Principes du vol — QCM

La résultante aérodynamique totale se décompose toujours en deux forces perpendiculaires entre elles : la traînée (dans l'axe du vent relatif, elle « retient ») et la portance (perpendiculaire, elle « soulève »). C'est une définition, pas un calcul — à savoir par cœur.

Finesse = Cz/Cx = portance/traînée. C'est littéralement la définition du mot : plus ce rapport est grand, plus l'avion « plane loin » pour une hauteur perdue donnée.

n = Rz / P. En vol horizontal stabilisé, n = 1 (la portance égale exactement le poids). Dès que ce rapport s'écarte de 1, l'avion accélère verticalement (monte, descend, ou vire en gagnant du « poids apparent »).

En virage, la portance s'incline avec l'avion. Seule sa composante verticale équilibre encore le poids ; il faut donc augmenter la portance totale (en augmentant l'incidence) pour que cette composante verticale reste égale au poids.

La ressource est une remontée de la trajectoire (on tire sur le manche). La portance doit dépasser le poids pour courber la trajectoire vers le haut, donc n > 1.

Le CG n'est pas un point fixe de la cellule : il se déplace selon où vous mettez les masses (avant/arrière), et se déplace même en vol au fur et à mesure que le carburant se consomme.

Deux étapes : d'abord la vitesse de décrochage EN virage à 60° = 45 × 1,4 ≈ 63 kt (le facteur multiplicatif classique). Ensuite on ajoute 30% de marge : 63 × 1,3 ≈ 82–83 kt. On multiplie les deux effets, on ne les additionne pas.

Air plus froid = air plus dense (masse volumique ρ plus grande). Or portance et traînée sont toutes les deux proportionnelles à ρ dans leur formule (½ρV²SCz et ½ρV²SCx) : tout ce qui densifie l'air les fait grimper ensemble.

Pour un poids donné, la portance nécessaire est fixe. Si la vitesse augmente, le terme V² dans la formule de portance grandit tout seul : il faut donc réduire l'incidence pour ne pas décoller (au sens propre) la portance vers le haut. Vitesse et incidence évoluent en sens inverse à portance constante.

« Rectiligne uniforme » veut dire vitesse et trajectoire constantes : les forces sont en équilibre, mais la portance ne porte plus tout le poids — une partie du poids est maintenant "dans l'axe" de la trajectoire (elle remplace la traction). La portance restante est donc < poids, donc n < 1.

Plus de puissance → plus de vitesse → à incidence inchangée, la portance grimperait (elle dépend de V²) et l'avion monterait. En poussant, on réduit l'incidence pour garder la portance égale au poids et rester en palier tout en accélérant.

Les volets augmentent la courbure du profil, donc le Cz (et le Cx) à incidence égale. À l'instant même de la sortie, rien d'autre n'a changé (ni vitesse ni assiette) : seuls Cz et Cx ont bondi, donc portance et traînée montent immédiatement.

En virage, il faut plus de portance qu'en ligne droite pour la même altitude (n augmente), et comme la portance dépend de V², décrocher à un n plus élevé demande une vitesse plus élevée. Le facteur est √n : à 60°, n=2, donc √2 ≈ 1,4. Ce chiffre revient très souvent à l'examen — à savoir par cœur.

Le CG trop en arrière rend l'avion instable et rapproche le CG du foyer de l'empennage : la gouverne de profondeur perd son bras de levier efficace et peut ne plus suffire à contrôler le tangage, notamment à cabrer.

Le facteur de charge en virage ne dépend que de l'inclinaison (n = 1/cos φ) : inclinaison inchangée → n inchangé. Mais un rayon de virage dépend de la vitesse : plus vite, pour le même n, le rayon s'agrandit mécaniquement.

En bas : on ne peut pas voler plus lentement que la vitesse à laquelle l'incidence de décrochage (~16°) est atteinte. En haut : la limite est purement structurelle, la VNE (vitesse à ne jamais dépasser), fixée par la résistance de la cellule.

Pendant l'arrondi la vitesse chute progressivement (on "casse" la descente). Pour garder assez de portance malgré cette perte de vitesse, il faut compenser en augmentant l'incidence (cabrer progressivement).

Portance et traînée dépendent toutes les deux de V² dans leur formule ; à Cz et Cx fixes (incidence inchangée), les deux grimpent mécaniquement avec la vitesse — la courbe n'est pas une droite, elle s'incurve vers le haut (doubler la vitesse quadruple la force, comme à la question 40).

L'aile est surtout "aspirée" par le dessus (dépression sur l'extrados) plutôt que "poussée" par le dessous (surpression sous l'intrados) : environ les 3/4 de la portance viennent de l'extrados, 1/4 de l'intrados.

C'est le symétrique de la question 9 : à portance constante (= poids), moins de vitesse (moins de V²) doit être compensé par plus d'incidence (plus de Cz) pour fournir la même portance.

En virage, il faut plus de portance qu'en ligne droite (n>1), donc plus d'incidence à vitesse égale. Or qui dit plus d'incidence dit plus de traînée induite : la traînée totale grimpe.

Plus d'inclinaison à vitesse égale demande plus de portance, donc plus d'incidence, donc plus de traînée — et en plané (sans moteur) toute traînée supplémentaire se paie directement en pente plus raide et en taux de chute plus élevé.

Le manche avant/arrière braque la gouverne de profondeur, ce qui change directement son incidence locale par rapport au vent relatif — l'effet sur l'assiette de l'avion entier n'est qu'une conséquence indirecte de cette première action.

L'efficacité d'une gouverne vient de la force aérodynamique qu'elle génère, laquelle dépend de V². Plus l'air défile vite dessus, plus un même braquage produit un effet important.

Les volets augmentent le Cz maximum disponible. Comme la vitesse de décrochage est inversement liée à la racine du Cz max, un Cz max plus grand permet de décrocher à une vitesse plus faible.

Il faut réunir deux ingrédients : une incidence proche du décrochage ET un vol dérapé (bille pas centrée). Si une aile décroche avant l'autre à cause de ce déséquilibre, l'avion part en rotation — c'est l'entrée en vrille.

