Un avion monomoteur à hélice part d'un côté au décollage

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Lors du décollage d'un avion monomoteur à hélice, celui-ci ne part pas droit ! En effet, il aura tendance à virer brutalement à gauche (l'hélice tournant vers la droite) à cause de l'accélération. Le pilote doit alors compenser grâce aux palonniers. Le même effet peut également se produire en vol, même si les avions modernes ont des technologies permettant de limiter cet effet.

Il s'agit en fait d'une application de la loi de Newton selon laquelle à toute force existe une force opposée de même ampleur. Cela s'appelle en aéronautique le couple de renversement, dépendant du couple gyroscopique étant lui-même en corrélation avec le souffle hélicoïdale.


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a écrit : Oui, et juste pour faire le lien avec la deuxième loi de Newton (somme des forces extérieures = masse * accélération) que tout le monde connaît sans doute et la conservation de la quantité de mouvement (masse*vitesse) : la dérivée de la quantité de mouvement donne
d(mv)/dt = v dm/dt + m dv/dt
En général, l
a variation de masse est négligeable donc dm/dt = 0. Donc la dérivée (disons la variation) de quantité de mouvement d(mv)/dt = m dv/dt = m a = somme des forces extérieures. Comme vous le dites, lorsqu'il n'y a pas de forces extérieures, d(mv)/dt = 0 c'est-à-dire que la quantité de mouvement est conservée. Afficher tout
Il faut beaucoup de courage pour tenter de rectifier toutes les erreurs précédentes; ça part tellement dans les décors que je n'ai même pas essayé. Et puis je ne sais pas comment on enseigne les sciences et les maths en France, ni même si on les enseigne.
Bon, avec un commentaire comme ça, il faudra
Se Cacher Misérablement Banni...

Pour faire simple, en avion monomoteur. Lorsque vous avancer c'est le flux d'air qui vient au bord sur fuselage pour arriver en dessous des ailes pour créer une dépression/ surpression. Or, dans un décollage, il y a aussi le souffle de l'hélice qui vient accompagner ce flux d'air. Ce flux étant disproportioné, l'avion tourne donc vers la gauche. D'ou le fait d'utiliser l'emmpenage droit pour compenser.
Source: Aeroclub et j'ai déjà fait l'erreur de ne pas compenser avec les palonniers.

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Pour les motards qui le savent aussi,
L'effet existe sur les anciennes BMW flat twin.
Le couple de renversement avait tendance à faire relever la moto (ou la coucher)
en sortie de virage à la ré-accélération.
Assez dangereux ...

C'est aussi pour contrer cet effet que l'axe du moteur est légèrement décalé de l'axe de l'avion, non ? ( pour les monomoteurs tout au moins).

Pour les motos, je confirme, ça pourrait presque faire l'objet d'une anecdote.
Pour tourner a droite, on appuie avec la main droite pour faire tourner la roue avant vers la gauche. Ça fait basculer la moto vers la droite et elle tourne vers la droite. Et pas besoin d'être à 130 km/h dès 40 ou 50 on ne peut plus faire autrement.
Mais en fait, même en vélo on peut le faire.

C'est ce qu'on appelle le "lacet inverse".

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a écrit : C'est ce qu'on appelle le "lacet inverse". Pour moi le "lacet inverse" est du à la différence de portance mais aussi de traînée des ailes lors d'un virage. Pour tourner à droite l'aileron de droite est relevé et sa portance devient plus faible que l’aileron de gauche que l'on abaisse. Cela se traduit par un couple et une rotation de lacet en sens inverse du virage.

a écrit : C'est aussi pour contrer cet effet que l'axe du moteur est légèrement décalé de l'axe de l'avion, non ? ( pour les monomoteurs tout au moins). En fait c'est un décalage angulaire et 1 à 2 degrés à droite peuvent suffire. Dans le même genre on peut être amené à régler un angle vers le bas, dit piqueur, pour éviter que l'avion se cabre avec la traction.

Même chose pour les hélicos, d'où la petite hélice pour compenser le couple de la grande.

