LE CONTROLE EN TANGAGE ...ENCORE
Que se serait-il passé si la gouverne de profondeur avait été plus petite, ou si le centrage avait été plus reculé?
Reprenons notre exemple précédent, mais avec une gouverne de profondeur de 2 m² au lieu de 6 m².
La gouverne de profondeur produit donc 1000 N pour 2 m², soit 500 N/m², contre 1000 N pour 6m², soit 166.6 N/m² dans l'exemple précédent.
La charge "alaire" de la gouverne de profondeur est donc cette fois supérieure à celle de l'aile (500 N/m² pour la gouverne contre 452 N/m² pour l'aile).
Puisque la surface de la gouverne de profondeur est 21 fois plus petite que la surface de l'aile, on a, pour dPa = 350 N, dPg = 16.6 N seulement au lieu des 50 N de l'exemple précédent.
L'augmentation de portance sur l'aile est toujours de 1.8%, mais celle de la gouverne n'est plus que de 1.66%, contre 5% dans l'exemple prédédent.
L'augmentation de portance sur la gouverne est donc, cette fois, proportionnellement plus faible que sur l'aile.
Ou se situe le foyer? dPa * x = dPg * (5 - X) donne : 350 * X = 16.6 * (5 - X), donc x = 0.023, soit 2.3 centimètres !
Le foyer se trouve à 2.3 centimètres en arrière de Pa, donc EN AVANT du centre de gravité et le couple produit par l'augmentation de la portance est cabreur et accroit encore le déséquilibre.
L'avion est totalement incontrolable.
Avec un centrage plus arrière, et la gouverne de profondeur "d'origine" (6 m²) maintenant, comme ceci :
On a, pour les moments au centre de gravité, Pa * 0.8 = Pg * (5 - 0.8), donc Pa = 5.25 Pg.
Pa + Pg = 20000, donc 6.25 Pg = 20000, donc Pg = 3200 N, et Pa = 16800 N
Si dPa = 350 N, et dPg 50 N, dPa * X = dPg * (5 - X), soit 350 X = 50 (5 - X), et X = 0.625 m, ou 62.5 cm.
Comme on le voit sur le dessin, le foyer se retrouve aussi en avant du centre de gravité, avec les même conséquences désastreuses.
Conclusion : pour assurer l'équilibrage d'un avion à couple cabreur, il faut que la gouverne de profondeur produise une augmentation de portance avec l'incidence PROPORTIONNELLEMENT plus importante que l'aile, ce qui, par exemple, peut se faire en lui faisant, au départ, supporter une charge au m² plus faible.
De plus, il faut absolument que le centre de gravité ne soit JAMAIS en arrière du foyer.
Sur un avion, même à couple cabreur important, le foyer constitue la limite arrière maximum et infranchissable du centrage.
Si le pilote tire sur le manche pour cabrer son avion, la réponse sera beaucoup plus rapide et franche qu'avec un avion à couple piqueur. En effet, les avions à couple cabreur ont déja "envie" de se cabrer et sitôt que la gouverne de profondeur ne donne plus de force vers le haut, la queue descend et le nez monte.
L'équilibre peut de nouveau être atteint lorsque le cabrage de l'avion entraîne, pour la gouverne de profondeur, un angle de nouveau suffisant pour contrer le couple cabreur.
La flèche indiquant la force produite par la gouverne de profondeur sur le dessin du haut, a été faite toute petite pour bien montrer qu'un débattement très faible de la gouverne (et donc une force faible) est suffisant pour cabrer un avion à couple cabreur..
Attention, la vitesse de réaction en cabrage de ce genre d'avion est parfois si forte qu'elle en rend le pilotage très délicat.
Et lorsqu'on veut faire des manoeuvres très brutales avec un avion à couple cabreur, on prend vite le risque d'un cabrage excessif avec décrochage à la clé.
Plus grave, sur certains de ces avions, l'angle d'attaque de la gouverne de profondeur (monobloc) est au départ déjà positif et peut même devenir supérieure à celui de l'aile en tentant de "rattraper" l'avion; dès lors, le risque de voir la gouverne de profondeur décrocher avant l'aile éxiste.
Dans ce cas, c'est la perte de controle assurée. C'est pourquoi ces avions sont dits instables.
D'un autre côté, leur réaction franche et rapide aux sollicitations du manche, leur procure une bien plus grande maniabilité. C'est pourquoi, depuis le F16 qui fut pionnier dans ce domaine, la plupart des avions de combat sont conçus instables à l'origine.
Pour éviter que l'avion ne soit impossible à piloter tant ses réactions sont violentes lors de manoeuvres très rapides (combat aérien), il est équipé de commandes de vol électriques gérées par un ordinateur qui assiste le pilote et stabilise l'avion artificiellement. Cf: F16, Mirage 2000, Typhoon, Rafale, Grippen, Raptor, Sukhoi 30, etc, etc, etc...
Dans le cas où le pilote pousse le manche, l'avion à couple cabreur, a un comportement nettement plus calme et l'inclinaison vers l'avant s'arrêtera lorsque la gouverne de profondeur aura vu son angle d'attaque diminuer suffisament (comme lors d'une rafale descendante, ce dont on a déjà parlé).
ET S'IL N'Y AVAIT NI COUPLE PIQUEUR NI COUPLE CABREUR?
Le centre de portance est susceptible de se déplacer légèrement selon l'attitude de l'avion.
Sur les ailes normale, le centre de portance se déplace vers l'avant quand l'angle d'attaque augmente; sur les aile autostables,( dont nous parlerons plus tard au sujet des avions deltas ou des ailes volantes,) le centre de portance recule avec l'angle d'attaque.
Ces changements de position du centre de portance, feraient que l'avion se comporterait, parfois d'une seconde à l'autre, comme un piqueur puis comme un cabreur et vice versa.
Après cela,pour piloter un tel engin si imprévisible......
