Fr/Vitesse de l'avion

La vitesse combine deux facteurs, la distance parcourue dans un certain laps de temps. En aviation, la vitesse est le plus souvent exprimée en noeuds (kt). Un noeud correspond à un mile nautique par heure. Dans un avion, la vitesse est "mesurée" avec un tube de Pitot, le résultat n'est pas la vitesse de l'avion, c'est la vitesse de l'air circulant autour de l'avion, la vitesse de l'air.

Dans les anciens avions, notamment les avions de combat allemands de la seconde guerre mondiale, la vitesse est indiquée en kilomètres par heure (km/h), ce qui est toujours utilisé aujourd'hui pour les planeurs européens. Le facteur de conversion est 1,852, c'est à dire que vous pouvez à peu près diviser une valeur en km/h par deux afin d'obtenir la valeur en noeud.

Si la vitesse est indiquée en noeuds, parfois un 'K' est mis devant l'acronyme, ainsi KEAS signifie "vitesse équivalente en noeud".

Pour les avions transsoniques, la vitesse peut être exprimée en Mach.

Expression de la vitesse

Vitesse sol (GS)

• Vitesse sol (GS) est la vitesse horizontale avec laquelle l'avion se déplace par rapport à un point fixe au sol.

Il est nécessaire de connaître la vitesse sol (GS) afin de calculer combien de temps un vol de A à B prendra réellement. Aujourd'hui, la vitesse sol (GS) peut être directement mesurée à l'aide d'un système GPS, et certains avions équipés d'un tel système ont un indicateur de vitesse sol (GS). La vitesse sol (GS) peut être calculée à partir de la vitesse vraie (TAS) en la corrigeant en fonction des vents dominants en altitude ou en mesurant le temps nécessaire à parcourir la distance entre deux radiobalises au sol se trouvant à une distance connue l'une de l'autre, mais avec Flightgear vous pouvez toujours tricher et l'obtenir à partir du navigateur de propriétés sous velocities/groundspeed-kt.

La vitesse sol (GS) est la vitesse dans la direction horizontale de l'avion. C'est à dire dans un piqué prononcé, l'avion peut aller très vite, mais parce que le mouvement est principalement verticale, la vitesse sol (GS) peut être très faible en même temps. C'est là que la vitesse sol (GS) est différente du la vitesse sol d'une voiture.

Vitesse vraie (TAS)

• Vitesse vraie (TAS) est la vitesse à laquelle l'avion se déplace par rapport à l'air environnant.

La différence entre la vitesse vraie (TAS) et la vitesse sol (GS) est que l'air lui-même peut se déplacer par rapport au sol (c'est le vent), et dépendant de la trajectoire de l'avion par rapport à la direction du vent un écart entre la vitesse vraie (TAS) et la vitesse sol (GS) est induite. La vitesse vraie (TAS) ne peut pas vraiment être mesurée directement, mais doit être calculée, à moins que étant immobile au sol, la vitesse vraie (TAS) peut être "vue" avec une manche à air.

Sachant que la vitesse vraie (TAS) pendant le vol est étonnamment inutile - pour la navigation, la vitesse sol (GS) est nécessaire, et les limites aérodynamiques ne dépendent pas de la vitesse vraie (TAS), mais plutôt de la vitesse indiquée (IAS). L'intérêt majeur de la vitesse vraie (TAS) est de mesurer les performances de l'avion et de planifier le vol avant que l'effet du vent ne soit prise en compte.

La vitesse vraie (TAS) peut être calculée à partir de la vitesse calibrée (CAS), de la température de l'air et de l'altitude pression et elle est la deuxième étape pour calculer la vitesse sol (GS) à partir de la vitesse indiquée (IAS) dans le cadre d'une navigation.

Souvent la vitesse vraie (TAS) et la vitesse sol (GS) sont considérées être les mêmes, elles ne le sont pas.

Vitesse indiquée (IAS)

• Vitesse indiquée (IAS) est le nombre affiché sur l'indicateur de vitesse.

La vitesse est généralement mesurée a l'aide d'un tube de Pitot à l'avant de l'avion. La vitesse indiquée (IAS) peut être le la vitesse calibrée (CAS). La vitesse indiquée (IAS) n'est pas la vitesse vraie (TAS) puisque la pression diffère beaucoup avec l'altitude (plus précisément la densité de l'air). Plus l'altitude est élevée, plus la vitesse indiquée (IAS) est faible pour une même vitesse vraie (TAS).