« Chargement » = où sont placées les masses, donc la position du CG. Plus le CG est reculé, plus la gouverne de profondeur a d'effet pour un même braquage (l'avion devient plus "nerveux" en tangage) ; plus il est avancé, moins elle en a.

Le facteur de charge en virage ne dépend QUE de l'inclinaison (n = 1/cos φ), jamais de la vitesse. Deux avions à la même inclinaison, quelle que soit leur vitesse propre, subissent exactement le même n.

C'est la formule Fx = ½ρV²SCx lue terme à terme : ρ (masse volumique), V (vitesse), S (surface) sont dans la formule explicitement ; incidence et forme du profil influencent Cx. Les cinq facteurs jouent, aucun n'est à exclure.

À retenir comme repère : un avion léger (Cessna, Piper...) plane environ 10 mètres à l'horizontale pour chaque mètre de hauteur perdue, moteur coupé, à la vitesse de finesse max. Un planeur fait bien mieux (40 à 60).

En montée, le vent relatif s'incline avec la trajectoire (pas le poids, qui reste toujours vertical) : une partie du poids se retrouve donc "dans l'axe" du vent relatif, comme une traînée supplémentaire que la traction doit vaincre en plus de la vraie traînée.

Plus d'incidence pour fournir la portance supplémentaire nécessaire au virage (question 4) — mais plus d'incidence veut aussi dire plus de traînée induite. Pour ne pas ralentir (vitesse constante imposée), il faut compenser cette traînée en ajoutant de la puissance.

L'angle de décrochage (~16°) est une propriété du profil, il ne bouge jamais. Mais pour tenir un n plus élevé à cet angle fixe, il faut voler plus vite (Vs augmente avec √n) : le décrochage "recule" en vitesse, jamais en angle.

n = 1/cos φ grandit mécaniquement avec l'inclinaison. Et à vitesse égale, un virage plus incliné "tourne plus serré" : le rayon diminue.

En montant, l'air se raréfie : la masse volumique ρ diminue. Comme portance et traînée sont toutes deux proportionnelles à ρ, elles diminuent ensemble (à vitesse et incidence égales).

La portance dépend du carré de la vitesse (V²). Multiplier V par 3 multiplie donc la portance par 3² = 9.

C'est la base de tout : ces deux forces sont définies géométriquement l'une parallèle, l'autre perpendiculaire au vent relatif — pas par rapport au sol, ni à l'horizon, ni au fuselage.

Le Cz grimpe avec l'incidence... jusqu'à un maximum situé à l'incidence de décrochage (~16°). Au-delà, l'écoulement décroche de l'extrados et le Cz s'effondre brutalement : la portance chute alors qu'on continue de cabrer.

Pour virer en gardant l'altitude, il faut augmenter l'incidence (question 35) ; qui dit plus d'incidence dit plus de traînée. Sans ajouter de puissance pour compenser, cette traînée en trop freine l'avion.

La ressource augmente le facteur de charge (question 5), et Vs augmente avec √n : logique, on "consomme" de la marge par rapport au décrochage en tirant fort sur le manche.

À l'inverse d'un CG trop reculé (question 16), un CG trop avancé demande énormément de portance négative sur l'empennage pour cabrer — au point que même la gouverne à fond de course peut ne pas suffire, en particulier à basse vitesse (à l'atterrissage).

Juste avant le contact, la portance porte encore tout le poids ; au moment du toucher, le train commence à encaisser une partie de la charge à la place de l'aile — la transition se fait progressivement, pas d'un coup.

Finesse = distance / hauteur perdue, donc hauteur = distance / finesse = 6000 m / 6 = 1000 m... mais on veut pouvoir couvrir l'aller-retour de sécurité en cas de panne au pire moment (au milieu, à mi-parcours) : c'est la moitié de la traversée qui compte, soit 3000 m / 6 = 500 m. Le principe à retenir : on prend la distance à la panne la plus pénalisante, pas la distance totale.

Plus de masse = plus de poids à porter = plus de portance nécessaire à toute vitesse donnée = il faut davantage d'incidence pour l'obtenir, donc on atteint l'incidence de décrochage (fixe) à une vitesse plus élevée.

La portance totale s'incline avec l'avion en virage ; seule sa projection verticale continue de contrer le poids (qui, lui, reste toujours vertical). C'est pour ça qu'il faut augmenter la portance totale en virage.

Baisser l'aileron, c'est comme sortir un petit volet localement : ça augmente la courbure locale du profil, donc son Cz (plus de portance, l'aile monte) et son Cx (plus de traînée sur cette demi-aile).

En virage stabilisé, l'aile extérieure (qui parcourt un rayon plus grand) avance légèrement plus vite que l'aile intérieure, ce qui tend à générer plus de portance côté extérieur et à accentuer l'inclinaison tout seul (roulis induit). Une légère action aux ailerons vers l'extérieur du virage neutralise cette tendance.

Une rafale descendante ajoute une composante de vent venant du dessus : le vent relatif résultant "s'incline" vers le bas par rapport au nez de l'avion. Comme l'assiette (l'axe de l'avion) ne bouge pas, l'angle entre cet axe et le nouveau vent relatif — l'incidence — se réduit.

C'est l'inverse exact de la question 20 : à Cz et Cx fixes, portance et traînée dépendent de V², donc les deux chutent quand la vitesse baisse.

Près du sol, les tourbillons marginaux (donc la traînée induite) sont écrasés et réduits. Moins de traînée = accélération plus facile au décollage (distance plus courte), mais aussi avion qui "flotte" et freine mal à l'atterrissage (distance plus longue).

Vs augmente avec le poids (question 48) et avec le facteur de charge (question 36) — ce sont les deux seuls paramètres qui la font varier en vol normal, à densité de l'air égale.

C'est la définition même de la stabilité longitudinale : l'avion "bien conçu" réagit à toute perturbation par une force qui s'oppose à cette perturbation et le ramène spontanément vers son équilibre initial, sans action du pilote.

