The Level Flight

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The Level Flight Leçon 6
Le but de cette leçon est d’étudier le vol horizontal, tout droit à puissance ou à vitesse constante.
1. Les forces
Il existe quatre forces qui agissent autour d’un avion. La portance qui s’oppose au poids et la
traction qui s’oppose à la traînée.
Avec ces différentes forces en équilibre, l’avion ne monte ou ne descend pas puisque la portance est
égale au poids. Et l’avion n’accélère ou ne ralenti pas puisque la traînée est égale à la traction.
Cependant, il est inhabituel que ces forces soient parfaitement opposées. La moindre perturbation
qui ferait varier la portance ou la traînée pourrait rompre l'équilibre. Un avion construit sur le
modèle ci-dessus serait relativement instable. De plus, le centre de poussée ( point d'application de
la portance ) varie en fonction de l'angle d'attaque et celui-ci coïncide rarement avec le centre de
gravité.
En fonction de la position du centre de gravité par rapport au centre de poussée, le couple
(l'ensemble des forces) portance - poids va produire un moment piqueur ou bien un moment
cabreur. L'équilibre de ce moment cabreur ou piqueur est réalisé grâce à la profondeur. Quand le
couple portance – poids produit un moment cabreur, la résultante aérodynamique de la profondeur
est dirigée vers le haut. Quand le couple portance – poids produit un moment piqueur, la résultante
aérodynamique de la profondeur est dirigée vers le bas.
JFC P P 1 1REV 1 – 01 MAY 2008

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Quand le centre de gravité est placé devant le centre de poussée,
le couple portance - poids est piqueur,
la résultante aérodynamique de la profondeur est dirigée vers le bas pour réaliser l'équilibre
La plupart des avions sont construits pour avoir un moment piqueur (pitch down) quand la
puissance diminue. Ceci est réalisé en plaçant l'axe de « traction » sous le cg et en plaçant
éventuellement l'axe de traînée au-dessus du cg. Le couple traction – traînée produit ainsi un
moment cabreur.
Le couple traction – traînée est cabreur, le couple poids – portance est piqueur et la profondeur est déporteuse.
On remarque que si la puissance diminue, le moment piqueur va prédominer et le nez va s’abaisser.
A moins qu’on ne tire sur le stick pour augmenter la force aérodynamique de l’élévateur.
Ce qui explique notamment l'effet « Nose Up » quand on augmente la puissance et inversement
« nose down » quand on la diminue.
JFC P P 2 2REV 1 – 01 MAY 2008

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2. La stabilité
La stabilité d’un corps est sa capacité naturelle à revenir à son état initial après avoir subi une
perturbation.
a. la stabilité longitudinale
Si mon avion subi une perturbation qui m’amène à avoir le nez de l’avion qui s’élève, l’angle
d’attaque de mon plan horizontal va augmenter et créé une force aérodynamique moins importante
vers le bas. La queue de l’avion va donc s’élever et le nez s’abaisser.
JFC P P 3 3REV 1 – 01 MAY 2008

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b. la stabilité de route et latérale
Si l’avion subit une perturbation autour de son axe de lacet, l’angle d’attaque de la dérive augmente
et crée une force aérodynamique qui va ramener l’avion dans sa position initiale.
Si un avion à aile haute ( type cessna 150 ) s’incline à cause d’une perturbation, il va subir une
glissade vers le côté de l’aile basse. Un vent va frapper le flanc de l’avion et la dérive et ainsi
ramener l’avion horizontal.
Si un avion à aile basse avec un dièdre positif s’incline à cause d’une perturbation, l’avion va glisser
du côté de l’aile basse. L’aile basse va présenter un angle d’attaque plus important que l’aile haute
et donc ramener l’avion horizontal.
En conclusion, on retiendra que la stabilité longitudinale est importante alors que la stabilité de
route et latérale le sont moins.
JFC P P 4 4REV 1 – 01 MAY 2008

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c. la position du centre de gravité
Un centre de gravité placé à l’avant de l’avion donne plus de stabilité car le bras de levier ( distance
CG – point d’application d’une force ) est grand. Mais plus la stabilité augmente, plus l’effort à
fournir sur la profondeur est important voire, si le centre de gravité est trop en avant, une incapacité
à lever le nez au décollage.
Un centre de gravité placé à l’arrière diminue l’efficacité de la profondeur; donc la stabilité. Si il est
placé trop en arrière, le moment piqueur portance – poids pourrait être insuffisant et notre avion se
cabrerait jusqu'au décrochage.
3. Angle d’attaque et vitesse
L’angle formé par la corde de l’aile et par la direction du vent relatif s’appelle l’angle d’attaque.
La corde est la droite qui joint le bord d’attaque et le bord de fuite de mon profil.
La portance est le produit de deux facteurs sur lesquels je peux agir en vol: la vitesse et l'angle
d'attaque (= coefficient de portance).
JFC P P 5 5REV 1 – 01 MAY 2008
Vent Relatif
Profil
Corde
Portance