Instruments de vol de base
La vitesse d'un avion est mesurée en nœuds ou en miles par heure sur un indicateur de vitesse à l'intérieur du cockpit de l'avion. L'indicateur de vitesse anémométrique est l'un des instruments de base de l'avion et est important pour les pilotes parce qu'il est impératif de respecter les vitesses de fonctionnement sécuritaires. Chaque avion a ses propres vitesses spécifiées que le pilote doit connaître. Les pilotes doivent connaître la vitesse à laquelle un avion décolle, atterrit, décroche et fonctionne de façon sécuritaire pendant les différentes phases du vol.
L'indicateur de vitesse anémométrique compare la pression dynamique (pression d'air dynamique) et la pression statique. Cet article concerne les instruments de vitesse anémométrique conventionnels par opposition aux systèmes informatisés plus récents que l'on trouve sur les avions technologiquement avancés. Les indications de vitesse sur les affichages de vol primaires informatisés modernes illustrent une vitesse différente de celle décrite dans cet article et sont calculées en utilisant la technologie de capteur moderne. La vitesse peut également être obtenue à partir d'une unité GPS dans un avion équipé.
Comment ça marche
L'anémomètre fait partie du système pitot-static, un système de pression différentielle qui mesure à la fois la pression dynamique de l'air du tube de Pitot et la pression statique d'un orifice statique. A l'intérieur du boîtier de l'instrument est un diaphragme scellé qui reçoit à la fois la pression statique et dynamique du tube de Pitot.
La pression statique est également mesurée à l'intérieur du boîtier mais à l'extérieur du diaphragme. Les pressions statiques de l'intérieur et de l'extérieur du diaphragme s'annulent, laissant une mesure de la pression dynamique totale ou de la pression de l'air dynamique.
Au fur et à mesure que l'avion accélère, la pression dynamique du tube de Pitot augmente, provoquant l'expansion du diaphragme. Grâce à la liaison mécanique, cette mesure de l'augmentation de la vitesse est indiquée sur l'aiguille de l'anémomètre.
Types de vitesses
- Vitesse indiquée : IAS est la vitesse indiquée directement sur l'anémomètre.
- Vitesse anémométrique calibrée : La vitesse CAS est la vitesse réelle de l'aéronef dans l'air après avoir été ajustée en fonction des erreurs de position et d'instrument. La vitesse calibrée (comparée à la vitesse indiquée) se trouve dans le manuel d'utilisation de l'avion.
- Vitesse vraie : Le TAS est calibré (ou équivalent) à la vitesse ajustée pour la pression et la température non standard.
- Vitesse anémométrique équivalente : La vitesse EAS est ajustée pour les erreurs de compressibilité.
- Groundspeed : La vitesse réelle de l'avion sur le sol, mesurée en noeuds ou miles par heure. Groundspeed est la vitesse vraie corrigée pour les effets du vent et est utile lors de la planification de vol.
- Numéro de Mach : Le nombre de Mach est la vraie vitesse d'un avion par rapport à la vitesse du son. La vitesse du son est connue comme Mach 1.0. Les avions à grande vitesse ont des compteurs Mach au lieu des indicateurs de vitesse.
Marquages et limites
Les petits avions monomoteurs utilisent des marques anémométriques à code de couleurs pour aider le pilote à opérer de façon sécuritaire et efficace. Ces marquages sont utiles car ils représentent des vitesses d'avion cruciales, appelées V-vitesses.
- Arc blanc : L'arc blanc sur les indicateurs de vitesse indique la plage de fonctionnement normale des volets. À l'intérieur de l'arc blanc, des volets pleins peuvent être utilisés. Le haut de l'arc blanc indique la vitesse maximale à laquelle les volets peuvent être prolongés pendant le vol, et le fait de fonctionner à des vitesses situées à l'extérieur de l'arc blanc avec les volets abaissés peut être dangereux.
- Arc vert : L'arc vert sur un indicateur de vitesse représente la plage de fonctionnement normale de l'avion.
- Arc jaune : L'arc jaune est une plage d'avertissement de vitesse. Il est conseillé que les pilotes ne fonctionnent que dans l'arc jaune dans l'air calme. Voler à des vitesses dans la plage de prudence pendant la turbulence peut être dangereux.
- Ligne rouge : Au sommet de l'arc jaune, une ligne rouge représente la vitesse maximale autorisée pour l'avion.
Erreurs d'indicateur de vitesse
Un indicateur de vitesse anémométrique sera inefficace s'il y a un blocage du tube de Pitot ou du port statique ou les deux. Un blocage est le plus souvent le résultat d'insectes, d'eau ou de givrage.
Si le tube de Pitot et son trou de vidange se bloquent, l'anémomètre agit comme un altimètre, montrant une augmentation de la vitesse lorsque l'avion monte à une altitude plus élevée et une diminution de la vitesse pendant une descente.
Si le tube de Pitot se bloque et que le trou de vidange reste ouvert, la pression de l'air de piston s'écoulera à travers le trou de vidange, laissant seulement la pression statique dans le tube de Pitot. La nouvelle pression statique dans le tube de Pitot serait équivalente à la pression statique de l'orifice statique, et l'indicateur de vitesse anémométrique indiquerait «0».
Si le port statique est bloqué (mais pas le tube de Pitot), l'indicateur de vitesse anémométrique fonctionnera, mais il sera inexact. Puisque l'air statique est piégé à l'intérieur du boîtier à l'altitude à laquelle l'instrument a cessé de fonctionner, une montée entraînera une vitesse anormale inférieure à la normale. En volant en dessous de l'altitude à laquelle le blocage s'est produit, l'indicateur de vitesse anémométrique sera plus élevé que la normale.
Opération d'urgence
Certains avions sont équipés d'éléments chauffants à tube de Pitot. La chaleur de Pitot est utilisée comme mesure préventive pour empêcher la formation de glace au-dessus du tube de Pitot et elle est activée lors des vols par temps froid.
Beaucoup de petits avions sont équipés d'une source statique alternative qui peut être activée en tirant un levier dans le cockpit dans le cas où un port statique devient bloqué. La nouvelle pression statique alternative est une pression inférieure à la pression ambiante extérieure pendant le vol, ce qui donne des indications légèrement inexactes sur l'instrument, mais elle fournit une indication suffisamment bonne pour maintenir un contrôle positif de l'aéronef.