêt, ou en translation à vitesse constante, la norme du vecteur dont la balance donne les normes des trois composantes (Ax, Ay, Az) est égale à la valeur de la gravité locale : des pesons placés au bas des élévateurs mesureraient le poids exact du pilote et de sa sellette.
Cela signifie que les forces aérodynamiques en jeu (portance et trainées) équilibrent parfaitement la gravité terrestre (1G étant la référence, correspondant à la valeur locale de la gravité terrestre - environ 9,81 m/s2), gravité qui s'exerce en sens opposé.
Le principe de fonctionnement de la balance ainsi posé, on comprend que le pilote ressent dans ses chairs le facteur de charge observé par la balance comme un effet qui s'exercerait dans une direction
opposée à l'accélération 'réellement à la manœuvre'!
Une balance accéléromètrique fourni ainsi une information correspondant au ressenti du pilote (ou du passager d'attractiins de type 'montagnes russes').
C'est le fameux 'effet centrifuge' ressenti en virage.
L'accélération , dont les variations en intensité et en orientation détermine celles du vecteur vitesse, est celle qui agit pour 'tordre' la trajectoire.
Du moins tant qu'il y a possibilité de transferts entre l'énergie cinétique et l'énergie potentielle de l'équipage qui sont l'"essence" et de "réservoir" du vol.
Etude de cas :
1- Le virage équilibré
En virage équilibré, la balance fournit une mesure (rapportée aux masses en mouvement, soit en nombre de Gs) combinant :
a/ d'une part, des effets aérodynamiques centripètes (générés par l'augmentation de la vitesse sur trajectoire associée aux effets de l'inclinaison de la voile et des actions du pilote, aux commandes, à la sellette, aux élévateurs, etc.),
b/ d'autre part, de la portance et des trainées (elles aussi accrues du fait de l'augmentation de la vitesse précitée), ces dernières devant toujours équilibrer la gravité terrestre (1 G comme c'était le cas en vol droit) dans le cas d'une attitude de vol stable, c'est à dire à une inclinaison et à une vitesse constantes.
Sinon, grossiérement deux cas de figure :
i/ Soit elles exercent moins que la gravité (roulis excessif), l'aile va s'engager dans une spirale avec un taux de chute en augmentation (c'est la gravité qui agit)
ii/ Soit elles exercent plus que la gravité (e.g. contre sellette, action profonde sur les commandes), et alors l'aile va s'inscrire dans une ressource (restituant en altitude et/ou en trainée de dissipation l'énergie acquise en spirale).
2- En chute libre (cas d'une détente des suspentes lors d'une abattée non contrôlée), la balance indiquera des valeurs proches de zéro alors que le pilote dégringole les étages selon les seules règles de la balistique, tant que rien ne s'oppose à la gravité, la vitesse n'est pas encore assez élevée (secours pas ouvert et/ou bord d'attaque encore bien 'mordant') pour que la résistance de l'air freine la chute.
Dans un air agité, comme en situation d'incident de vol, tout ce passe comme si l'on passait continuement d'une attitude de vol à l'autre.
En pratique, notre trajectoire subit des inflexions et/ou des brisures témoignant de phases où les accélérations vont croitre et décroitre plus ou moins brutalement, nécessitant de la part du pilote des actions adaptées, c'est à dire d'appliquer des efforts proportionnés en intensité et en vitesse, respectivement aux G's ressentis et à la vitesse de leurs variations (**) :
- action "tempo" ample et rapide appliquée dans un temps 'faible' du facteur de charge,
- contre puissant (et résolu) a la commande extérieure ou aux deux commandes pour sortir d'une autorotation ou d'un verrouillage en spirale.
Cela vous intéresse ? Dites le nous !
(*) lien: 'Les Physiciens de l'IA'
https://m.youtube.com/watch?v=JPeUGz2geHo&t=3s [vlog du Journal de l'espace]
(**) : la vitesse de variation de l'accélération (dénommée par les anglosaxons 'jerk') est une notion importante pour appréhender l'accessibilité d'une aile de parapente, et l'adéquation pilote / équipement.