L'article source est très bien fait, en revanche, à mon avis, il y a des nombreuses incompréhensions dans l'anecdote.
Tout d’abord, les 3 effets cités sont totalement distincts les uns des autres :
- Le couple de renversement correspond à l’effet que n’importe quel bricoleur a pu constater avec une perceuse. Si le forêt tourne à droite, le poignet du bricoleur aura tendance lui à partir vers la gauche. De la même façon, un avion aura tendance à tourner vers la gauche autour de son axe longitudinal (passant l’axe de rotation de l’hélice). C’est cet effet qui oblige les hélicoptères à avoir un rotor de queue afin de ne ressembler à une essoreuse à salade.
- Le souffle hélicoidal correspond à l’effet de l’air tournant autour de l’appareil : l’hélice fait tourner avec elle l’air autour de l’avion. Comme l’avion avance, cet air décrit une hélice (ou une spirale qui entoure l’avion) autour de l’avion et vient frapper la gouverne de direction de gauche vers la droite. La queue de l’appareil partant vers la droite, le nez part à gauche. Il faut donc mettre du "pied" à droite pour compenser.
- Le couple gyroscopique est un peu plus compliqué. Disons qu’une force apparaît lors de l’accélération ou la décélération de l’objet tournant et lorsqu’on fait tourner l’axe de rotation (par exemple lorsqu’on tourne la roue d’un vélo).
Pour plus de détails, je vous renvoie vers l’artiche qui décrit parfaitement chaque effet.
La mise en puissance est en général progressive (on apprend à l’école à compter jusqu’à 4 afin de ne pas endommager le moteur avec des montées anormales de température). On ne constate donc normalement pas d’effet gyroscopique à ce moment. Avec des avions très motorisés (pendant la guerre, on a connu des avions à train classique - très sensibles – avec près de 2000ch sous le capot), une mise en puissance trop rapide et c’est le cheval de bois ou la mise en pylône assurée.
Le moteur à pleine puissance, l’avion commence à avancer. Le vent relatif (celui généré par le déplacement de l’avion dans l’air) est encore faible. En revanche, le souffre hélicoidal est très fort (le moteur est à plein régime). Cet effort au fur à mesure que la vitesse de l'avion augmente et que le vent relatif aligne l’avion sur sa trajectoire.
A noter qu’à cette force doit s’ajouter celle du vent potentiellement de travers. Aussi décoller sans mettre de pied ou avec du pied à gauche est parfaitement courant (vent de travers droit).
Lors de la rotation, les effets énoncés s’appliquent (couple de renversement, souffle hélicoidal, mais aussi couple gyroscopique à cause de la rotation de l'axe de rotation vers le haut induisant une rotation à droite) sans oublier que l’avion change de milieu (passage du sol à une masse d’air potentiellement en mouvement - s’il y a du vent, s’il y a des effets de sol dû à la chaleur…). Ce n’est plus l’heure de savoir qui fait quoi. Le pilote corrige. Bien malin qui peut identifier le couple gyroscopique ou autre.
En montée, le souffle hélicoidal fait encore parler de lui. Il est en effet toujours présent avec un moteur à plein régime et une vitesse d’évolution relativement faible. Donc en montée, encore du "pied à droite". Au variomètre (indiquant la vitesse de montée) on voit très nettement l’importance d’avoir un avion parfaitement aligné sur sa trajectoire.
Et en croisière ? Un avion correctement équilibré n’a pas besoin d’être compensé au pied. Pourtant le souffle hélicoidale est bien là (ou alors le moteur est arrêté et le pilote a bien d'autres problèmes en tête). Sur les petits avions, à l’arrière une petite plaque (disons grande comme la main) tordue vers la gauche est fixée à la gouverne de direction pour la pousser à droite (poussant la queue à gauche, donc le nez à droite). Sur les appareils plus important, une molette permet de compenser le lacet (rotation autour de l’axe vertical).

a écrit : Je suis d'accord pour le couple de renversement mais l'effet gyroscopique se ressent (faiblement certes) sur un avion de club, je l'ai expérimenté avec un instructeur sur dr400. Pour la manoeuvre en moto je m'abstiendrai de l'expliquer ...