Le facteur de charge n (voir question 3) mesure combien de fois le poids normal de l'avion est "multiplié" par la manœuvre — en virage incliné, il grimpe avec l'angle d'inclinaison. Tout ce qui porte l'avion (les ailes, mais aussi les haubans qui les soutiennent) subit un effort proportionnel à ce n. Regarde la table ci-dessous : à 60° d'inclinaison, n=2, donc l'effort double exactement — 400 daN → 800 daN.

n = 1/cos φ ne dépend que de l'angle d'inclinaison φ — ni de la vitesse, ni de la masse, ni du vent (question 30 le confirme avec deux avions différents).

En montée, le vent relatif s'incline avec la trajectoire, donc une partie du poids se retrouve dans son axe (comme une traînée en plus). Sans puissance supplémentaire pour la compenser, l'avion ralentirait.

La bille de l'indicateur de virage réagit à l'accélération latérale ressentie dans l'avion : si le vol n'est pas symétrique (dérapage ou glissade), elle se décale d'un côté — c'est l'instrument dédié à ça.

Le compensateur (trim) sert à annuler l'effort que le pilote doit exercer en permanence sur le manche. Si l'avion tend à piquer tout seul, il faut donc trimmer à cabrer pour que la gouverne compense cette tendance sans effort manuel.

Question sur annexe graphique (courbes Cz/Cx selon incidence pour différents braquages de volets). Le principe : plus le braquage de volets est important, plus la courbe Cz max est élevée mais aussi plus la traînée grimpe — les courbes se classent naturellement dans l'ordre croissant du braquage.

Cabrer (courber la trajectoire vers le haut) demande plus de portance que le poids : n>1. Piquer (courber vers le bas) demande moins de portance que le poids, voire une portance qui s'inverse : n peut descendre sous 1, voire devenir négatif si le mouvement est brutal.

Près du sol, la traînée induite chute artificiellement : un avion peut donc "décoller" avec une marge de portance/puissance qui ne serait pas suffisante en réalité. Le danger apparaît juste après, en sortant de l'effet de sol (traînée qui remonte brutalement) — piège classique en piste courte ou avion chargé.

Un CG reculé rapproche le point d'application du poids du foyer de l'avion : moins de bras de levier stabilisateur (l'avion revient moins facilement à son équilibre tout seul), mais la gouverne de profondeur a plus d'effet pour un même braquage (plus "nerveux", plus maniable).

Volets sortis, l'avion est en configuration lente et fragile (structure moins sollicitée en négatif que prévue pour la voltige) : le domaine autorisé est réduit et resserré autour de valeurs positives modestes, entre 0 et +2 g.

Air chaud = air moins dense (ρ plus faible). Portance et traînée étant proportionnelles à ρ, elles diminuent toutes les deux ensemble — c'est l'inverse exact de la question 8.

Changer la vitesse change l'équilibre des efforts sur la gouverne de profondeur (plus de vitesse = plus d'efficacité de gouverne pour un même braquage). Le trim réglé pour l'ancienne vitesse n'est plus adapté : il faut le retoucher pour ne pas avoir à pousser en permanence sur le manche.

Pente constante = trajectoire inchangée, seule la vitesse doit grimper. Plus de vitesse fournit plus de portance (V² grandit) : pour ne pas monter au-dessus de la pente visée, il faut réduire l'incidence en compensation.

Ajouter de la puissance change le souffle hélicoïdal sur l'empennage (effet en lacet et roulis) et le couple de renversement (effet en roulis), plus le classique effet cabreur/piqueur lié à l'axe de poussée — les trois axes sont concernés à la fois.

Volets sortis = plus de traînée (Cx augmente fortement). Pour maintenir la même vitesse ou trajectoire, il faut plus de puissance, donc plus de carburant consommé.

Dans un virage engagé (piqué en spirale), la vitesse augmente continuellement car l'avion n'est pas décroché. Dans une vrille, une aile est décrochée : la vitesse reste faible et quasi constante pendant la rotation. C'est le repère le plus fiable pour identifier lequel des deux se produit.

C'est le symétrique exact de la question 1 pour la traînée : la résultante aérodynamique totale se décompose en portance (perpendiculaire au vent relatif) et traînée (parallèle).

Face à des rafales fortes (ici jusqu'à 30 kt), une marge de vitesse supplémentaire évite qu'une chute brutale du vent (donc de la vitesse indiquée) ne fasse approcher dangereusement de la vitesse de décrochage pendant l'approche.

Plus de Cx à l'instant de la sortie des volets = plus de traînée = l'avion ralentit tant que la puissance n'est pas ajustée pour compenser cette traînée en plus.

Les dispositifs hypersustentateurs (becs, volets) peuvent environ doubler le Cz maximum disponible pour une aile donnée — repère d'ordre de grandeur à connaître.

La vitesse INDIQUÉE de décrochage ne dépend que de la masse et du facteur de charge. L'altitude et la température changent la densité de l'air, donc la vitesse VRAIE de décrochage — mais l'anémomètre, calibré sur la pression dynamique, indique (presque) la même valeur quelle que soit l'altitude (question 156).

En complément de la question 77 (vitesse) : l'autre signature de la vrille est une rotation marquée en lacet (l'avion tourne rapidement autour de son axe vertical), absente ou beaucoup plus faible dans un virage engagé classique.

La dérive (l'écart entre le cap suivi et la route au sol, causé par le vent) n'a rien à voir avec la symétrie du vol. Le vol est dit symétrique quand l'avion "glisse" bien droit dans son propre flux d'air ; la bille ne réagit qu'à ça, pas à la dérive due au vent — elle reste centrée.

L'angle de décrochage ne change jamais (~16°, propriété du profil). Mais en virage, il faut plus de portance (n>1), donc on atteint cet angle fixe à une vitesse plus élevée qu'en ligne droite.

C'est la synthèse des questions 16 et 45 : trop avant ou trop arrière, dans les deux cas, le contrôle en tangage peut devenir insuffisant — d'où l'obligation réglementaire de vérifier le centrage avant chaque vol.

