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des aéronefsLycée CABANIS Brive
Les instruments de bord
Partie 3/3
1Les instruments de bord
Table des matières
I. ....................................................................................................................... 2
2. Principe de fonctionnement ........................................................................................................ 2
3. Présentation de linstrument ...................................................................................................... 3
II. Le variomètre ................................................................................................................. 4
1. Rôle du variomètre ...................................................................................................................... 4
2. Principe de fonctionnement ........................................................................................................ 4
3. PrĠsentation de linstrument ...................................................................................................... 5
III. ................................................................................................................ 5
1. But de lanĠmomğtre .................................................................................................................. 5
2. Les ǀitesses dun aĠronef ............................................................................................................ 5
3. Principe de fonctionnement ........................................................................................................ 6
4. PrĠsentation de linstrument ...................................................................................................... 6
IV. irage et de symétrie .............................................................................. 7
1. But de lindicateur de ǀirage ....................................................................................................... 7
2. Principe de fonctionnement ........................................................................................................ 7
3. PrĠsentation de linstrument ...................................................................................................... 8
V. el ............................................................................................................ 9
1. But de lhorizon artificiel ............................................................................................................. 9
2. Principe de fonctionnement ...................................................................................................... 10
3. PrĠsentation de linstrument .................................................................................................... 10
VI. Le compas magnétique .................................................................................................11
1. But du compas magnétique ...................................................................................................... 11
2. Principe de fonctionnement ...................................................................................................... 11
3. PrĠsentation de linstrument .................................................................................................... 12
VII. Le conservateur de cap (ou directionnel) .......................................................................12
1. Principe de fonctionnement ...................................................................................................... 12
2. PrĠsentation de linstrument .................................................................................................... 13
VIII. Les instruments de radionavigation ...............................................................................13
1. Le radiocompas ......................................................................................................................... 13
2. Le VOR ....................................................................................................................................... 14
3. Le DME ....................................................................................................................................... 15
4. LILS ............................................................................................................................................ 16
5. Le transpondeur ........................................................................................................................ 18
6. Le GPS ........................................................................................................................................ 18
2 I. 1. https://youtu.be/4oknajcaEB4 L'altimètre fournit une altitude-pression. Cette mesure est basée sur la décroissance de la pression atmosphérique lorsque l'altitude augmente. L'altimètre est en réalité un baromètre gradué en altitudes.2. Principe de fonctionnement
cache baromètre (mesure de pression statique) gradué en altitude. Lorsque cette pression diminue, la capsule gonfle. Cela engendre le déplacement d'uneflèche qui pousse une bielle sur un rail circulaire. Cela fait tourner une deuxième bielle qui met
en rotation un râteau. Un système d'engrenage permet de faire tourner une aiguille sur un cadran gradué en altitude.T=15°C et P=101325Pa à 0m
Les instruments les plus modernes utilisent un capteur de pression électronique au lieu de la capsule anéroïde. 33. Présentation de
- une pour les dizaines de pieds (pas toujours présente) - une pour les centaines de pieds - une pour les milliers de pieds trois fois plus petite Un avion volant à une hauteur de 3000 pieds vol à 1000Certains altimètres ne comprennen
centaines et les milliers de pieds.Les calages altimétriques:
a. Le QFE (Quebec Fox Echo) en seuil de piste. Le pression indiquée dans le fenêtre est celle au sol. hauteurs (par rapport à la piste). b. Le QNH (Quebec Novembre Hotel) = affiche 0ft au niveau de la mer. altitudes (par rapport au niveau de la mer). c. niveaux de vol. On les exprime en 100aines de ft par rapportFL150 = 15 000ft = 5000 m
Ce calage de référence est utilisé en vol aux instruments ou au- altitude. 4II. Le variomètre
https://youtu.be/2nl7ixO4_-o1. Rôle du variomètre
Le variomètre fournit la vitesse verticale Vz de l'avion, c'est à dire la composante verticale de la vitesse de l'avion par rapport à la masse d'air.2. Principe de fonctionnement
Le variomètre est utile au pilotage pour déterminer soit une vitesse ascensionnelle Vz
supérieure à 0, soit un taux de descente Vz inférieure à 0, il est possible de l'utiliser également
pour contrôler le vol en palier.La capsule est donc soumise d'une part à la
pression statique actuelle, d'autre part à la pression statique d'un instant légèrement antérieur établie dans le boîtier grâce au retard apporté par le tube capillaire qui permet l'écoulement de la pression statique dans le boîtier. Le variomètre est un baromètre différentiel gradué en ft/min ou en m/s. Il présente un temps de réponse qui peut être de 1 à 5s. La vitesse verticale (Vz) est surestimée en altitude (30% à 11 000m = 33000 ft). 53. Prés
Les valeurs " + » indiquent une montée et les valeurs " » indiquent une descente. Les instruments les plus modernes présentent un affichage digital. Les unités les plus utilisées pour la graduation des cadrans sont: - La centaine de pieds/minute ft/mn pour les avions de transport et les avions privés à gauche. - Le mètre par seconde m/s pour certains avions privés et les planeurs à droite. III. https://youtu.be/56-_pn28SuA 1. L'anémomètre fournit la vitesse de déplacement de l'avion par rapportà la masse d'air.
