Angles & Rafales
Éclaircissons un peu le sujet…
Il y a beaucoup de confusions dans la compréhension des angles de ton aéronef préféré. Ses réactions dans la masse d’air vont dépendre essentiellement de la variation de ces angles. C’est pourquoi il est indispensable de d’abord bien définir les angles dont nous parlons.
Quelques définitions
L'incidence
L’incidence est l’angle entre la trajectoire et le plan de l’aile. Lors d’un vol, elle varie en permanence par les actions du pilote (commandes, accélérateur, trims, sortie sellette, etc.) et par la masse d’air rencontrée (thermiques, cisaillement, gradient, etc.).
L’incidence est l’angle dont tu devras te soucier au cours de ton vol. C’est son mauvais contrôle qui conduira aux incidents de vol. Trop d’incidence (sur-incidence) et c’est le décrochage. Trop peu (sous-incidence) et c’est la fermeture asymétrique ou la frontale.
Nos parapentes volent avec des incidences d’environ 3 degrés en vol accéléré, 10 degrés mains hautes, et jusqu’à 17 degrés d’incidence maximale, le tout au niveau de la corde centrale.
N’oublie jamais que les fermetures et décrochages ont une cause unique qui est l’incidence. Ensuite, une analyse plus fine pourra nous faire comprendre pourquoi l’incidence a varié de telle ou telle manière, mais en tout état de cause, c’est la sous-incidence la seule explication à une fermeture (et la sur-incidence pour le décrochage).
Il est important de savoir que les facteurs de changement de l’incidence s’additionnent. Entre dans un gradient marqué avec les oreilles tout en sortant de la sellette (3 facteurs augmentant l’incidence) et il y a de fortes chances pour que tu n’aies pas besoin de mettre les mains sous les fesses pour décrocher.
De même, parler de « vitesse de décrochage » peut amener à une certaine confusion en faisant croire qu’un décrochage s’obtiendrait uniquement en passant sous la vitesse mini. En fait, on préfèrera parler d' »incidence de décrochage ». En réduisant la vitesse de notre aile, nous allons effectivement augmenter notre incidence jusqu’à atteindre la fameuse incidence de décrochage. Mais comme le montre l’exemple du paragraphe précédent, il est tout à fait possible de décrocher sans avoir atteint la vitesse mini de l’aile.
On comprendra donc qu’il est aussi incorrect de parler d’une position des mains pour le décrochage. C’est sûr, si tu restes suffisamment longtemps avec les mains sous les fesses, l’aile finira par décrocher. Mais il est possible d’y arriver avec les mains aux épaules, voire même plus haut. Il suffit pour cela qu’un ou plusieurs autres facteurs aient fait augmenter ton incidence.
L'assiette
L’assiette est l’angle entre l’horizontale et le plan de l’aile. Si l’on ne tient pas compte de la déformation du profil par l’action de freinage, en vol droit stabilisé (hors phénomènes transitoires tels que rafales, etc.), l’assiette est toujours la même. On ne peut la modifier qu’avec les trims ou l’accélérateur et c’est même à ça que ça sert.
Elle est décidée par le constructeur qui définit son calage grâce au suspentage. L’assiette est dite cabreuse (ou à cabrer ou positive) lorsque le plan de l’aile est au-dessus de l’horizontale et piqueuse (ou à piquer ou négative) lorsque le plan de l’aile est en-dessous de l’horizontale.
Les paléontho-parapentes avaient des assiettes piqueuses. Aujourd’hui, nos ailes modernes ont des assiettes positives (3 à 5 degrés selon les modèles).
L'angle de plané
L’angle de plané est l’angle entre la trajectoire et l’horizontale.
Si tu connais ta finesse, tu peux connaître ton angle de plané (à condition de savoir calculer les arctangentes ou d’avoir une calculette sur toi…). Voilà ce que nous dit la trigo :
- tan(angle de plané)=Vz/Vh avec finesse=Vh/Vz
- => tan(angle de plané)=1/finesse
- => (angle de plané)=atn(1/finesse)
Donc par exemple quand tu voles à finesse 10, ton angle de plané est de atn(1/10), soit à peu près 6°.
Le vrillage
Nos parapentes sont vrillés. C’est à dire que les profils de bout d’aile n’ont pas la même incidence que le profil central. Contrairement aux avions, les bouts d’aile ont dans la plupart des cas une plus grande incidence que leur centre. On appelle ça un vrillage positif.
Le vrillage positif présente l’avantage de rendre la voile moins sensible à la parachutale et au décrochage. La voile « prévient » car elle commence à décrocher par les bouts d’aile qui ont une incidence plus forte. De plus, les oreilles se ré-ouvriront plus spontanément, et la stabilité spirale sera facilitée.
Les ailes plus performantes ont un vrillage plus proche du neutre, ce qui leur apporte maniabilité et vitesse.
Avertissement
Dans tous les dessins que tu verras ici, ou que tu as vu dans les bouquins ou en école, les angles sont exagérés pour une meilleure compréhension.