Debuss, Pour l'explication de
l'effet gyroscopique, je pense que tu trouvera des biens meilleures explications que les miennes sur internet. Sinon démontes une avant roue de velo, tiens l'axe horizontalement et demande à quelqu'un de la faire tourner vite. Ensuite essaye de changer la direction de l'axe horizontalement et tu verra la roue pencher verticalement! Fais le c'est génial et tu sens vraiment l'effet, ou si tu fais de la moto renseignes toi sur les manoeuvres d'évitement ... Afficher tout
Petit pb, qu'est ce que désigne "accélération". Celle de l'hélice ou celle de l'appareil ?
S'il s'agit de l'accélération de l'appareil sur la piste, il ne peut pas être question d'effet gyroscopique puisque le déplacement est dans l'axe de l'hélice (ou alors tu utilises ton avion d'un manière bien bizarre ;o)).
Si on parle de l'accélération de l'hélice à la mise en puissance, je te confirme que le moteur de ton CR400 est trop faible pour que tu ressentes cet effet. Tu l'aurais avec un avion bcp plus puissant (par exemple des avions de guerre avec 2000ch). Note qu'une accélération devrait faire tourner ton avion à gauche.
Si ton instructeur était tout rouge en disant "du pied", c'est à cause du souffle hélicoïdal.
Tu peux expérimenter le couple gyroscopique lors des phases de vol lent en 2nd régime (mais alors loin du sol). Vitesse de rotation élevée, faible vent relatif qui permet d'aligner ton avion sur sa trajectoire. Tu verras ce qui arrive si tu modifies la puissance rapidement, si tu donnes des coups de palonniers (mélanger au roulis induit à cause de l'effet dièdre), etc...

c'est a cause du couple du moteur non??

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a écrit : Si la deuxième partie évoque la troisième loi de Newton elle n'est pas tout a fait correcte et inutile dans ce contexte. En revanche le pilote doit bien fournir un effort important sur le palonnier (souvent droit) pour compenser ce couple dut a l'effet gyroscopique l'hélice et garder l'axe de la piste. Cet effet est important au décollage car on décolle plein gaz mais l'effet gyroscopique se ressent aussi lors d'accélérations brutales ou de virages aux grands angles.

Et - corrigez-moi si je me trompe - mais l'avion vire à gauche a cause de la vitesse de rotation de l'hélice et du changement d'assiette mais pas a cause de l'accélération.
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Non, l'effet n'est pas dû au couple gyroscopique. Le déplacement de l'avion étant dans l'axe de rotation, il n'y a aucun effet. L'effet gyroscopique (lors de l'accélération de la rotation ou du déplacement de l'axe) est la conséquence d'une accélération. A vitesse de rotation constante et sans chercher à incliner l'objet en rotation perpendiculairement à son axe, il n'y a aucun effet.
L'effet est dû au souffle hélicoïdal, d'ailleurs on relâche la pression sur le pied droit puisque le vent relatif augmentant, il contribue à maintenir l'avion sur sa trajectoire.
Lors d'accélération brutale, l'effet gyroscopique a bien lieu mais il est infime par rapport à l'augmentation de portance (donc au couple cabreur produit) et à l'augmentation de souffle hélicoïdal.
D'ailleurs en montée (vitesse et trajectoire constante), le pilote continue de mettre du pied à droite pour maintenir son avion dans l'axe alors que la trajectoire est inchangée. Il faut donc rechercher une force propre à la puissance délivrée par le moteur et non une force dû à une changement de configuration (accélération du moteur ou rotation sur un axe) de l'avion.

a écrit : Pour moi le "lacet inverse" est du à la différence de portance mais aussi de traînée des ailes lors d'un virage. Pour tourner à droite l'aileron de droite est relevé et sa portance devient plus faible que l’aileron de gauche que l'on abaisse. Cela se traduit par un couple et une rotation de lacet en sens inverse du virage. Afficher tout Pour compléter l'explication :
Pour tourner à droite, on lève en effet l'aileron droit et on abaisse l'aileron gauche.
On réduit donc la dépression au niveau de l'aile de droite (le chemin parcouru par les filets d'air au dessus devient plus court) et on augmente la dépression au niveau de l'aile de gauche.
L'aile de gauche se lève et l'aile de droite s'abaisse immédiatement. Une partie de la force de sustentation conserve donc une (large) partie de composante verticale mais aussi une petite partie horizontale qui permet de faire tourner l'avion.
Malheureusement, la portance vient avec la trainée. Qui dit + de portance, dit + de trainée. L'aile gauche se retrouve à traîner derrière alors que l'aile de droite avance beaucoup mieux. L'avion se retrouve à partir en crabe en mettant le nez à l'extérieur du virage. Voici notre "lacet inverse".
Inutile d'avoir fait de grandes études en aéronautique pour comprendre qu'un fuselage en travers, çà file beaucoup moins bien dans l'air. Il est donc important de "coordonner" le virage en remettant notre avion dans le droit chemin. Pour cela, le pilote dispose d'une "bille" et de son palonnier.
La bille a le même effet que votre paire de lunette laissée sur votre tableau de bord. Un virage un peu sec et elle part à l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge.
Avec notre avion en travers, la bille part à droite (c'est bien là que l'avion va ainsi que son contenu). On dit "le pied chasse la bille". En appuyant sur le palonnier droit, le pilote remet l'avion dans l'axe et recentre du même coup la bille.
S'il met trop de pied, la bille pointe vers l'extérieur du virage. Tout est question de dosage.
Si le pilote insiste vraiment en appuyant beaucoup, il risque d'empêcher avec le fuselage l'aile d'aller sur l'aile intérieure. On dit qu'il la "masque". Il y a un risque que l'aile décroche. C'est alors ce qu'on appelle une vrille...
Dans la pratique, quand on tourne le manche à droite, on met du pied à droite et inversement. Le dosage est une question d'habitude qu'on affine avec la bille.