Cette vitesse est appelée vitesse vraie VV ou TAS (true air speed). 2. L En avion il y a plusieurs vitesses à prendre en compte: La vitesse indiquée ou vitesse calibrée (Vi ou CAS) = vitesse lue surLa vitesse vraie
Ces deux vitesses sont très proches pour les avions pas trop rapides et volant en basse ou moyenne altitude. Pour la navigation il faut prendre en compte 2 autres vitesses: - La vitesse propre (Vp) = composante horizontale de la vitesse vraie. - La vitesse sol (Vs) t au sol. La différence entre ces deux vitesses est liée à la vitesse du vent. 6Les avions rapides volant en haute altitude
M = Vv/a
Avec Vv la vitesse vraie et a la vitesse du son.
- Si M < 1 la vitesse est subsonique - Si M > 1 la vitesse est supersonique - Si 0,8 < M < 1 la vitesse est transsoniqueLe machmètre est toujours juste.
3. Principe de fonctionnement
Celle-ci mesure la pression
statique et la pression totale.A partir des mesures effectuées
par la sonde on détermine la pression dynamique :Pdyn = Ptot Pstat
En appliquant le théorème de BERNOULLI on relie ces pressions et la vitesse: vitesse. En altitude et à haute vitesse il faut corriger son indication pour avoir une valeur fiable.Les modèles plus évolués effectuent une correction en fonction de la température et donnent
des indications plus fiables. 4. - Arc blanc (vitesse max : VFE). - Arc vert: vitesses utilisables en toutes circonstances (vitesse max : VNO). - Arc jaune: vitesses à ne pas utiliser en air turbulent. - Trait rouge: vitesse à ne pas dépasser (VNE). 7 Les prises de pression totale et statique peuvent être séparées. Les badins modernes peuvent présenter un affichage digital et un rappel en VTH pour les avions qui en sont munis. Les machmètres ont une présentation analogue mais les graduations sont en fraction et en multiple de Mach.IV. e et de symétrie
https://youtu.be/n1fOiysKvyU 1.L'indicateur de virage, appelé Turn coordinator (en anglais) est généralement associé à un
indicateur d'inclinaison à bille. - il mesure le taux et le sens du virage. - il contrôle la régularité du virage.2. Principe de fonctionnement
sur un cadre possédant de 1 à 3 axes de rotation (degrés de liberté).Lorsque l'avion tourne, le gyroscope tend à
garder sa position initiale (comme une toup ressort de rappel permet d'obtenir une position d'équilibre qui dépend de la vertical. Le cadre du gyroscope entraîne dans son mouvement une aiguille (ou une représentation de l'avion) dont la position à l'équilibre indique le sens et le taux de virage. 8 Cet instrument gyroscopique est utile en vol sans visibilité (VSV) ou pour effectuer des virages en un temps donné (virages à taux constant). On appelle taux de virage la vitesse de changement de cap de l'avion. C'est à dire le nombre de degrés divisé par le temps en secondes. Le virage est dit standard ou taux = 1 , si l'avion effectue 360° en 120 secondes soit3° par seconde .
La bille est constituée d'un tube légèrement courbé contenant une goutte de mercure
immergée dans un liquide visqueux. En l'absence de dérapage, la bille est en bas du tube (2 repères matérialisent cette position).Lorsque l'avion est en dérapage, la bille est soumise à son poids et à une accélération
transversale qui déplace la bille latéralement. Elle indique le côté par lequel le vent relatif arrive. Maintenir le vol symétrique est important pour plusieurs raisons : - cela permet de consommer moins d'essence et donc de s'assurer une meilleure autonomie - le dérapage augmente la vitesse de décrochage et peut engendrer une vrilleà basse vitesse.