L'air est composé d'environ 78% d'azote (N2) et seulement 21% d'oxygène (O2) : contrairement à l'intuition, ce n'est PAS l'oxygène le gaz majoritaire.

Le foyer n'est pas le point où s'applique la portance totale (ça, c'est le centre de poussée), mais le point où s'applique la VARIATION de portance quand l'incidence change. Il est situé à un endroit à peu près fixe sur la corde du profil (~1/4 de la corde depuis le bord d'attaque), ce qui en fait un repère très utile pour l'équilibre et la stabilité de l'avion.

En dérapage, l'avion "glisse" latéralement dans l'air : le vent relatif vient légèrement de côté. La bille, sensible à cette composante latérale, se décale vers ce côté-là — du côté d'où souffle ce vent relatif de travers.

Sans moteur, plus rien ne "pousse" l'avion — sauf la pesanteur elle-même. En descente, une partie du poids se retrouve dans l'axe de la trajectoire (comme une petite traction gratuite fournie par la gravité) et remplace exactement le rôle que jouait la traction moteur en vol motorisé.

L'air doit parcourir une distance plus longue et plus courbée au-dessus du profil (extrados) qu'en dessous (intrados) dans le même temps : il y circule donc plus vite — et par l'effet Venturi/Bernoulli, cette survitesse crée la dépression qui aspire l'aile vers le haut.

Au-delà de l'incidence critique, l'écoulement décolle de l'extrados au lieu de rester "collé" : la dépression qui créait la portance s'effondre brutalement. C'est ça, le décrochage — une chute de portance, pas une question de vitesse.

n = 1/cos(45°) = 1/0,707 ≈ 1,41, soit +41% arrondi à +40%. C'est le facteur de charge à 45° d'inclinaison — un repère intermédiaire entre 30° (1,15) et 60° (2).

En montée, la vitesse est proche de la vitesse de meilleur taux de montée, assez basse. Sans traction, l'avion décélère très vite vers le décrochage : le premier réflexe vital est de piquer immédiatement pour garder une vitesse saine, avant même de chercher un terrain.

C'est le principe physique du virage : en inclinant l'avion, on incline la portance avec lui. Une partie de cette portance inclinée pointe alors horizontalement vers l'intérieur du virage — c'est cette composante horizontale qui courbe la trajectoire.

Sans une incidence proche du décrochage, il n'y a rien à décrocher, donc pas de vrille possible. La forte incidence est la condition nécessaire (mais pas suffisante seule — il faut aussi un déséquilibre en lacet, question 28).

Un profil symétrique n'a par définition aucune courbure privilégiée entre extrados et intrados. À incidence nulle, l'écoulement est identique des deux côtés : aucune dépression différentielle, donc aucune portance.

La vrille est entretenue par la rotation en lacet (question 85). Pour la casser, on s'oppose à cette rotation avec le palonnier du côté opposé (gauche pour une vrille à droite) — c'est le premier geste de la procédure standard de sortie de vrille.

Vs(virage) = Vs × √n = 54 × √2 ≈ 54 × 1,41 ≈ 76 kt. Application directe du facteur ×1,4 à 60°.

En descente, une partie du poids se retrouve dans l'axe du vent relatif et "pousse" l'avion vers l'avant, comme une traction gratuite. Si on ne réduisait pas la puissance moteur, cette poussée en plus ferait accélérer l'avion au-delà de sa vitesse de palier.

À l'incidence de décrochage, une aile est au bord de la perte de portance. Appuyer sur le palonnier gauche fait lacet à gauche : l'aile gauche ralentit légèrement et perd de la portance en premier, ce qui fait basculer et tourner l'avion vers la gauche — entrée en vrille côté gauche.

Le décrochage dissymétrique se manifeste d'abord par une aile qui "tombe" brutalement (inclinaison brusque et non commandée) accompagnée d'un piqué soudain — c'est le signal d'alarme à reconnaître immédiatement pour agir avant que la rotation ne s'installe.

Vitesse et trajectoire constantes = toutes les forces sont en équilibre deux à deux : la portance (verticale) contre le poids, et la traction (horizontale) contre la traînée. C'est la définition même du vol stabilisé en palier.

Le virage demande plus de portance donc plus de traînée induite (question 23), sans puissance supplémentaire pour la compenser. Une partie de l'énergie disponible qui servait à monter est "détournée" pour vaincre cette traînée en plus : le taux de montée baisse.

Valeur ISA au niveau de la mer, à retenir par cœur : c'est LA référence à laquelle on compare toute variation de densité de l'air (avec l'altitude, la température, l'humidité).

Plus de volets = plus de Cz max = décollage à vitesse plus faible, donc roulement plus court (1). Mais aussi plus de traînée en l'air : une fois décollé, la pente de montée disponible est réduite (4) — un compromis, pas un gain gratuit.

L'assiette ne dit rien sur où va l'avion (ça, c'est la pente de trajectoire) : elle décrit seulement où pointe son nez par rapport à l'horizon. C'est une notion purement géométrique liée à l'attitude de la cellule.

n = 1/cos(60°) = 1/0,5 = 2. Valeur-clé à connaître par cœur, base de toutes les questions dérivées (Vs×1,4, effort haubans ×2, etc.).

La pente de descente est le rapport entre la vitesse verticale (Vz, la vitesse à laquelle on perd de l'altitude) et la vitesse horizontale (déduite de la Vi sans vent) : deux vitesses connues suffisent à calculer l'angle de la trajectoire.

Dans un tube qui se rétrécit, le même débit d'air doit passer par une section plus petite : il accélère forcément. Et par le théorème de Bernoulli, cette énergie "gagnée" en vitesse se paie en pression statique, qui diminue. C'est exactement ce qui se passe sur l'extrados d'une aile, qui agit comme un demi-Venturi.

50 × 1,4 = 70 kt. Encore une application directe du facteur ×1,4 à 60° d'inclinaison (question 15).

