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Aérodynamique · Théorie

Axes et stabilité

Les trois axes de l’aile (roulis, tangage, lacet), les qualités de vol et la stabilité autour de chacun.

Les trois axes

Un planeur de pente peut tourner autour de trois axes. Chaque rotation a son nom :

Axe Rotation Ce qui bouge
longitudinal roulis l’aile bascule sur le côté
transversal tangage toute l’aile, vers l’avant ou l’arrière
vertical lacet les bouts d’aile, vers l’avant ou l’arrière

L’axe longitudinal et le cap. L’axe longitudinal donne la direction où pointe l’aile : l’angle entre lui et la trajectoire de vol s’appelle l’angle de correction de dérive (Pratique de vol N°56). C’est l’axe que le pilote oriente quand il change de cap. En « crabe », il le tient de biais, en partie face au vent, pour que sa trajectoire aille droit au but.

Sur la figure, l’axe transversal At suit à peu près l’envergure, d’un bout d’aile à l’autre, et l’axe vertical Av passe à peu près par le milieu de l’aile.

Ce qu’on en voit en vol.

  • Le tangage fait avancer ou reculer l’aile en bloc. En turbulence, on le voit quand l’aile plonge en avant, l’abattée, ou quand elle reste en arrière du pilote (voir fiche « En turbulence : ressource et abattée »).
  • Le lacet déplace les bouts d’aile vers l’avant ou l’arrière. La vrille, une rotation rapide autour de ce même axe vertical, le montre : une moitié de l’aile avance pendant que l’autre recule (Pratique de vol N°90).
  • Le roulis fait basculer l’aile sur le côté : c’est un mouvement latéral, de gauche à droite, des extrémités. Comme la rotation se fait autour d’un axe qui va d’avant en arrière, un bout d’aile descend pendant que l’autre monte. Dans de fortes turbulences, ce sont surtout le roulis et le tangage qui secouent l’aile, même si elle bouge souvent autour des trois axes.
Av Al vers l’avant At L R T L : lacet, autour de l’axe vertical Av R : roulis, autour de l’axe longitudinal Al T : tangage, autour de l’axe transversal At chaque rotation se fait dans les deux sens
Les trois axes d’un parapente et leurs rotations. Av, l’axe vertical : le lacet L. Al, l’axe longitudinal, vers l’avant : le roulis R. At, l’axe transversal, dans le sens de l’envergure : le tangage T. Chaque rotation se fait dans les deux sens.

Moyen mnémotechnique : l’axe longitudinal pointe vers le cap, l’axe transversal suit l’envergure. Autour du premier, l’aile bascule sur le côté (roulis) ; autour du second, elle avance ou recule en bloc (tangage) ; autour de la verticale, elle pivote (lacet).

Piège. Il y a trois rotations : roulis, tangage, lacet. Dans la vrille, l’aile tourne vite sur l’axe vertical, celui du lacet (Pratique de vol N°90). On parle de mouvements pendulaires pour une aile qui balance en turbulence, où elle bouge surtout en roulis et en tangage (Pratique de vol N°88).

Les qualités de vol

Le vol équilibré, ou vol rectiligne uniforme, c’est le vol droit et régulier qu’un parapente prend de lui-même quand le pilote ne commande rien ; en règle générale, il est construit pour cela.

Les qualités de vol stables se définissent par ce que fait l’aile quand une commande du pilote ou la turbulence l’a écartée un moment de ce vol : elle y revient d’elle-même. Les deux autres qualités se lisent de la même façon :

Qualités Laissée seule, l’aile… Voir
stables revient au vol équilibré N°116
indifférentes garde l’état de vol reçu N°115
instables s’écarte toujours plus (ex. : accélère sans cesse) N°114
  • Stables. L’aile retrouve d’elle-même son vol droit et régulier, à incidence normale. Exemple : lancée à grande vitesse par l’accélérateur, elle revient seule à sa vitesse normale quand le pilote le lâche, sans qu’il ait à agir activement. L’accélérateur réduit l’incidence, ce qui fait voler plus vite.
  • Indifférentes. L’aile conserve l’assiette que le pilote lui a donnée, c’est-à-dire son état de vol, sans qu’il intervienne.
  • Instables. Exemple : en vol droit, l’aile accélère sans arrêt, d’elle-même, sans rien de la part du pilote. Là où l’aile stable revient à sa vitesse normale, l’aile instable s’en éloigne toujours plus.

En spirale serrée, beaucoup d’ailes tendent vers des qualités indifférentes. Une fois dans la spirale, une suite de 360° serrés, elles ne reviennent pas forcément seules au vol droit : il faut un minimum de pilotage actif pour en sortir. Cela vaut même pour des ailes tranquilles, à homologation basse. On parle de « neutralité en spirale » ; quelques accidents, souvent mortels, en ont fait un sujet très discuté vers 2002–2004.

Moyen mnémotechnique : stable revient, indifférente reste, instable s’emballe.

Piège. Lâcher l’accélérateur, ce n’est pas piloter : le pilote cesse d’agir, et l’aile revient seule, sans intervention active, à sa vitesse normale. C’est le signe d’une aile stable (N°116).

Piège. Il n’y a que trois mots : stables, indifférentes, instables. « Inverses », que les questions proposent aussi, n’en fait pas partie. Et il n’y a pas de place pour un quatrième : après un écart, l’aile ne peut que revenir, rester ou s’éloigner, et chacun de ces cas a déjà son mot.

La stabilité axe par axe

La stabilité se juge aussi sur chacun des trois axes, séparément. Les trois cas de l’examen se passent en air calme et sans intervention du pilote : le mouvement vient donc de l’aile elle-même, pas de la turbulence ni des commandes.

L’aile, seule… Pas stable… Voir
part en lacet en direction N°117
perd de l’incidence sur l’axe de tangage N°118
oscille en roulis sur l’axe de roulis N°119

Chaque axe a donc plusieurs noms :

Axe Rotation Stabilité
vertical lacet « en direction »
transversal tangage « sur l’axe de tangage » (on lit aussi « en profondeur »)
longitudinal roulis « sur l’axe de roulis »
  • Pourquoi l’incidence va avec le tangage. Un changement d’incidence se rattache à l’axe de tangage. Une incidence qu’on réduit, c’est une aile qu’on fait « piquer du nez » ; et le tangage est un mouvement de toute l’aile vers l’avant ou l’arrière. Piquer du nez est donc un mouvement de tangage.
  • Pourquoi « en direction ». Tourner autour de l’axe vertical fait pivoter l’axe longitudinal, celui qui donne le cap : le lacet change la direction où pointe l’aile. C’est une façon de comprendre le nom.

Moyen mnémotechnique : direction, c’est le lacet ; profondeur, c’est le tangage ; le roulis garde son nom.

Piège. Dans ces questions, plusieurs propositions nomment le même axe de deux façons : « en direction » et « axe vertical », ou « axe longitudinal » et « axe de roulis ». Il faut ramener chaque proposition à son axe avant de choisir.

Pièges entre questions voisines

  • Nom de rotation ou autre chose ? Roulis, tangage, lacet sont les trois rotations (N°111 à N°113). La vrille tourne vite sur l’axe vertical (Pratique de vol N°90) ; les mouvements pendulaires, des balancements en turbulence (Pratique de vol N°88).
  • Revenir, garder, s’emballer : stables (N°116), indifférentes (N°115), instables (N°114).
  • L’axe longitudinal est celui du roulis (N°111, N°119), pas celui du lacet (N°117).
  • Incidence qui baisse : l’axe de tangage (N°118), pas la direction.