3. Comprend en général 2 graduation par côté pour les taux de virage standard: - taux 1: 360° en 2 min - taux ½: 360° en 4 min L'indicateur de virage et la bille permettent donc au pilote de savoir si le vol est rectiligne ou en virage et si il est symétrique. 9Vol rectiligne
Vol symétriqueInclinaison à droite Inclinaison à gauche
Vol en virage à
droiteVol symétrique Inclinaison trop
faible (dérapage)Inclinaison trop forte
(glissade)Vol en virage à
gaucheVol symétrique Inclinaison trop
faible (dérapage)Inclinaison trop forte
(glissade) Pour amener la bille au centre, il faut mettre du pied du côté de la bille (le pied chasse la bille). Les vélivoles utilisent un fil de laine scotché sur la verrière comme indicateur de dérapage.Le fil se met dans le lit du vent.
Pour obtenir un vol symétrique il faut ramener le fil au centre en mettant du pied du côté opposé au fil. pied tire le fil pour les vélivoles. V. https://youtu.be/rMnTf0lj4L4 1.L'horizon artificiel fournit au pilote:
- l'assiette longitudinale de l'avion 10 - l'inclinaison de l'avion permettant le vol sans repère visuel extérieur, appelé couramment vol sans visibilité.2. Principe de fonctionnement
(Pilotage Sans Visibilité). 2 Les instruments les plus modernes utilisent des gyrolasers ne comprenant plus de parties mobiles.Ceux-ci sont plus fiables dans le temps et lors des évolutions serrées mais restent très chers
actuellement. Tous les avions, y compris en aéroclub, sont munis de cet instrument. 3. La partie bleue représente le ciel et la partie marron ou noire représente la terre.60°). En VSV on ne doit normaleme
Assiette en cabré
(en montée)Virage à
gauche inclinaison30°
Vol rectiligne
Virage à droite
inclinaison 30° 11Vol en palier
Virage à gauche
inclinaison 30°Vol rectiligne Virage à droite
inclinaison 30°Assiette en piqué
(en descente)Virage à gauche
inclinaison 30°Vol rectiligne Virage à
droite inclinaison30°
Les instruments les plus récents ont un affichage digital.Dans les avions équipés pour le vol aux instruments on développe des instruments sur écran
de vitesse verticale. quipés.VI. Le compas magnétique
1. But du compas magnétique
Indiquer en permanence la direction du nord magnétique (cap magnétique) quel que soit la route suivie par l'avion.2. Principe de fonctionnement
Le compas magnétique est une boussole.
Il indique le nord magnétique.
Les cartes faisant référence au nord géographique, il faut tenir compte de la déclinaison (angle
entre le nord vrai et le nord magnétique). Le compas magnétique est présent à bord de tous les avions comme moyen de secours et de recalage des moyens plus évolués. 12 couà la lecture.
3. La lecture en vol rectiligne en palier est fiable. Le compas permet de recaler régulièrement un conservateur de cap.La lecture en virage est fausse:
VII. Le conservateur de cap (ou directionnel)
1. Principe de fonctionnement
https://youtu.be/CfLlCb1VyCE Le conservateur de cap (ou gyrocompas) est basé sur un gyroscope à 2 degrés de liberté maintenant la direction du nord magnétique.Son inertie est suffisante pour ne pas subir les perturbations et accélérations parasites comme
le compas magnétique ce qui permet une tenue de cap suffisamment stable pour effectuer des changements de caps précis. - Le gyroscope permet de garder une indication beaucoup plus fiable que celle du compas magnétique en virage : Comme tout instrument gyroscopique il nécessite des recalages réguliers. On le recale sur le compas magnétique en vol rectiligne en palier. 13 Le gyroscope précessionne lentement mais se décale plus rapidement si on exécute desévolutions serrées.
