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