Quand une aile décroche avant l'autre (parce que le vol n'est pas symétrique — bille pas centrée) à une incidence déjà critique, l'aile décrochée perd sa portance pendant que l'autre continue à porter : le déséquilibre fait basculer et tourner l'avion. C'est la définition même de l'entrée en vrille.

En inclinant l'avion, la portance (toujours perpendiculaire aux ailes) pointe désormais en partie vers l'intérieur du virage. Cette composante horizontale, la "force déviatrice", est exactement celle qui courbe la trajectoire — sans elle, l'avion inclinerait mais continuerait tout droit.

Un avion stable en route, perturbé en lacet (par une rafale par exemple), tend spontanément à revenir face au vent relatif (vol symétrique), sans action du pilote — grâce notamment à la dérive verticale qui agit comme une girouette.

Même sans portance (question 108), il reste toujours une traînée : elle est due aux frottements et à la forme de l'aile. Par définition (question 1), elle est toujours parallèle et dans le même sens que le vent relatif — jamais opposée à contre-sens.

Le train sorti ajoute de la traînée parasite. À puissance et vitesse inchangées, cette traînée en plus doit être compensée par une trajectoire plus piquée (pente plus raide) qui "fournit" l'énergie manquante via la perte d'altitude.

P = m × g. À bien distinguer : la masse (en kg) est une quantité de matière, fixe partout ; le poids (en Newtons) est une force, qui dépend de la gravité locale.

La règle mnémotechnique classique : « on pousse toujours du côté où est la bille ». Bille à gauche → pied à gauche, pour ramener le vol à la symétrie.

Chaque section de la pale doit garder le même angle d'incidence utile par rapport à l'air, alors qu'elle tourne à une vitesse différente selon sa distance à l'axe (le bout de pale va bien plus vite que la racine, car il parcourt un plus grand cercle). Pour compenser, la pale est "vrillée" : le calage diminue du moyeu vers l'extrémité.

Attention à la nuance : le Cz est un coefficient SANS dimension qui caractérise la forme et l'orientation de l'aile (incidence, état de surface, profil) — il ne dépend ni de la surface ni de la vitesse, qui sont des variables séparées dans la formule complète Rz = ½ρV²SCz.

Dès qu'une aile porte, l'air à pression plus forte sous l'intrados "contourne" le bout d'aile pour rejoindre la dépression de l'extrados : ce contournement enroule l'air en tourbillons puissants qui persistent derrière l'avion — c'est la turbulence de sillage.

Plus d'incidence = plus de Cz mais aussi plus de Cx (l'aile "mord" davantage dans l'air, génère plus de tourbillons de bout d'aile) : traînée induite en hausse — c'est valable jusqu'au décrochage.

C'est une autre façon d'écrire n = Rz/P : puisqu'en vol rectiligne stabilisé la portance égale le poids, comparer la portance en virage à la portance en ligne droite revient à comparer la portance au poids.

Même logique que pour le Cz (question 142) : le Cx caractérise la forme/orientation de l'aile (incidence, état de surface, profil), pas sa taille ni la vitesse de l'air, qui sont des variables séparées de la formule.

Moins de masse = moins de portance nécessaire = moins de différence de pression entre extrados et intrados = tourbillons de bout d'aile moins intenses (et donc moins de traînée induite).

Rappel pratique de la question 2 : la finesse, formule Cz/Cx dans l'aile, se retrouve aussi en vol plané réel comme un simple rapport géométrique — la distance horizontale franchie divisée par la hauteur perdue pour y arriver.

Une rafale change brutalement le vent relatif, donc l'incidence et donc la charge subie par la structure. Plus l'avion vole vite, plus les forces aérodynamiques (proportionnelles à V²) générées par cette même rafale sont importantes — d'où la nécessité de ralentir à Va en air turbulent (question 188).

L'inverse exact de la question 148 : plus de masse à porter = plus de différence de pression entre les deux faces de l'aile = tourbillons de bout d'aile plus intenses.

Le vent relatif est le vent "ressenti" par l'aile du fait de son déplacement dans l'air ; il est toujours dans l'axe exact de la trajectoire suivie (opposé au sens de déplacement), et ne dépend ni de l'assiette ni du cap — seulement de la trajectoire réelle de l'avion dans la masse d'air.

Vs = stalling speed, la vitesse de décrochage en configuration lisse. En dessous, les gouvernes perdent leur efficacité et l'avion peut décrocher : c'est la limite basse absolue du domaine de vol contrôlable.

L'anémomètre mesure une pression dynamique, qui dépend du produit ρ×V². En altitude, ρ diminue mais l'avion doit voler plus vite (en vitesse VRAIE) pour produire la même portance — les deux effets se compensent presque exactement, si bien que la vitesse INDIQUÉE de décrochage reste quasiment la même à toutes les altitudes.

L'autonomie (temps de vol maximal pour une quantité de carburant donnée) est optimale quand on consomme le moins de puissance par unité de temps — donc au régime où la puissance nécessaire pour se maintenir en vol est la plus faible possible.

Sur un profil symétrique, la répartition de pression reste géométriquement semblable à elle-même quand l'incidence varie : le point d'application de la résultante (le centre de poussée) ne bouge donc pas — contrairement à un profil cambré/dissymétrique, où il se déplace avec l'incidence.

En montée stabilisée, la traction doit vaincre deux choses à la fois : la traînée normale de l'avion, ET la composante du poids qui "tire vers l'arrière" dans l'axe du vent relatif incliné (question 34) — d'où le besoin de plus de puissance qu'en palier.

Même logique qu'en descente (question 11) : dès que la trajectoire n'est pas parfaitement horizontale, une partie du poids se retrouve dans l'axe du vent relatif au lieu d'être entièrement perpendiculaire à lui. La portance restante à équilibrer verticalement est donc légèrement inférieure au poids total, en montée comme en descente rectilignes uniformes.

Un CG bas agit comme un pendule qui ramène l'avion à plat. Le dièdre (les ailes légèrement relevées en V) fait que si l'avion s'incline, l'aile basse présente une incidence effective plus grande et se remet à porter davantage, redressant l'avion. L'effet girouette et le lacet inverse concernent la stabilité de route (lacet), pas le roulis.

