Tout repose sur la propriété mathématique élémentaire de la sinusoïde d'avoir un taux de variation maximal en croisant sa moyenne.
Tout d'abord, rappelons quelle est la méthode de l'ENAC.
On veut faire une variation de trajectoire. Pour cela on tire ou on pousse. Et ensuite comme la vitesse varie, on adapte la puissance.
Pour moi c'est exactement l'inverse de ce qui se passe dans la physique du vol. Ça marche, mais avec des difficultés.
Par exemple, on veut monter plein gaz. On ne sait pas quelle performance on aura.. donc quelle assiette afficher ? Mystère...
L'enac conseille sinon d'utiliser les équivalences, 100 tours pour 5 noeuds pour 100 pieds minute puis à 120kt 1° 200 pieds minute... Pas très précis.
Voici comment faire mieux.
Pour expliquer comment ça fonctionne, il faut revenir aux modes propres de l'avion, et à la physique du vol de base.
- L'équilibre longitudinal de l'avion. Si on ne touche pas au trim, l'équilibre des moments mène à une incidence constante c'est à dire une vitesse constante sous 1G (on pilote à effort moyen nul c'est à dire par petites variations autour de 1g et on ne parle pas des virages ici)*
- Le théorème de la puissance cinétique : la puissance de l'avion sert à vaincre les frottements (qui dépendent de la vitesse) et faire varier l'altitude.
Si les frottements sont constants, ou constants en moyenne, la puissance contrôle directement la trajectoire.
- *Il y a en réalité une imprécision ici, un déséquilibre de trim peut arriver et mène à une phugoide ! Mais contrôler la phugoide c'est la base du pilotage, c'est ce qu'on fait sans nous en rendre compte en permanence. C'est parce que le pilote sait contrôler une phugoide dès son premier vol que l'équivalence trim = vitesse fonctionne en pratique, sans être une garantie mathématique.
Que se passe-t-il lors d'une phugoïde ? Il y a un déséquilibre entre la puissance, l'assiette, la compensation, la vitesse.
Soyons maintenant concrets.
Si partant d'un équilibre donné, un nouvel équilibre cible se crée avec une nouvelle assiette d'équilibre (pour l'instant fictive), par une action sur la puissance, l'assiette, le trim, ou une perturbation atmosphérique, l'assiette et les autres paramètres partent en sinusoïde.
Le principe de la sinusoïde étant encore une fois d'osciller autour de sa moyenne.
Voyons maintenant pourquoi et comment on est amenés à tirer sur une mise en descente.
Imaginons nous en palier stabilisé. La puissance contrôle la trajectoire, donc si on veut descendre, on réduit les gaz d'un coup (comme un exercice de panne moteur...).
La vitesse diminue, mais très peu car l'avion est trimmé pour une vitesse (ce qui veut dire que la phugoïde oscille autour d'une vitesse, mais assez peu dans les faits), l'avion se met en descente.
Si on ne fait rien, il va partir en phugoïde descendante, c'est à dire une trajectoire sinusoïdale se superposant à une trajectoire rectiligne en descente.
Ce qui nous intéresse c'est de savoir quelle est la pente de cette ligne, pour trouver l'assiette qui convient.
C'est très simple, la moyenne, c'est à dire la cible, est atteinte quand la sinusoïde atteint son taux de variation maximal.
Si on a un avion standard qui descendrait à 700fpm avec les gaz tout réduits par exemple, la phugoïde aurait un taux de descente max d'environ 1400fpm, avec une moyenne de 700.
L'assiette correspondant à ces 700fpm est présente quand la cadence d'assiette est maximale. Ici à piquer. Il suffit donc d'attendre de voir cette cadence d'assiette ralentir pour savoir qu'on vient de dépasser la cible. Tirer un petit peu permet de retrouver sa cible.
J'ai pu tester ces explications avec de vrais élèves : cela fonctionne très bien. Ils y arrivent du premier coup.
Une fois qu'on a clarifié ce qu'on entend par "annulation de la dérivée seconde de l'assiette" bien sûr...
Le graphe est également assez obscur en l'absence d'explications, mais il fonctionne très bien
Cela fonctionne pour n'importe quelle variation de puissance en montée ou descente.
Cela fonctionne certainement dans d'autres configurations (par exemple un coup de trim pour se mettre en descente ou montée à puissance constante) mais possède moins d'intérêt dans ces autres cas je crois.