En dépit de cette dépendance par rapport à l'altitude, la vitesse indiquée (IAS) est une information très utile en vol. De nombreuses propriétés aérodynamiques, comme par exemple la traînée, la portance, les contrainte sur la cellule, la vitesse de décrochage et les forces sur les surfaces de contrôle dépendent de la pression dynamique générée par le flux d'air, et non de la vitesse réelle de l'avion. La vitesse de décrochage d'un avion au niveau de la mer est très différente de la vitesse de décrochage (du point de vue de la vitesse vraie (TAS)) à 30.000 ft - mais elles correspondent à la même vitesse indiquée (IAS).

Au niveau de la mer, une vitesse indiquée (IAS) de 400 noeuds correspond à peu près à une vitesse vraie (TAS) de 400 noeuds. À 80,000 pieds (l'altitude de croisière d'un SR-71), une vitesse indiquée (IAS) de 400 noeuds correspond à une vitesse vraie (TAS) supérieure à 1600 noeuds (..qui correspond à environ Mach 3 à cette altitude).

Vitesse calibrée (CAS)

• Vitesse calibrée (CAS) est calculée à partir de la mesure du tube de Pitot et est corrigée en fonction des erreurs standard.

Un équipement moderne peut très souvent indiquer la vitesse calibrée (CAS). Pour la navigation, la vitesse calibrée (CAS) est la première étape pour calculer la vitesse sol (GS).

Vitesse équivalente (EAS)

• Vitesse équivalente (EAS) prend en compte une autre correction (ci-dessus vitesse calibrée), cette fois-ci traitant les propriétés de l'air plutôt que les erreurs du capteur.

A haute altitude, la compressibilité d'air est différente, de sorte que même la vitesse calibrée (CAS) devient de moins en moins fiable. Dans le cas du SR-71 Blackbird avec un plafond de 85.000 pieds, la vitesse calibrée (CAS) est très peu fiable et l'avion doit voler sur base de la vitesse équivalente (EAS). Pour des avions plus conventionnels, le vitesse équivalente (EAS) n'est pas utilisée. Ainsi, la vitesse équivalente (EAS) est ce qu'un capteur de pression dynamique parfait montrerait une fois correctement calibré pour la compressibilité de l'air à l'altitude actuelle. La vitesse équivalente (EAS) est le résultat calculé à partir de la pression dynamique (mesurée par le tube de Pitot) et la pression statique (mesurée par l'altimètre).

Nombre de Mach (M)

• Le nombre de Mach (M) est la vitesse de l'avion, divisé par la vitesse du son (à cette altitude). Il s'agit d'un nombre calculé sans unité.

Le comportement d'un avion à Mach 1 au niveau de la mer est semblable au comportement d'un avion à une altitude de 60000 pieds. Un nombre de Mach inférieur à 1 signifie que l'avion se déplace en subsonique. Un nombre de Mach supérieur à 1 indique un vol supersonique. Le nombre de Mach est essentiel, car un certain nombre de phénomènes ont lieu juste autour de Mach 1 (vitesse transsonique), par exemple une augmentation soudaine de la traînée induite par la génération d'une onde de choc (sonic-boom). Les avions qui ne sont pas conçus pour voler à des vitesses supersoniques vont se casser à Mach 1. La forme de l'avion peut provoquer que certaines parties de l'avion se retrouvent à des vitesses égales ou supérieures à Mach 1, tandis que le fuselage reste subsonique. Voler près de Mach 1 peut être très dangereux, pour la plupart des avions rapides (mais subsonique), Mach 0,83 est la limite. Des avions volants haut, comme les avions de passagers, peuvent atteindre cette limite facilement lors de la descente.

La vitesse du son change avec la compressibilité (et donc la température) de l'air, le nombre de Mach est fonction de l'altitude (comme la température de l'air diminue avec l'altitude). Cela implique que Mach 2 au niveau de la mer correspond à une vitesse vraie (TAS) plus rapide que Mach 2 à 30.000 pieds. La relation précise entre la vitesse vraie (TAS), le nombre de Mach et l'altitude est une formule compliquée et dépend essentiellement des conditions météorologiques locales déterminant les gradients de pression et de température dans l'atmosphère. Le nombre de Mach est mesurée/calculée à partir de la même information que la vitesse équivalente (EAS) (d'un tube de Pitot et d'un altimètre).