Complément de la question 19 : le pilote augmente l'incidence progressivement, au fur et à mesure que la vitesse diminue, justement pour que la portance reste stable malgré la perte de vitesse — jusqu'au posé en douceur.

Une action brusque à cabrer peut faire grimper l'incidence beaucoup plus vite que dans un décrochage "classique" progressif : l'aile peut alors décrocher à un angle légèrement supérieur à l'angle critique habituel, de façon plus soudaine et plus violente.

Une rafale arrière "pousse" temporairement l'avion dans le même sens que son déplacement : avant que la vitesse sol ne s'ajuste, la vitesse AIR (donc le vent relatif ressenti par l'aile) diminue instantanément — et comme la portance dépend de V², elle chute aussi.

Trois choses se passent en même temps pendant l'arrondi : l'incidence augmente (pour compenser la perte de vitesse, question 19), la vitesse diminue (on "casse" l'énergie de la descente), et la finesse s'améliore grâce à l'effet de sol tout proche (moins de traînée induite près du sol, question 175).

Près du sol, les tourbillons marginaux (donc la traînée induite) sont écrasés : moins de traînée pour la même portance veut dire un meilleur rapport portance/traînée, donc une finesse améliorée — c'est ce qui permet à un avion de "flotter" juste avant de se poser.

Trajectoire inchangée = besoin de la même portance. Moins de vitesse (moins de V²) doit être compensé par plus de Cz, donc plus d'incidence, pour continuer à fournir cette portance.

La charge alaire (poids/surface d'aile) ne change rien à l'angle de décrochage, propriété du seul profil. Mais l'avion le plus chargé a besoin de plus de portance, donc atteint cet angle fixe à une vitesse plus élevée — même logique que la question 48.

Vitesse et trajectoire constantes = pas d'accélération (ni en direction ni en intensité) = par la première loi de Newton, la somme de toutes les forces (portance, poids, traction, traînée) s'annule exactement.

En entrant en descente, le poids commence à fournir une composante de traction gratuite (question 94/111). Sans réduire la puissance moteur en conséquence, cet apport supplémentaire ferait accélérer l'avion au-delà de sa vitesse de palier.

Volets ou becs sortis, le profil devient plus cambré et plus "agressif" dans l'air : ils augmentent le Cz max mais aussi, inévitablement, le Cx — c'est le compromis inhérent à tout dispositif hypersustentateur.

Juste avant l'incidence critique, l'écoulement commence à devenir instable et partiellement décollé par endroits sur l'extrados : ces turbulences locales font vibrer la cellule (souvent ressenties dans le manche) — un signal d'alerte naturel avant le décrochage complet.

Théorème de Bernoulli appliqué à l'aile : dans un écoulement, énergie de pression et énergie de vitesse se compensent. Là où l'air va plus vite (l'extrados), la pression statique baisse — c'est cette dépression qui crée la portance.

La glace change le profil des pales (perte de rendement, effet 2), et surtout elle ne se dépose jamais parfaitement symétriquement : le déséquilibre qui en résulte peut faire vibrer violemment le moteur (effet 3), et des morceaux de glace projetés peuvent endommager la cellule (effet 4). Le "moment piqueur par alourdissement" (1) n'est pas un mécanisme réel.

Vx = la vitesse qui donne la plus grande PENTE de montée (le plus de hauteur gagnée par mètre parcouru horizontalement) — utile pour franchir un obstacle au décollage, même si elle n'est pas la plus rapide en taux.

Au-delà de Va, un braquage complet et brutal des gouvernes peut générer des efforts structurels supérieurs à ce que la cellule est conçue pour encaisser. En dessous de Va, la structure décrochera (dissipant l'effort) avant de se rompre — c'est tout le rôle protecteur de cette vitesse.

Puisque la finesse max est de l'ordre de 10 (question 32) et que finesse = portance/traînée, la traînée à ce régime représente environ 1/10 de la portance. C'est précisément au point bas du graphique en U (traînée totale minimale) que ce rapport est optimal.

Toute la résultante aérodynamique (portance + traînée) vient, physiquement, de la somme de deux effets élémentaires répartis sur toute la surface : la pression (perpendiculaire à la surface à chaque point) et le frottement visqueux de l'air (tangentiel à la surface).

Le vecteur vitesse de l'avion est, en régime établi, l'exact opposé du vent relatif ressenti par l'aile : dire "perpendiculaire au vecteur vitesse" revient donc à dire "perpendiculaire au vent relatif" (question 78), juste formulé du point de vue de l'avion plutôt que de l'air.

Plus le facteur de charge (n) est élevé, plus la portance totale portée par les ailes est grande, et plus elles doivent physiquement fléchir vers le haut pour encaisser cet effort — c'est visible à l'œil nu sur les avions de voltige en forte ressource.

L'assiette longitudinale décrit si le nez pointe vers le haut ou le bas de l'horizon : c'est exactement la définition du mouvement autour de l'axe de tangage (l'axe transversal, d'aile à aile).

Question sur annexe graphique : sur la courbe polaire (Cz en fonction de Cx), le point de traînée minimum est simplement le point le plus à gauche de la courbe — là où le Cx est le plus faible, quel que soit le Cz correspondant.

Traînée parasite : due au frottement de l'air sur toutes les surfaces (elle augmente avec la vitesse). Traînée induite : due aux tourbillons de bout d'aile liés à la portance (elle augmente quand la vitesse diminue). Leur somme forme la courbe en "U" de la traînée totale, minimale à la vitesse de finesse max — regarde le graphique, la trajectoire de chaque courbe se voit d'un coup d'œil.

L'allongement (λ) est un rapport géométrique qui compare l'envergure d'une aile à sa surface (λ = envergure²/surface) : une aile "longue et fine" (planeur) a un grand allongement, une aile "courte et large" un petit allongement. Exercice de lecture sur plan coté fourni en annexe — la valeur dépend des cotes exactes données ce jour-là.

