Gouvernes & pilotage

Principe général : chaque gouverne braquée change localement l'incidence d'une petite surface. Ce changement d'incidence locale change localement la portance de cette surface, ce qui crée un couple qui fait pivoter tout l'avion autour de l'axe correspondant.

La variation de l'assiette longitudinale (le nez qui monte ou descend par rapport à l'horizon) s'effectue autour de l'axe de tangage. Une action sur la commande de tangage (le manche, poussé/tiré) modifie directement l'angle d'incidence sur la gouverne de profondeur — c'est ce changement local qui fait pivoter tout l'avion.

Lorsque la vitesse augmente, l'efficacité des gouvernes augmente — plus d'air passe dessus, donc plus de force générée pour un même braquage (même logique que la formule de portance : le V² compte aussi sur les gouvernes).

Lorsque la vitesse diminue, l'efficacité des gouvernes diminue — à basse vitesse, il faut braquer davantage pour le même effet, et près du décrochage les gouvernes deviennent "molles".

Quand on manœuvre la commande de roulis (le manche à gauche ou à droite), sur la demi-aile où l'aileron est baissé (le côté qui monte) : la portance augmente ET la traînée augmente aussi — l'aileron baissé, c'est comme un mini-volet local qui ajoute de la courbure, donc du Cz, mais aussi du Cx.

Le lacet inverse subi lors d'une mise en virage est causé par le braquage des ailerons, et s'oppose à la mise en virage. Mécanisme : l'aile qui monte (aileron baissé) a plus de traînée que l'aile qui descend (aileron levé) — cette dissymétrie de traînée entre les deux ailes fait légèrement pivoter le nez de l'avion dans le sens inverse du virage voulu, d'où "lacet inverse".

L'action qui produit le plus de lacet inverse est la mise en virage elle-même — c'est le moment où on braque le plus fortement les ailerons, donc où l'asymétrie de traînée entre les deux ailes est la plus marquée. C'est pour cette raison que le pilote doit associer un peu de palonnier du côté du virage lors de la mise en virage, pour compenser ce lacet parasite.

Une fois le virage établi et stabilisé, l'avion a naturellement tendance à continuer de s'incliner davantage tout seul — c'est le roulis induit. Il vient d'une différence de vitesse relative entre les deux ailes en virage : l'aile extérieure parcourt un cercle plus grand, donc va plus vite ; l'aile intérieure parcourt un cercle plus petit, donc va moins vite. Plus de vitesse = plus de portance côté extérieur, ce qui accentue l'inclinaison.

En virage stabilisé, l'action vers l'extérieur sur la commande de roulis (une légère contre-inclinaison des ailerons) vient donc de la nécessité de contrer le roulis induit, pour garder une inclinaison constante plutôt que de la laisser s'accentuer toute seule.

Le compensateur est une petite gouverne réglable qui permet au pilote de ne plus avoir à tenir d'effort constant sur le manche. On le règle à cabrer si l'avion a tendance à prendre une assiette à piquer — le compensateur "pousse" dans le sens inverse de la tendance naturelle de l'avion, pour l'annuler.

Exemple : en croisière, vous compensez parfaitement l'avion en profondeur, puis vous ajoutez de la puissance pour voler plus vite. Une fois la nouvelle vitesse stabilisée, il faut régler de nouveau le compensateur — sinon on doit exercer un effort à piquer permanent sur le manche, car la nouvelle vitesse plus élevée a changé l'équilibre aérodynamique.

Un vol dissymétrique (avion qui glisse un peu de travers dans l'air au lieu d'avancer bien droit dans son axe) se détecte à l'aide de la bille — une petite bille dans un tube courbé du tableau de bord, comme un niveau à bulle : elle indique si le vol est symétrique ou non.

Lorsque l'aéronef est en vol dérapé (dissymétrie), la bille se positionne du côté d'où vient le vent relatif — le vent qui frappe l'avion de travers pousse la bille de ce côté, comme une bille qui roule dans le sens de la force qui s'exerce.

Règle du pied : si vous êtes en palier rectiligne et que la bille est à gauche, pour rétablir la symétrie du vol, vous poussez le palonnier à gauche — "pied du côté de la bille" pour la recentrer.

Attention à ne pas confondre dérive et dérapage : si vous volez en croisière avec une dérive de 10° vers la gauche (l'avion "crabe" un peu à cause du vent de travers, mais avance bien dans l'axe de sa trajectoire réelle), le vol reste symétrique — la bille reste centrée. La dérive due au vent n'affecte pas la bille ; seul un mauvais pilotage aux pieds (dérapage/glissade) la décentre.

En vol stabilisé non symétrique (en dérapage) : la traînée augmente ET la portance diminue. L'avion "de travers" dans le vent présente plus de surface frontale effective à l'écoulement (plus de traînée), et l'aile ne travaille plus dans son axe optimal (un peu moins de portance efficace). C'est une des raisons pour lesquelles un vol dérapé prolongé, à forte incidence, est dangereux — voir la page La vrille pour le risque combiné dérapage + forte incidence.