Pourquoi je n'aime pas l'automanette

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Dubble
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Pourquoi je n'aime pas l'automanette

Message par Dubble »

Bonsoir,
Suite à un dernier post sur les lois de commandes de vol, voici une analyse supplémentaire concernant l'automanette.
Un titre volontairement putaclick pour vous motiver à lire un énorme pavé :xlol:

Avec l'avènement des commandes de vol électriques, une loi de pilotage en particulier semble avoir emporté l'adhésion des pilotes d'essais (seuls pilotes à avoir réellement pu comparer les différentes lois de pilotage dans le cadre de leur métier, les autres pilotes les utilisant, et je ne sais pas si d'autres lois que celle-ci et ses dérivées sont arrivées sur le marché des avions certifiés) : la loi C*.
Pour rappel, la loi C* consiste à transformer la demande du pilote (C*) en un mix de facteur de charge et de cadence d'assiette.
Selon la vitesse, le pilote obtiendra plus de l'un, ou de l'autre (sachant que les deux ont tout de même des liens, mais pas linéaires ni immédiats).

Cette loi comporte un avantage et un souci majeurs.
- Elle est stable en trajectoire
- Elle n'est pas stable en vitesse
Pour cette dernière raison, les autorités de certification durent accepter un nouveau mode de certification de la "stabilité longitudinale", la "stabilité longitudinale neutre" avec adjonction de protections du domaine de vol.

Chez Boeing, on aime la loi C*, mais on aime aussi garder le pilote entièrement dans la boucle de pilotage et le faire trimmer (au sens propre comme figuré). En customisant la loi C*, on peut arriver à une loi stable en vitesse, c'est à dire qui remplit les critères de certification historiques sur la stabilité longitudinale.

Celle ci reprend exactement le même principe que la loi C*, mais rajoute un terme en vitesse.

C* = Nz + Veq*θ'/g - (V-Vtrim)*k.

Si la vitesse est au dessus de la vitesse de trim, avec C* = 0, il y a un terme négatif, les deux autres doivent être positifs pour compenser, l'avion cabre, jusqu'à égaliser la vitesse avec la vitesse de trim. Le comportement obtenu est plutôt naturel, et compense intrinsèquement les couples liés aux volets, trains, spoilers.

Cette loi est passionnante elle aussi, surtout quand on la couple avec une automanette. On va ici s'intéresser à un phénomène que j'ai trouvé assez stupide et on verra comment cela se passe si on a pas une loi C*u mais un avion à stabilité longitudinale classique ET commandes de vol classiques.

L'automanette rend-elle notre travail plus simple ou plus compliqué sur un avion de ligne "stable en vitesse" ?
Sur un avion de ligne, il y a en réalité deux speed bugs.
Le vrai speed bug c'est la cible de l'automanette.
Le second speed bug, peut-être plus important que l'autre, est caché, ou fictif. C'est la cible de la loi C*u, Vtrim, ou TRS (trim reference speed).

Nous allons réaliser une expérience simple (une expérience de pensée, disons, pour éviter tout problème).
Prenons trois avions :
- Un avion conventionnel
- Un avion à loi C*
- Un avion à loi C*u

Nous faisons des tours de piste à Chateauroux... Stable 2000ft en vent arrière.
Nous voulons réduire vers une vitesse inférieure. Nous allons observer le comportement de l'avion naturel, c'est à dire sans action de pilotage.
On réduit le speed bug. Que se passe-t-il ?

- Sur un avion conventionnel, supposons qu'on a pas d'autothrust, mais on a des idées. On affiche un préaff de puissance inférieur, correspondant à la nouvelle vitesse recherchée. Cela déclenche une phugoide. L'avion ralentit, stable en vitesse (ou incidence plutôt, mais passons), il descend pour retrouver sa vitesse. Puis il la dépasse, il remonte.. Il s'installe finalement, si la phugoide est stable, sur une légère descente à la même vitesse qu'initialement (raté pour la réduction du coup), avec une vitesse de descente qui correspond au déficit de puissance créé par la réduction des gaz.
- Sur un Airbus à loi C*, on a une automanette. On réduit le speed bug. L'avion ralentit. Il s'installe peut-être dans une très légère descente car la loi C* n'est pas purement une loi en facteur de charge, mais il atteint sa nouvelle vitesse, avec peut-être 100 pieds minute de descente, quelque chose de très faible.
- Sur un Boeing à loi C*u, ou n'importe quel avion stable en vitesse mais qui possède une automanette, c'est autre chose. On se retrouve avec un écart entre le speed bug n°1 et le speed bug n°2. L'avion veut voler à une vitesse plus importante que ne le souhaite l'automanette.
L'automanette réduit les gaz. L'avion, stable en vitesse, descend, pour retrouver sa vitesse. Comme il descend il ne ralentit pas beaucoup. Il reste au dessus de sa cible de vitesse. L'automanette réduit encore plus. Rapidement, l'avion se retrouve avec les gaz plein réduit en descente stable !!

