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Instruments Aérodynamiques
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Ils utilisent les propriétés liées à la pression de l'air environnant. Une sonde, appelée tube de Pitot, disposée sur l'avant du fuselage ou de la voilure permet de capter la pression totale à un endroit où la pression créée par l'écoulement de l'air autour de l'avion, vent relatif, et la pression atmosphérique régnante s'additionnent. Des prises d'air disposées sur le côté du fuselage de l'aéronef permettent de mesurer la pression atmosphérique pure, pression statique, à un endroit où le déplacement de l'air n'a aucun effet.
La vitesse de l'avion par rapport au vent peut alors être déduite de la différence entre pression totale et pression statique. Cette différence représente la pression dynamique, proportionnelle à la vitesse de l'avion par rapport à l'air. Le système installé sur les aéronefs est désigné par le terme anémobarométrique.
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L’Altimètre
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Rôle : Evaluer et indiquer l’altitude au-dessus d’un niveau de référence, en d’autres termes, un altimètre est un appareil permettant de mesurer l'altitude, en se basant sur le fait que la pression atmosphérique diminue d'environ 0,12 mBar par mètre d’altitude.
Si on considère deux points A et B, leur différence d’altitude H est reliée à la différence de P selon :
PA - PB = - (HA – HB).ρ.g
Où ρ est la masse volumique de l'air, et g la constante de gravitation. À condition de connaître la pression et l'altitude d'un point de référence, on peut déterminer l'altitude où l'on se trouve en mesurant la pression.
Principe : Pour évaluer l'altitude, l'altimètre se base sur une variation de pression et calcule la variation d'altitude correspondante.
Un altimètre est en fait un baromètre mesurant la pression atmosphérique et la traduit en valeurs altimétriques par un cadran gradué en Pieds (ft) ou en mètres (m).
On considère, en atmosphère standard, que 1 hectoPascal (hPa) correspond à 28ft.
La pression atmosphérique change constamment. Il faut donc recaler l'altimètre pour avoir une information correcte.
Caler l’altimètre consiste a afficher, dans la fenêtre de l’instrument, la pression de référence choisie. Et à chaque calage altimétriques correspond à une altitude de référence. Il compte ainsi différents calages altimétriques :
Ø QNH : Le "0" de l'altimètre correspond au niveau de la mer. Elle traduit alors la pression rapportée au niveau de la mer.
Ø QFE : Indique une hauteur par rapport à un point de référence. Elle traduit alors la pression mesurée rapportée au niveau du sol.
Ø QNE : On le nomme aussi calage au FL pour Flight Level, en français Niveau de Vol. Le "0" de l'altimètre correspond à l'altitude où l'on rencontre la pression atmosphérique standard (1013,25 hPa).
Le QNE est très utilisé la délimitation de zones aériennes fixes, telles que les TMA, CTR, et autres zones d'approches ou d'interdictions de survol.
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L’Anémomètre
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Rôle : Indiquer la vitesse de vent relatif, c'est-à-dire la vitesse de déplacement de l’avion par apport à la masse d’air.
Principe : Le dispositif utilisé est un instrument appelé Anémomètre ou Badin en France associé au tube de Pitot.
Etalonné en fonction de la loi de Bernoulli, il détermine la pression dynamique (Pd) qui est égale à la différence entre la pression totale (Pt) et la pression statique (Ps):
Pd = Pt - Ps
Cette pression dynamique est fonction de la vitesse de l'avion par rapport à l'air, et permet d'afficher une information de vitesse air sur le badin.
Elle est généralement mesurée en nœuds, mais elle peut être donnée en kilomètres par heure. On retiendra que 1 nœud est égale a 1, 852 Km/h
L'anémomètre donne la vitesse indiquée (Vi). Cette vitesse correspond à la vitesse propre (Vp) ou vitesse vraie à la pression de 1 013,25 hPa et à la température de 15 °C.
Les arcs de couleur indiquent les zones de vitesses maximales :
Ø L'arc blanc délimite la zone où l'on peut utiliser les équipements augmentant la traînée. C’est la plage d’utilisation des volets.
Ø L'arc vert indique les conditions normales de vol de l'avion : braquage des commandes à fond sans risque de détérioration.
Ø L'arc jaune les vitesses interdites en air turbulent.
Ø Enfin, l’arc rouge indique la vitesse limite, c'est-à-dire la vitesse a ne jamais dépassé.
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Le Variomètre
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Rôle : Evalue les vitesses Verticales (Vz) de montée ou de descente par rapport au sol, c'est-à-dire de connaître le sens et la vitesse de variation de l'altitude.
Principe : Cet instrument utilise les variations de pression statique pour indiquer des variations d'altitude, c'est-à-dire des vitesses verticales. De l'air à la pression statique extérieure est stocké dans une bouteille appelée capacité se mettant à pression.
La précision du variomètre est de l’ordre de 10%. La pression dans la capacité est donc en retard lors des variations de vitesses verticales. Ce retard s’appelle hystérésis.
Au moment de la mesure, l'instrument fait la différence entre la pression extérieure et la pression de la capacité.