Un profil dissymétrique (plus courbé sur l'extrados que sur l'intrados) porte encore un peu même à incidence géométrique nulle, grâce à sa forme. Il faut donc légèrement PIQUER (incidence négative) pour annuler complètement sa portance — contrairement à un profil symétrique, où la portance nulle correspond exactement à incidence nulle (question 108).

Vy = la vitesse qui donne le plus grand TAUX de montée (le plus de mètres gagnés par minute) — à distinguer de Vx (question 187) qui optimise la pente, pas la vitesse verticale.

Une hélice "tractive" est montée à l'avant du fuselage et tire l'avion vers l'avant (par opposition à une hélice "propulsive", montée à l'arrière, qui pousse) — question de reconnaissance visuelle sur schéma.

L'inverse exact de la question 185 : par Bernoulli, moins de vitesse dans l'écoulement veut dire plus de pression statique — les deux grandeurs varient toujours en sens opposé.

La vitesse ascensionnelle (le taux de montée) dépend de la puissance disponible en excès par rapport à la traînée — donc de la masse, de la densité de l'air, de la configuration. Le centrage, lui, influence la maniabilité et la stabilité (questions 16/29/45/70), pas la quantité de puissance disponible pour monter.

Une petite marge de sécurité au-dessus du décrochage (environ +10%) est visée juste avant le toucher, pour garder assez de contrôle et de portance résiduelle sans pour autant "flotter" trop longtemps au-dessus de la piste.

Question sur annexe graphique : la pression relevée en un point précis de la surface du profil (par une prise de pression affleurante, sans mesurer l'écoulement lui-même) est toujours une pression statique, par définition de ce type de mesure.

En braquant les ailerons pour s'incliner, l'aile qui monte (aileron baissé) génère plus de traînée induite que l'aile qui descend (aileron levé) — cette traînée asymétrique fait légèrement pivoter le nez vers l'EXTÉRIEUR du virage voulu : c'est le lacet inverse, qu'il faut contrer au palonnier.

Plus de puissance (surtout hélice tractive) souffle un flux d'air accéléré directement sur une partie de l'aile et parfois de l'empennage, augmentant localement la portance disponible à incidence égale — l'avion peut donc décrocher à une vitesse indiquée un peu plus basse, moteur "dans le manche".

C'est encore la traînée, vue sous l'angle « ce qui freine l'avion » plutôt que « composante de la résultante » (question 1) : dans les deux formulations, elle reste toujours dans l'axe exact de la trajectoire suivie.

La finesse max est, par définition, le régime où l'avion parcourt le plus de distance horizontale pour chaque mètre de hauteur perdue (question 2) : c'est donc mathématiquement la vitesse qui maximise la distance franchissable en cas de panne.

En virage, seule la composante VERTICALE de la portance équilibre le poids (question 49) ; la portance TOTALE, elle, doit être plus grande que le poids pour que cette composante verticale reste suffisante malgré l'inclinaison.

n = 1/cos(30°) = 1/0,866 ≈ 1,15. C'est l'inclinaison typique d'un virage de navigation standard : le surcroît de charge reste négligeable.

C'est le cas de référence : portance = poids exactement, donc n = Rz/P = 1. Toutes les autres situations (virage, ressource, montée, descente) s'écartent de cette valeur de base.

Laminaire : l'air glisse en couches bien ordonnées, sans se mélanger. Turbulent : l'air se mélange en tourbillons chaotiques. Les deux régimes coexistent souvent sur une même aile (laminaire près du bord d'attaque, turbulent plus loin) et cette transition influence directement la traînée de frottement.

L'hélice fonctionne comme une aile tournante : sa traction dépend elle aussi de la masse volumique de l'air qu'elle brasse (même logique que la portance, question 8/72). Air moins dense (chaud, en altitude) = hélice moins efficace = traction réduite — d'où les performances de décollage dégradées par temps chaud et en altitude.

C'est LE piège classique du programme : on peut décrocher à n'importe quelle vitesse (même très élevée, en tirant fort en virage ou en ressource) si l'incidence dépasse l'angle critique. Ce n'est jamais la vitesse en tant que telle qui cause le décrochage.

Une aile plus cambrée (plus bombée sur l'extrados) accélère davantage l'air qui passe dessus, créant une dépression plus forte à incidence égale : plus de courbure = plus de Cz, à vitesse et incidence identiques par ailleurs.

En montée équilibrée, traction = traînée + composante du poids parallèle (question 162). Si la traction excède cette somme, il reste une force nette vers l'avant : par la loi de Newton, l'avion accélère (au lieu de rester à vitesse stabilisée).

Voler en dérapage (bille pas centrée) présente une partie du fuselage "de travers" au vent relatif : ça crée de la traînée parasite supplémentaire, et l'aile effectivement "vue" par le vent perd un peu d'efficacité aérodynamique — d'où une portance légèrement réduite pour la même incidence affichée.

C'est la même différence de pression qui crée la portance (extrados en dépression, intrados en surpression) qui, en "débordant" en bout d'aile, engendre les tourbillons marginaux — et donc la traînée induite. Portance et traînée induite sont les deux faces d'un même phénomène physique.

Moins d'air dense (ρ plus faible) veut dire moins de portance pour une même vitesse indiquée... mais l'anémomètre compense déjà en partie ce phénomène (question 156). Pris en vitesse VRAIE cependant, il faut voler objectivement plus vite pour produire la portance nécessaire quand l'air est moins dense.

L'incidence est l'écart entre l'axe de l'avion (l'assiette θ) et la trajectoire suivie (la pente γ) : α = θ − γ. Une pente de 6% correspond à environ −3,4° (descente). Après le cabré de 2°, la nouvelle assiette est −3+2 = −1°. Incidence = −1 − (−3,4) ≈ 2,4 à 2,6° selon l'approximation utilisée pour convertir le pourcentage en degrés — l'important est le mécanisme : l'incidence se lit toujours comme l'écart entre où pointe le nez et où va réellement l'avion.

L'inverse exact de la question 144/212 : moins d'incidence (dans le domaine normal, avant le décrochage) fait chuter à la fois le Cz (moins de portance) et le Cx (moins de traînée) — regarde la partie gauche de la courbe, avant le pic de décrochage.