a écrit : Pour bien comprendre il suffit de penser aux hélicoptères qui sans la petite hélice de derrière (ou quand elle lâche) tournerait sur lui même. Sauf pour ceux ayant deux hélices qui tournent en sens inverses. Sans te contredire un hélicoptère n a pas d hélice mais un rotor,en général un rotor principal et un rotor anticouple ( rotor de queue).
Comme tu le précise, certaine machine n ont pas de rotor anticouple pour contrer l effet de couple du rotor principal. Le chinook ou le Kamov en sont des exemples.

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a écrit : L'article source est très bien fait, en revanche, à mon avis, il y a des nombreuses incompréhensions dans l'anecdote.
Tout d’abord, les 3 effets cités sont totalement distincts les uns des autres :
- Le couple de renversement correspond à l’effet que n’importe quel bricoleur a pu constater avec un
e perceuse. Si le forêt tourne à droite, le poignet du bricoleur aura tendance lui à partir vers la gauche. De la même façon, un avion aura tendance à tourner vers la gauche autour de son axe longitudinal (passant l’axe de rotation de l’hélice). C’est cet effet qui oblige les hélicoptères à avoir un rotor de queue afin de ne ressembler à une essoreuse à salade.
- Le souffle hélicoidal correspond à l’effet de l’air tournant autour de l’appareil : l’hélice fait tourner avec elle l’air autour de l’avion. Comme l’avion avance, cet air décrit une hélice (ou une spirale qui entoure l’avion) autour de l’avion et vient frapper la gouverne de direction de gauche vers la droite. La queue de l’appareil partant vers la droite, le nez part à gauche. Il faut donc mettre du "pied" à droite pour compenser.
- Le couple gyroscopique est un peu plus compliqué. Disons qu’une force apparaît lors de l’accélération ou la décélération de l’objet tournant et lorsqu’on fait tourner l’axe de rotation (par exemple lorsqu’on tourne la roue d’un vélo).
Pour plus de détails, je vous renvoie vers l’artiche qui décrit parfaitement chaque effet.
La mise en puissance est en général progressive (on apprend à l’école à compter jusqu’à 4 afin de ne pas endommager le moteur avec des montées anormales de température). On ne constate donc normalement pas d’effet gyroscopique à ce moment. Avec des avions très motorisés (pendant la guerre, on a connu des avions à train classique - très sensibles – avec près de 2000ch sous le capot), une mise en puissance trop rapide et c’est le cheval de bois ou la mise en pylône assurée.
Le moteur à pleine puissance, l’avion commence à avancer. Le vent relatif (celui généré par le déplacement de l’avion dans l’air) est encore faible. En revanche, le souffre hélicoidal est très fort (le moteur est à plein régime). Cet effort au fur à mesure que la vitesse de l'avion augmente et que le vent relatif aligne l’avion sur sa trajectoire.
A noter qu’à cette force doit s’ajouter celle du vent potentiellement de travers. Aussi décoller sans mettre de pied ou avec du pied à gauche est parfaitement courant (vent de travers droit).
Lors de la rotation, les effets énoncés s’appliquent (couple de renversement, souffle hélicoidal, mais aussi couple gyroscopique à cause de la rotation de l'axe de rotation vers le haut induisant une rotation à droite) sans oublier que l’avion change de milieu (passage du sol à une masse d’air potentiellement en mouvement - s’il y a du vent, s’il y a des effets de sol dû à la chaleur…). Ce n’est plus l’heure de savoir qui fait quoi. Le pilote corrige. Bien malin qui peut identifier le couple gyroscopique ou autre.
En montée, le souffle hélicoidal fait encore parler de lui. Il est en effet toujours présent avec un moteur à plein régime et une vitesse d’évolution relativement faible. Donc en montée, encore du "pied à droite". Au variomètre (indiquant la vitesse de montée) on voit très nettement l’importance d’avoir un avion parfaitement aligné sur sa trajectoire.
Et en croisière ? Un avion correctement équilibré n’a pas besoin d’être compensé au pied. Pourtant le souffle hélicoidale est bien là (ou alors le moteur est arrêté et le pilote a bien d'autres problèmes en tête). Sur les petits avions, à l’arrière une petite plaque (disons grande comme la main) tordue vers la gauche est fixée à la gouverne de direction pour la pousser à droite (poussant la queue à gauche, donc le nez à droite). Sur les appareils plus important, une molette permet de compenser le lacet (rotation autour de l’axe vertical).
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Tout vos commentaires me rappelle de bons souvenirs ; )
Tu parles bien a la fin de ton commentaire de compensateurs? Ces petites gouvernes sur les bords de fuite des gouvernes principales pour soulager les commandes