Ceci constitue une instabilité qui n'est pas si simple à gérer, le moindre écart même de quelques noeuds entre les deux speed bugs peut complètement déstabiliser une approche, ou la rendre beaucoup plus difficile à contrôler pour le pilote, qui doit maintenir une attention constante. Il lui suffit certes de trimmer, mais selon l'avion, il n'est pas vraiment informé qu'il a 1 à 2 noeuds d'écart entre ses deux speed bugs...

Voilà l'énorme difficulté d'un avion avec automanette et "stabilité longitudinale conventionnelle". Il y a désormais deux cibles de vitesse à gérer, et un défaut d'alignement même de quelques noeuds complique énormément la vie.

Alors pour finir et extrapoler, que se passerait-il avec un avion complètement conventionnel comme le B737 ?
Déjà, la même chose que le 777, en gros. Peut-être accentuée par le fait que le couple à piquer généré par la réduction des gaz ne serait pas compensé naturellement..
Imaginons alors une autre situation sur le 737.
Installés en descente sur l'ILS, parfaitement trimmé, avec les deux speed bugs parfaitement alignés.
Imaginons qu'on ait une légère survitesse liée à une pompe (autrement dit, besoin de moins de puissance pour conserver le même taux de descente). L'avion réduit. Mais le couple des moteurs n'est pas compensé par la loi. L'avion pique. Piquant, il accélère. Il réduit donc encore plus, ce qui réduit le couple à cabrer, et il peut se stabiliser à la fin dans une autre position, mais très différente de celle initiale. J'ai trouvé un FCOM de Concorde qui décrit ce phénomène et parle d'instabilité générée par l'automanette.

Autre situation, toujours dans la même descente parfaitement trimmé sur l'ILS, imaginons que le pilote tire indument sur le manche (juste un petit coup en arrière). L'avion ralentit un peu. Donc il rajoute des gaz. Donc moment à cabrer. Donc besoin d'encore plus de puissance pour conserver la vitesse avec ce nouveau taux de descente plus faible. Etc.. Dans ce cas là je suppute qu'on pourrait aller jusqu'à se retrouver plein gaz en montée.. Ce qui est sûr c'est que c'est le même genre d'instabilité, liée à des perturbations aérologiques comme à des ordres du pilote légèrement trop forts.
Résultat des courses : Boeing proscrit le pilotage mixte (AP OFF/AT ON) sur B737.

Là, il me semble qu'on peut dire que l'automanette n'aiderait absolument pas.
Il y a une autre raison pour laquelle je n'aime pas l'automanette, mais beaucoup plus triviale.
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tekzone
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Re: Pourquoi je n'aime pas l'automanette

Message par tekzone »

Tu te prends trop la tête :P ou tu as trop de temps libre. ou les deux.

La seule chose que j'ai remarqué c'est que ceux qui se prennent la tête avec l'auto-manette et/ou en disent du mal puis choisissent de la déconnecter finissent par ne pas faire mieux voire souvent franchement pire. Après, j'ai fait que du 320.
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Dubble
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Re: Pourquoi je n'aime pas l'automanette

Message par Dubble »

Sur 320 c'est différent, tu n'as pas ce problème là ;)

Après, tu auras peut-être remarqué avec mon topic "pilotage analytique, aide mémoire", je suis un grand fan de cette méthode.
Donner une poussée fixe va mettre l'avion sur une trajectoire moyenne garantie. Tout réduit, je descends sur un plan qui correspond à ma finesse.
Avec le préaff de finale, je reste sur mon glide. Il ne reste que de petits ajustement à faire.
Avec l'automanette, c'est la porte ouverte à toutes les fenêtres. Si je mets un degré d'assiette de trop (c'est pas beaucoup un degré d'assiette), je vais prendre un plan de descente de 2° au lieu de 3 et si la finale commençait à 3000ft ça me met sur un plan qui va m'amener 1000 pieds au dessus de la piste..

