Stabilité

La stabilité, c'est la tendance naturelle de l'avion à revenir tout seul à sa position d'équilibre après une perturbation (rafale, turbulence), sans que le pilote touche à rien. Un avion "stable" corrige lui-même les petits écarts.

C'est différent de la maniabilité — la facilité à changer volontairement d'attitude quand le pilote agit sur les commandes. Les deux sont souvent en tension : un avion très stable résiste aussi un peu aux ordres du pilote (moins maniable), et un avion très maniable corrige moins bien tout seul ses écarts (moins stable). Le réglage entre les deux dépend notamment de la position du centre de gravité — détaillée sur la page Centrage.

En vol en palier, dans un avion stable, une petite rafale de bas en haut produit une légère augmentation d'incidence. Mais un léger moment piqueur — généré automatiquement par la géométrie de l'avion, notamment l'empennage horizontal — ramène l'avion à l'assiette initiale, sans action du pilote. C'est l'exemple parfait de la stabilité longitudinale en action.

À l'inverse : lorsqu'à assiette constante (le pilote ne bouge pas le manche) vous abordez une rafale descendante, l'incidence diminue. Rappel : incidence = assiette − pente ; si la trajectoire s'infléchit vers le bas (pente plus négative) sans que l'assiette bouge, l'incidence baisse mécaniquement (détail assiette/pente/incidence sur la page Montée, descente, vol plané).

Sur tous les avions, on peut modifier la stabilité longitudinale en agissant sur la position du centre de gravité (CG). Un CG plus avant rend l'avion plus stable en tangage (mais moins maniable) ; un CG plus arrière le rend moins stable (mais plus maniable). Le détail des limites de centrage et des risques associés est développé sur la page Centrage.

Hormis les configurations particulières en "T" ou en "V", l'incidence de l'empennage horizontal par rapport à l'incidence de l'aile principale est moins grande, du fait de la déflexion. L'air qui passe sur l'aile principale est légèrement dévié vers le bas (le "downwash", conséquence directe de la portance elle-même — page La portance) avant d'arriver sur l'empennage horizontal, situé plus en arrière. L'empennage "voit" donc un vent relatif légèrement incliné vers le bas par rapport à celui de l'aile, ce qui réduit son incidence effective.

La stabilité de route (autour de l'axe de lacet, assurée principalement par l'empennage vertical — la dérive) est la tendance naturelle de l'avion à conserver la symétrie du vol (le nez qui reste aligné avec la direction du déplacement, sans dérapage).

Un aéronef doté d'une très grande stabilité de route, lors d'une rafale qui le dévie de sa trajectoire (le fait déraper), revient face au vent relatif sans intervention du pilote — la dérive agit comme une girouette qui remet le nez dans l'axe du vent. Reformulation équivalente : un aéronef qui a de la stabilité de route, soumis à une perturbation le mettant en position d'attaque oblique (dérapage), revient en position de vol symétrique sans intervention du pilote.

La stabilité spirale (ou stabilité en roulis), c'est la tendance de l'avion à se redresser tout seul quand il s'incline. Deux facteurs l'améliorent : la position basse du centre de gravité (un CG bas agit comme un pendule qui tend à redresser naturellement l'avion), et l'angle dièdre (les ailes remontent légèrement vers le bout, en V peu marqué). Quand l'avion s'incline d'un côté, l'aile basse présente un peu plus de surface "vue" par le vent relatif latéral, ce qui génère un peu plus de portance de ce côté et tend à redresser l'avion.

Sur un aéronef volant dans une atmosphère turbulente, les effets des rafales de vent sont d'autant plus importants que la vitesse de l'aéronef est élevée. Plus on va vite, plus une même rafale change brutalement l'incidence effective, et donc génère un facteur de charge important. C'est précisément pour cette raison qu'il existe une vitesse de manœuvre Va, qui protège la structure en air turbulent (page Vitesses caractéristiques).