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a écrit : Tout vos commentaires me rappelle de bons souvenirs ; )
Tu parles bien a la fin de ton commentaire de compensateurs? Ces petites gouvernes sur les bords de fuite des gouvernes principales pour soulager les commandes
;o)
Oui pour le compensateur, mais attention. Le compensateur correspond en effet à cette petite gouverne sur le bord de fuite des gouvernes de profondeur (horizontales).
Le compensateur dont je parle est vertical sur la gouverne de direction puisque ce qui marche horizontalement marche évidemment verticalement. On rencontre ce compensateur sur la gouverne de direction principalement sur les bi-moteurs. Cela permet d'équilibrer son avion à différentes allures voire de compenser tant bien que mal son avion en cas de panne moteur (çà évite de passer 2 heures à pousser au palonnier).

a écrit : ;o)
Oui pour le compensateur, mais attention. Le compensateur correspond en effet à cette petite gouverne sur le bord de fuite des gouvernes de profondeur (horizontales).
Le compensateur dont je parle est vertical sur la gouverne de direction puisque ce qui marche horizontalement marche évidemment vertica
lement. On rencontre ce compensateur sur la gouverne de direction principalement sur les bi-moteurs. Cela permet d'équilibrer son avion à différentes allures voire de compenser tant bien que mal son avion en cas de panne moteur (çà évite de passer 2 heures à pousser au palonnier). Afficher tout
Tout ces comportements et effets de l air sur un aéronef sont très intéressant surtout quand on est passionné d aéro.
J ai lu récemment un livre sur la théorie technique de base de l hélicoptère, fascinant de savoir comment se comporte l'air sur les pales d un rotor...

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a écrit : Je suis d'accord pour le couple de renversement mais l'effet gyroscopique se ressent (faiblement certes) sur un avion de club, je l'ai expérimenté avec un instructeur sur dr400. Pour la manoeuvre en moto je m'abstiendrai de l'expliquer ...


Debuss, Pour l'explication de
l'effet gyroscopique, je pense que tu trouvera des biens meilleures explications que les miennes sur internet. Sinon démontes une avant roue de velo, tiens l'axe horizontalement et demande à quelqu'un de la faire tourner vite. Ensuite essaye de changer la direction de l'axe horizontalement et tu verra la roue pencher verticalement! Fais le c'est génial et tu sens vraiment l'effet, ou si tu fais de la moto renseignes toi sur les manoeuvres d'évitement ... Afficher tout
Mea culpa, j'ai été un peu extrême sur ce coup là - je suis également sur DR400 - mais si tu as un jour l'occasion d'essayer un avion de voltige (je conseille vivement), tu verras que la précession gyroscopique est _vraiment_ plus importante, au point de rendre décollage/atterrissage un peu délicats, et d'être un facteur limitant dans l'exécution de certaines figures.

L'instruction sur avions de tourisme ne comprend d'ailleurs pas d'exercice particulier sur couple renverseur/ effet gyro, alors que pour le souffle hélicoïdal si ;)