3. La gouverne de profondeur:
La structure interne de la gouverne de profondeur est semblable à celle d'une aile, d'ailleurs les impératifs de rigidité sont grosso modo les même.
Il en existe plusieurs modèles, le plus connu étant celui où la gouverne de profondeur vient s'articuler sur un plan fixe; un peu moins connu, la gouverne de profondeur monobloc;
encore un peu moins connu, le modèle où la gouverne de profondeur s'articule sur un plan "fixe" qui est lui-même réglable en incidence (donc un plan fixe pas si fixe que ça!).
Ce système permet un réglage de la contribution du plan arrière à la portance, et donc du centrage.
Comme les ailerons, et la gouverne de direction, la gouverne de profondeur est elle aussi équipée de tabs permettant au pilote de ne pas avoir besoin de compenser continuellement un déséquilibre constant en tangage qui serait du, par exemple, à la répartition des charges dans l'avion.
La compensation aérodynamique
La force qu'il est nécessaire d'éxercer sur une commande de gouverne pour la faire pivoter dépend de la force aérodynamique qui s'éxerce sur elle de la part de l'écoulement d'air. Cette force aérodynamique est, elle, directement proportionnelle à la taille de la gouverne, à son braquage, et au carré de sa vitesse.
Il est donc tout naturel de penser que le pilote peut avoir des difficultés (au moins) à piloter un avion dont les gouvernes sont de grande taille (gros avion), ou dont la vitesse est élevée.
Il est possible d'utiliser les forces aérodynamiques elles même pour diminuer les efforts du pilote, en s'assurant toutefois que les commandes ne deviennent pas trop molles, et que la logique: plus de braquage = plus d'effort soit respectée.
Une façon courante de compenser est de reculer l'axe d'articulation de la gouverne pour le rapprocher du "centre de portance" de la gouverne (centre des forces aérodynamique), et ainsi réduire le bras de levier avec lequel la force aérodynamique agit sur la commande.
Comme montré sur le dessin ci dessus, le couple de forces produit sur l'axe de la gouverne (gros point noir) par la force aérodynamique (en rouge), ainsi que le couple de force nécessaire pour braquer la gouverne (en noir) sont nettement plus petits lorsque l'axe de pivotement de la gouverne est plus près du centre des forces aérodynamiques (le centre de portance de la gouverne).
La charnière de la gouverne de profondeur prend alors un aspect de ce genre:
La compensation par réduction du bras de levier de la force aérodynamique (le moment de charnière si vous préférez), peut être vue sous un autre angle; en effet, on peut considérer que l'axe d'articulation n'a pas été déplacé, et que la partie de la gouverne qui se trouve devant, donc en amont de l'axe d'articulation, est un surface supplémentaire placée en avant de manière à ce que la force aérodynamique sur cette partie tende à favoriser le pivotement de la gouverne, et ainsi à aider le pilote dans ses "efforts". C'est ce que l'on appelle la surface de compensation.
Beaucoup
de modèles de gouverne sont à surface de
compensation, comme ceci:
De
profil:
Du dessus:
Ca marche aussi pour la gouverne de direction.