En réalité, on a plutôt (pour une aile moderne de finesse 8) :
- Assiette (non accélérée) : 3°
- Incidence mains hautes : 10°
- Angle de plané : 7°
- Incidence max : 17°
Petite remarque perfide pour aller plus loin…
Et si tu ne devais retenir que 3 choses de tout ça
- L’angle qui nous importe le plus est l’incidence.
- Les fermetures sont provoquées par sous-incidence.
- Les facteurs de variation de l’incidence s’additionnent.
Tout ça pour te dire que quand nous allons étudier les rafales dans le paragraphe suivant, c’est essentiellement le changement d’incidence qui nous intéressera.
Les rafales
Généralités
Les rafales sont des phénomènes transitoires (thermiques, cisaillement, gradient, etc.). C’est à dire qu’ils surviennent momentanément entre deux phases de vol stabilisé. Pendant une rafale, la voile va réagir de façon plus ou moins plaisante, et c’est pourquoi il est très utile de savoir de quelle façon, pour anticiper ses mouvements.
La plus grosse difficulté lorsque l’on veut se rendre compte de ce que provoque une rafale, c’est de ne pas tout mélanger : par exemple vitesse de l’aéronef et vent relatif. Dans la suite, nous prendrons en compte uniquement le vent relatif, car après tout, une rafale va modifier transitoirement le vent relatif. Donc nous aurons sur le schéma le vent relatif original (en bleu), la rafale (en noir). En additionant le vecteur rafale au vecteur vent relatif original, nous obtiendrons le nouveau vent relatif (en rouge) qui nous indiquera les changements d’incidence et de vitesse.
Rafale ascendante (Entrée en thermique…)
Analyse
Comme le montre le schéma, toute rafale venant du bas (comme une entrée en thermique par exemple) provoque une augmentation d’incidence (î2>î1). On observe aussi une augmentation de la vitesse sur trajectoire (vecteur rouge plus grand que le bleu).
Sensations
On sent la voile partir en arrière, davantage de poids dans la sellette, augmentation de la pression dans les commandes et du vent sur le visage.
Consignes
Conserver la même pression dans les commandes, donc lever les mains pour donner de la vitesse et diminuer l’incidence.
Rafale descendante (Sortie de thermique…)
Analyse
Au contraire, on rencontre une diminution de l’incidence (î2<î1) et une diminution de la vitesse sur trajectoire.
Sensations
On sent la voile shooter, allègement dans la sellette, diminution de la pression dans les commandes et du vent sur le visage.
Consignes
C’est un peu plus compliqué, car ça dépend de la violence de l’abatée. Mais ce qu’on peut retenir, c’est qu’on pilotera l’abatée (temporisation), puis qu’on relèvera les mains progressivement. [MODE EXPERT] Dans le cas particulier où on rencontre une descendance avant d’entrer dans le thermique, il peut être intéressant de laisser voler l’aile afin qu’elle trouve le thermique toute seule. Mais on se préparera à piloter l’abatée si elle se révèle trop puissante.
Rafale de face
Analyse
À nouveau, diminution de l’incidence (î2<î1) mais augmentation de la vitesse sur trajectoire
Sensations
Augmentation de la pression dans les commandes. Augmentation du vent sur le visage.
Consignes
Les rafales de face sont rarement suffisamment importantes pour nécessiter une véritable action pilote. On veillera à rester au contact. Dans de rares cas, le pilote devra piloter une abatée.
Rafale de dos
Analyse
Ici, augmentation de l’incidence (î2>î1) et diminution de la vitesse. La trajectoire s’enfonce et la voile shoote.
Sensations
Allègement de la pression dans les commandes.
Consignes
Il faut piloter l’abatée qui peut suivre, puis redonner la main progressivement.
Notre vitesse horizontale étant 8 à 10 fois supérieure à notre vitesse verticale, les rafales horizontales ont une influence beaucoup moins importante sur notre incidence, et elles nécessitent dans la plupart des cas peu, voire aucun pilotage.
Le seul cas où une rafale horizontale nécessite un pilotage actif est le gradient de vent.
Le cas particulier du gradient
Le gradient de vent est le phénomène qui fait qu’en s’approchant de certains atterros, le vent diminue fortement en quelques mètres d’altitude. En cela, il peut s’assimiler à la rafale de dos. Cependant, il ne faudra pas perdre de vue que le gradient peut être beaucoup plus violent, donc que ses effets peuvent montrer plus d’amplitude, et surtout que cela se passe près du sol.
Le problème, on l’a vu, c’est que notre incidence augmente, mais qu’on subit un allègement dans les commandes. Si on a pris l’habitude de piloter “à poids constant” dans les commandes, le réflexe sera de baisser les mains, ce qui augmentera encore plus l’incidence.
Tu trouveras plus de détails ici.
Voilà, le cours est fini… Vous pouvez ranger vos cahiers.
2 commentaires
christophe · 26 avril 2022 à 16:00
Salut Gilles,
A propos des rafales, lorsque nous avons nos voiles avec cette désagréable sensation qu’elle se dégonfle et shoot assez fort suivant le dégonflage, est ce du a une rafale de dos? par exemple une rafale plus forte que le vent relatif qui créerait cette perte de pression? Est ce possible?
Gilles · 30 avril 2022 à 15:55
Oui, tout à fait !