Un profil épais dévie davantage l'écoulement et génère plus de frottement/turbulence sur sa surface : à forme générale et incidence égales, un profil plus fin traîne moins — c'est pour ça que les avions rapides ont des profils très minces.

L'aile principale dévie l'air vers le bas en le traversant (c'est même une des façons d'expliquer la portance : par réaction). Cet air dévié arrive donc sur l'empennage horizontal, situé juste derrière et en dessous du sillage, avec une incidence locale réduite par rapport à celle de l'aile — sauf si l'empennage est placé plus haut, hors de ce sillage (configurations en T ou en V).

Question de lecture sur annexe : c'est la borne haute de l'arc vert / début de l'arc jaune sur l'anémomètre représenté, correspondant à la Vno (vitesse structurale de croisière, utilisable seulement par air calme).

Cohérent avec la finesse max ≈ 10 (question 32) : puisque finesse = Cz/Cx, un rapport de 10 signifie justement que le Cz utilisé à ce régime est environ dix fois plus grand que le Cx correspondant.

Deux familles : les becs (au bord d'attaque, retardent le décrochage en réénergisant l'écoulement) et les volets (au bord de fuite, augmentent la courbure du profil) — les deux augmentent le Cz max disponible, chacun par un mécanisme différent.

Les tourbillons marginaux n'existent que tant que l'aile porte réellement (question 143) : ils apparaissent dès que l'avion quitte le sol (rotation) et cessent uniquement au moment où il n'y a plus de portance à produire, au posé complet.

Les hypersustentateurs augmentent Cz max ET Cx (c'est le compromis, question 183) — mais ils raccourcissent la distance de décollage (pas l'augmentent) et dégradent en général la pente de montée et la finesse une fois sortis, à cause de la traînée en plus.

Juste avant l'incidence critique, le Cz est à son maximum : la dépression sur l'extrados est à son pic, juste avant que l'écoulement ne décolle et que tout s'effondre brutalement.

Un virage engagé (piqué en spirale non maîtrisé) s'auto-aggrave : l'assiette à piquer fait accélérer, la vitesse qui augmente accroît le facteur de charge et l'inclinaison, ce qui accentue encore le piqué — d'où un taux de chute et une vitesse qui grimpent tous les deux en même temps, contrairement à la vrille (question 77) où la vitesse reste basse.

Un CG très reculé rend l'avion instable et facilement cabreur (question 70) : il est plus facile d'atteindre et de dépasser l'incidence critique, et la stabilité réduite en fait un candidat plus probable au décrochage dissymétrique et donc à la vrille.

Un capteur (souvent une languette sensible au point de dépression maximale sur l'extrados) déclenche une alarme sonore quelques nœuds avant le décrochage réel, laissant au pilote le temps de réagir avant que la portance ne s'effondre.

Le vrai danger du décrochage n'est pas le décrochage lui-même (récupérable en altitude) mais la chute d'altitude qu'il provoque avant la récupération — fatale si elle survient trop près du sol, par exemple en finale d'approche.

Les tourbillons marginaux, une fois formés, ont naturellement tendance à descendre (environ 300 m/min au départ) et à s'écarter progressivement l'un de l'autre en s'éloignant de l'avion — d'où les règles de séparation qui tiennent compte à la fois du temps et de la position relative des trajectoires.

Plus l'aile est proche du sol (voilure basse) et plus la surface est réfléchissante/dure (piste en dur plutôt qu'herbe meuble qui absorbe l'écoulement), plus l'écrasement des tourbillons marginaux — donc l'effet de sol — est marqué.

Vs augmente avec √n quelle que soit la manœuvre à l'origine de ce facteur de charge (virage, ressource, turbulence...) : la relation est universelle, elle ne dépend pas de la cause du n élevé.

70 × 1,4 = 98 ≈ 100 kt (arrondi). Encore une application du facteur ×1,4 à 60° (question 15).

À bien distinguer de l'assiette (question 124, qui se mesure par rapport à l'horizontale) : l'incidence se mesure entre la corde du profil (une ligne géométrique du profil) et le vent relatif/la trajectoire réelle — pas par rapport à l'horizon.

C'est un pourcentage : épaisseur maximale du profil divisée par la longueur de sa corde. Un profil "épais" (grand rapport) porte davantage à basse vitesse mais traîne plus ; un profil "mince" (petit rapport) traîne moins mais porte moins à basse vitesse — d'où le choix du profil selon l'usage de l'avion (question 238).

Même principe que la question 47 : on prend la moitié de la traversée (le point le plus pénalisant en cas de panne) = 6 NM = 36 000 ft (1 NM ≈ 6 000 ft). Hauteur = distance/finesse = 36 000/10 = 3 600 ft.

Le "0" indique la configuration la plus sortie possible (volets/becs sortis, train sorti) — c'est la vitesse de décrochage la plus basse de tout le domaine de vol de l'avion, utilisée comme référence pour le début de l'arc blanc de l'anémomètre.

Comme toutes les vitesses de référence citées dans un manuel de vol (Vs, Vx, Vy, Vno, Vne...), Va est exprimée en vitesse INDIQUÉE (lue directement à l'anémomètre), pas en vitesse vraie — c'est ce qui la rend directement utilisable en vol sans calcul.

En virage, le pilote et la structure "ressentent" non pas le poids réel mais la somme vectorielle du poids (vertical) et de la force centrifuge (horizontale, vers l'extérieur du virage) : cette résultante, plus grande et inclinée, est le poids apparent — directement liée au facteur de charge (poids apparent = n × poids réel).

La traînée induite dépend de l'incidence (question 144) : à basse vitesse, il faut plus d'incidence pour maintenir la portance (question 22), donc plus de tourbillons marginaux — c'est l'inverse exact de la traînée parasite, qui augmente elle avec la vitesse. Sur le graphique, c'est la courbe rouge qui descend de gauche (basse vitesse) à droite (haute vitesse) — exactement l'inverse de la courbe orange (parasite).