2. Sur les avions équipés pour le vol aux instruments, on peut trouver des aides de pointer des caps particuliers afin de faciliter la gestion de la navigation.VIII. Les instruments de radionavigation
1. Le radiocompas
Cet instrument est destiné à indiquer au pilote la direction à suivre pour Le radiocompas est encore appelé ADF (Automatic Direction Finder) pour le récepteur et NDBIl se compose de deux parties:
Une balise au sol émettant dans toutes les directions Un récepteur embarqué couplé à un indicateur donnant le gisement de la balise. Le gisement est l'angle formé entre l'axe de l'aéronef et la pointe de l'aiguille.Récepteur embarqué indicateur
Exemple ci-dessus : Si le cap Nord (360°) affiché sur le cadran correspond au capmagnétique réel suivi par l'aéronef, alors celui-ci se trouve sur le QDM 020. En prenant le cap
020° et sans vent l'aéronef survolera la balise au sol.
14 est donc très répandu (y compris dans les avionsSon utilisation est très simple: pour atteindre une balise il suffit de placer la flèche de
Il existe 2 types de balises radiocompas:
les NDB pour la navigation Les Locators pour baliser les axes des pistes sur les aéroportsCaractéristiques typiques des balises:
type Fréquence Puissance Portée PrécisionL 200 1750kHz < 50 30 ±2°
NDB 200 1750kHz 50 à 5000 50 à 200 ±3 à 5°Les balises NDB sont très répandues.
La précision du radiocompas est assez moyenne et pour une navigation de précision il faut un moyen additionnel.La réflexion des ondes moyennes sur la haute atmosphère la nuit peut engendrer des
surprises (on peut capter des balises très éloignées de même fréquence que celle désirée).
2. Le VOR
Le VOR (VHF Omni Range) a la même vocation que le radiocompas mais travaille dans une gamme de fréquence différente.Station VOR afficheur
15 Ce Moyen de radionavigation, quelques fois implanté sur un aérodrome, est le plus souvent en campagne aux points clés des régions de contrôle. La station sol émet un signal danstoutes les directions. Ce signal est modulé de telle sorte que le signal reçu diffère en fonction
(cadran circulaire présentant une barre verticale mobile), appelé aussi OBS, indique l Une barre verticale permet de se situer par rapport à la route sélectionnée. situe dans le secteur de " rapprochement » ou " » de la balise.Le VOR présente une bonne fiabilité et un coup modéré. Il est insensible aux perturbations
météorologiques. Il donne une information continue dans toutes les phases de vol. Sa précision est satisfaisante pour des approches de précisions avec des minima pas trop restrictifs. Elle est insuffisante pour assurer un atterrissage sans visibilité.Il est insensible aux perturbations météo.
3. Le DME
Le DME (Distance Measurement Equipment) est couplé au VOR.Il fournit
balise (pas de distance horizontale). Ces caractéristiques techniques sont les suivantes: type fréquences Puissance (W) Portée (Nm) PrécisionDME 1025-1215MHz
(UHF)100 200 à 400 1/10Nm +
0,2%D 16 la distance oblique) et possède une bonne portée. finale sans problème. 4. Seul moyen homologué assez précis pour se poser par visibilité très limitée, voire quasiment nulle. associé à un afficheur.Les balises sol sont:
(loc) Le glide qui permet de repérer le plan de descente. Les markers qui indiquent la distance au seuil de piste. s balises. 17 une barre verticale qui représente une barre horizontale qui représente le plan de descente.Il faut un équipement par QFU (sens de piste).
Sa fiabilité et sa précision autorise
fréquences Puissance (W) Portée (Nm) PrécisionILS 108 112 MHz Loc : 100
Glide : 30
Loc : 25
Glide : 10
1/10°
1/100°
S est assez simple:
la la barre horizontale est également à lecture directe. Par exemple si elle est dans la partie rejoindre la pente idéale.Loc : a droite
Glide : trop bas
Loc : ON
Glide : ON
Loc : ON
Glide : trop haut
Le but
Attention à ne pas tricoter : une erreur de débutant consiste à trop corriger et à passer son
maintenir au pilotage en final lors des approches par mauvaise visibilité. Un système plus performant permettant des approches courb pas été mis en service. 185. Le transpondeur
Le transpondeur est un appareil interrogé par un radar sol et envoyantLe transpondeur permet aux
Il est obligatoire pour le régime IFR et dans certaines zones également pour le vol VFR. Il existe des codes transpondeurs particuliers pour certaines situations:77 00 : emergency
76 00 : panne radio
75 00 : détournement
Les appareils militaires possèdent des IFF particuliers permettant une identification sécurisée
en cas de conflit.6. Le GPS
Le GPS (Global Positioning System) est un système de 24 satellitesquotesdbs_dbs17.pdfusesText_23[PDF] instrument indirect de la politique monétaire
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