Bref, c'est plus simple sans quand on pilote aux préaffs et qu'on les connait.
Après, quand on les connait pas, mieux vaut mettre l'AT tu as raison :xlol:
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tekzone
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Re: Pourquoi je n'aime pas l'automanette

Message par tekzone »

Une erreur d'un degré d'assiette à 150kt+, c'est clairement pas une petite erreur à mon avis. Le glide va foutre le camp vite fait comme ca. Les préaff c'est bien mais ca ne couvre pas les cas de rafales et de thermiques donc faut savoir "godiller" aussi :P

Mais ceci dit c'est vrai que sur A320, ca t'aide pas mal car souvent quand c'est turbulent les FD sont un peu trop excités par rapport à ce qui est nécessaire je trouve. Donc si tu voles un peu entre les FD et les préaff, t'es souvent plus juste et les FD reviennent vers toi au bout d'une seconde.

Honnêtement, en volant des assiettes raisonnablement stables, il n'y a aucun soucis avec l'ATHR je trouve.

En tout cas, tes propos illustrent un peu plus le fait que plus j'en apprends sur les Boeing moins j'ai envie d'en faire haha :turn:
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Dubble
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Re: Pourquoi je n'aime pas l'automanette

Message par Dubble »

Un degré d'assiette, c'est à peine visible, c'est deux pixels sur le PFD... Et ça fera 200/300 pieds minute, effectivement largement assez pour une énorme excursion de trajectoire. Mais si tu as l'automanette sur OFF, en gardant ta poussée au préaff, le déficit de vitesse qui va rapidement se développer va t'alerter très facilement. Et il suffira de pousser sur le manche. Le concept d'énergie étant ce qu'il est, et l'avion dans une vitesse proche de la trainée mini (courbe de trainée plutôt plate dans ces eaux là), quand tu auras retrouvé la bonne vitesse tu seras aussi à peu près sur le plan. C'est beau.
Mais l'automanette si elle rajoute de la poussée n'importe comment, elle va t'emmener loin du plan.

Mais bon ça c'est le pilotage classique aux paramètres, rien à voir avec le topic. On en connaissait déjà les bienfaits.


Il y a un autre souci sur le Boeing, les FD sont pourris. Dans certaines phases ils peuvent te donner des ordres aberrants, tant latéralement (rater le loc, osciller autour pour le chopper..) que verticalement (piquer de 10° alors que tu es juste en phase de ralentissement)

L'autre gros souci sur Boeing c'est que la vitesse verticale s'affiche avec retard. Il faut calculer une correction et l'appliquer en assiette, parce que si on fait comme sur airbus, afficher une correction, il y a un overshoot énorme. Environ une seconde, menant à des oscillations du même ordre...
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JAimeLesAvions
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Re: Pourquoi je n'aime pas l'automanette

Message par JAimeLesAvions »

Pourquoi garder le FD en pilotage manuel? Je trouve que ça perturbe, ca demande beaucoup de concentration de le suivre exactement, et on n'est plus dans la boucle. Je préfère le désactiver.
La seule fois où je l'ai utilisé c'est lors d'une panne de PA en croisière, car en altitude l'avion est très sensible et je trouvais plus facile de suivre le FD.
Si da el cántaro en la piedra o la piedra en el cántaro, mal para el cántaro.
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tekzone
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Re: Pourquoi je n'aime pas l'automanette

Message par tekzone »

Tu voles sur quoi comme machine ? Parcque sur A320 aucun soucis pour faire du pilotage manuel sur FD, ca pose vraiment aucun soucis...
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Re: Pourquoi je n'aime pas l'automanette

Message par Dubble »

JAimeLesAvions a écrit : 02 nov. 2024, 19:33 Pourquoi garder le FD en pilotage manuel? Je trouve que ça perturbe, ca demande beaucoup de concentration de le suivre exactement, et on n'est plus dans la boucle. Je préfère le désactiver.
La seule fois où je l'ai utilisé c'est lors d'une panne de PA en croisière, car en altitude l'avion est très sensible et je trouvais plus facile de suivre le FD.
C'est une pratique courante des pilotes de ligne.
Effectivement ce n'est pas ce que je préfère non plus.
Les automatismes ne sont pas capables de modes intelligents, par exemple une réduction de vitesse progressive quand on est à l'altitude du dernier palier pour atteindre la vitesse voulue au point de descente.
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JAimeLesAvions
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Re: Pourquoi je n'aime pas l'automanette