Vitesses aéronautiques

Pour une liste complète des "définitions" des vitesses aéronautiques, visitez Wikipedia. Voici un petit résumé. Notez que les définitions des vitesses aéronautiques peuvent dépendre de règles de vol locales. La plupart des vitesses aéronautiques dépendent de la configuration de l'avion (combien il pèse, etc) ainsi, elles doivent donc être calculées à chaque fois et doivent être incluses dans le plan de vol. Les vitesses aéronautiques sont utilisées pour comparer les performances des avions et seront mentionnées dans le manuel de vol de l'avion (AFM).

• Vitesses M sont exprimés en Mach.

V1	Vitesse de décision au décollage et la vitesse critique de reconnaissance de panne moteur. Pendant le décollage la vitesse à laquelle l'avion peut décoller en toute sécurité même lorsque un (ou plus) du moteur tombe en panne ("mange un oiseau"). Le co-pilote (FO) appelle V1 durant le décollage, le pilote doit vérifier si tous les moteurs sont en fonctionnement et décider de poursuivre ou d'interrompre le décollage.
VR	Vitesse de décollage de la roue de nez. La vitesse à laquelle la roue de nez quitte (devrais quitter) le sol. Alors que la vitesse augmente, le manche sera tiré à Vr. C'est aussi la vitesse à laquelle l'avion peut toujours être arrêté s'il y a une défaillance critique. Le co-pilote (FO) appelle "rotate" pendant le décollage. VR est très similaire à Vrot et VREF.
V2	Vitesse de sécurité pour le décollage.
V3	Vitesse de rentrée des volets.
VA	Vitesse de manoeuvre. Au-dessus de cette vitesse, c'est une mauvaise idée de faire des manoeuvres brusques.
VLO	Vitesse maximale pour opérer le train d'atterrissage.
VLE	Vitesse maximale pour l'extension le train d'atterrissage.
VFE	Vitesse maximale pour l'extension des volets.
VC	Vitesse de croisière, aussi connu comme la vitesse de croisière optimale est la vitesse la plus efficace en termes de distance, de vitesse et de consommation de carburant.
VS	Vitesse de décrochage ou vitesse minimale de vol stable pour laquelle l'avion est encore contrôlable.
VS0	Vitesse de décrochage ou vitesse minimale de vol en configuration d'atterrissage.
VRef	Vitesse de référence d'atterrissage ou de franchissement de seuil de piste.
CMO	Vitesse maximale d'exploitation.
VNE	Vitesse à ne jamais dépasser.
VNO	Vitesse structurale maximale de croisière ou vitesse maximale pour les opérations normales.

• Ne pas connaître (la liste complète) des vitesses aéronautiques a provoqué des accidents dramatiques. Il est arrivé que le pilote et le copilote n'étaient pas au courant de la vitesse minimale d'un avion lors de l'atterrissage avec un moteur endommagé entraînant une perte de contrôle juste avant l'atterrissage (le pilote a mis pleins gaz dans l'espoir de gagner de la vitesse et ainsi reprendre le contrôle causant la poussée de l'avion sur un côté par le moteur restant).

Tube de Pitot

Le tube de Pitot est l'outil de mesure de la vitesse. C'est un tube dirigé vers l'avant, exposée au flux d'air. L'air est poussé à l'intérieur par le mouvement de l'avion et la pression (dynamique) est mesurée. La pression mesurée est corrigée pour indiquer la vitesse. La pression dynamique est opposée à la pression statique qui nous sert à indiquer l'altitude. Les gros avions ont deux tubes de Pitot et l'indicateur affiche la moyenne des deux. Toutefois, le plus souvent un seul tube de Pitot est utilisé pour contrôler le pilote automatique, même lorsque l'indicateur est relié à deux.

Le tube de Pitot peut être facilement bloquée, une fois bloquée, ou pire, partiellement bloqué la vitesse indiquée (IAS) n'a aucun rapport avec la vitesse de l'avion. Cette situation est plus catastrophique si le tube de Pitot qui contrôle le pilote automatique est bloqué.

La glace est une cause connue de blocage du tube de Pitot d'où l'existence d'appareils de chauffage du Pitot qui devraient empêcher la formation de glace. Une autre cause connue de blocage sont les insectes. Le blocage des tubes de Pitot est une cause connue de certains accidents très spectaculaires et chaque pilote devrait apprendre à faire face à d'étranges comportements des indicateurs de vitesse et des pilotes automatiques.

Informations complémentaires

• Vélocité: Un vecteur combinant la vitesse et (l'angle de) direction. Souvent utilisé comme synonyme de vitesse.
• Comprendre le vol supersonique