Message par JAimeLesAvions »

tekzone a écrit : 02 nov. 2024, 21:46 Tu voles sur quoi comme machine ? Parcque sur A320 aucun soucis pour faire du pilotage manuel sur FD, ca pose vraiment aucun soucis...
Pendant les simu (et parfois en exploitation, mais plus souvent au simu...), un piège courant est le FMS qui n'est pas programmé sur la trajectoire à suivre. Qui va dans l'attente alors que tu voudrais qu'il continue, ou le contraire. Qui traverse l'axe alors que tu voulais l'intercepter, qui ne descend pas sur le glide. Si je suis en train de suivre au millimètre le FD, je n'ai plus la disponibilité mentale pour surveiller ça. Si je suis grossièrement FD, je suis perturbé par cet indicateur qui ne me sert plus et je le confond avec la maquette. Donc je l'enlève et je peux prendre un peu de recul sur ce que je suis en train de faire.
Le Citation reste un petit avion et les préaffichages d'assiette et de poussée varient peu avec la masse et le centrage. J'imagine que c'est plus compliqué avec un 320 de piloter sans FD.
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Re: Pourquoi je n'aime pas l'automanette

Message par tekzone »

Heuuuu, si tu sais pas programmer/gérer l'AP/FD, c'est ton problème pas celui de l'avion :lol:

Ne pas suivre des FD affichés, c'est clairement pas une situation d'avenir. Sur l'avion que je connais, l'A320, tu peux vraiment faire de grosses bêtises en faisant ça. L'accident de l'AF447 est également assez explicite sur ce point où les FD ont bien participé à les mettre dans la merde.

Aucun soucis pour piloter sans FD sur A320. T'as un avion stabilisé fly-by-wire et auto-trimé, c'est franchement pas difficile avec un tout petit peu d’entraînement. Avec le BIRD + la track line dans le PFD, c'est tout confort 8) Tu fais des approches visuelles à 250kt avec une charge de travail similaire à celle sur Robin en tour de piste :P
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Re: Pourquoi je n'aime pas l'automanette

Message par Dubble »

Oui tout à fait.
Pour moi le plus dur était la sensibilité des manettes de gaz, au début. Il faut vraiment se dire que tout se passe sur un millimètre.
En fait, on entre la poussée ralenti et la poussée climb 5 centimètres en tout et pour tout, on s'attend à plus sur un gros avion.
Et 5 centimètres aussi entre la poussée climb et la poussée toga, ce qui est une non linéarité évidente et qui participe au sentiment de "s'attendre à plus".
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Jeanlouisdavid777
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Re: Pourquoi je n'aime pas l'automanette

Message par Jeanlouisdavid777 »

Que penses tu de l'A220, il faut affiché le trim Bug avant d'aller vers la vitesse voulu ?
Tu as peut être connaissance de la C* inverse prenant en compte le speed Bug, le trim bug avec le chevron de la manette des GAZ ?

Je ne suis pas sur ce magnifique avion mais j'en ai compris que le speed bug tu l’alignes avec le trim bug et après suivant le déplacement du TLA tu as un chevron qui se déplace en un FPA donné par rapport à la vitesse.

Si quelqu'un est sur cette machine sa serai intéressant d'avoir l'explication (une heure de FFS est un peu cour pour tout comprendre, surtout quand tu fais du VFR avec).

Dites moi si j'ai mal compris mais pour autant ça à l'air d’être un avion encore moins manuel qu'un 777 avec son auto-monette, son AFDC peu prècis et son trim automatique sur les 5 KTS environnant.

Pour ceci dire j'ai deja eu des coup sur boeing ou au flare l'auto-manette se mets en mode spd (sur 777, 747 et 737), devant faire attention et bien tenir le TLA

Ma pensé est que Boeing voulait pas d'histoire juridique au niveau de la stabilité comme on avait vu avec les dérogation du 350, ce qui laisse quelque chose d'un peu entre deux chaises, bien qu'il serai inintéressant d'avoir les loupes et détails des matrices pour les constances d'effort et de limite (il se peut qu'en changeant de vitesse l’équation sois pas la même à basse vitesse; ici la partie Nz+q*k*Veqq/V la partie q*k*Veqq)
J'ai un peu de mal avec la version Veqq théta pt sur G car théta pt sur G car avec Nz ça ferai deux gravité et non une attitude.

Je présume que la Uerr du trim appartient à une loupe à part je pense due par les 5 kts environent et de par le force transducteur.

Comparer la force entre en 747 et un 777 quand un avion est mal trimé avec une variation de vitesse derrière permettrai de mettre des différence au jour je pense, on pourrait peut etre observer si l'avion réagit par rapport à un effort constant ou une attitude donné pour voir une variation de v/s

J' arrête ici.

Bien à vous
Jean Louis
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