ParaExam

← Théorie

Matériel · Théorie

Élévateurs et commandes

Les élévateurs, l’accélérateur, les afficheurs (trims) et les freins : comment chacun change la vitesse de l’aile.

Les élévateurs

Les élévateurs, ce sont les sangles de la photo ci-dessous. Chacune reçoit un groupe de suspentes et en prend la lettre, de A, devant, à D, derrière ; toutes mènent à la sellette. Elles sont en polyamide ou en polyester. La plus courte, F, est celle du frein : la suspente principale de la commande coulisse dans la poulie qui la termine.

Un jeu d’élévateurs à quatre sangles, posé sur une voile. A, B, C et D, de l’avant vers l’arrière, chacune avec son maillon ; F, la petite sangle du frein, avec sa poulie ; M, l’extrémité qui s’accroche au mousqueton. Oberson & Vallotton, Matériel, p. 13.
Un jeu d’élévateurs à quatre sangles, posé sur une voile. A, B, C et D, de l’avant vers l’arrière, chacune avec son maillon ; F, la petite sangle du frein, avec sa poulie ; M, l’extrémité qui s’accroche au mousqueton. Oberson & Vallotton, Matériel, p. 13.

Les maillons rapides. Chaque groupe de suspentes s’accroche à sa sangle d’élévateur par une petite boucle de métal : un maillon rapide, qu’on appelle aussi maillon à vis (N°62). Sa vis se ferme en deux temps, à la main d’abord, puis avec une clé : un quart de tour (N°63, signalée).

Piège. Le quart de tour s’ajoute au serrage à la main : il serre encore. Serrer à fond à la clé, puis desserrer d’un quart de tour, c’est l’inverse (N°63, signalée).

À confirmer. N°63 est signalée pour sa traduction : dans l’original allemand, qui fait foi, la réponse officielle chiffre le serrage à la clé à un quart de tour ; la version française dit seulement « resserrés à l’aide d’une clé ». Leneuf (Matériel, p. 11) donne ce quart de tour. L’allemand dit aussi « devraient » là où le français dit « doivent ».

Quelles sangles portent le moins ?

La portance ne se répartit pas également d’avant en arrière : elle est la plus forte sur la partie avant du profil, la plus faible sur sa partie arrière. Les 2/3 de la portance naissent sur le tiers avant de l’aile (fiche « Aspiration dessus, pression dessous »).

D’où la règle : les élévateurs D sont les moins chargés, en vol droit et stable (N°64). À l’inverse, les suspentes A et B comptent parmi les plus chargées. Chaque rangée tient la partie du profil où elle s’accroche ; les D, dernière rangée, tiennent la partie qui porte le moins.

Voler plus lentement, ou plus vite

Pour parcourir toute la plage de vitesse de son aile, le pilote a deux outils : les freins pour les basses vitesses, et pour les hautes, un dispositif d’accélération, accélérateur au pied ou afficheurs, aussi appelés trims. Tous agissent sur l’incidence, l’angle sous lequel le vent relatif aborde le profil (fiche « L’incidence »).

Outil Agit sur Incidence
freins bord de fuite augmente
accélérateur élévateurs avant, raccourcis diminue
trims relâchés élévateurs arrière, allongés diminue

Les freins sont les suspentes reliées au bord de fuite, de chaque côté de la voile.

Sur la polaire (fiche « L’incidence déplace le point »), les freins mènent vers la gauche, les basses vitesses, où l’incidence va d’environ 12° à 20° ; l’accélérateur mène vers la droite, les hautes vitesses, entre 10° et 5°. Dans un sens comme dans l’autre, la finesse baisse peu à peu. En air calme, la meilleure finesse s’obtient en général bras hauts, sans frein ni accélérateur ; selon l’aile, il faut parfois un peu de l’un ou de l’autre, mais bras hauts, on en reste toujours très près.

Moyen mnémotechnique : pour aller vite, deux chemins vers une incidence plus petite. On raccourcit l’avant avec le pied, ou on rallonge l’arrière avec les trims.

L’accélérateur

Le pied pousse, les poulies répartissent. Le pilote pousse avec les jambes un étrier, une barre fine. Une cordelette le relie à un mouflage, un démultiplicateur à poulies monté sur la face avant des élévateurs A. D’autres renvois, dans les élévateurs, partagent le raccourcissement : surtout A, et dans une moindre mesure B, parfois aussi C. L’incidence diminue, l’aile vole plus vite, et son profil garde à peu près sa forme (N°66).

Pourquoi l’incidence baisse : l’avant raccourcit plus que l’arrière, donc l’aile bascule, bord d’attaque vers le bas. Le schéma ci-dessous le montre.

Avant Après : jambes tendues D C B A X M E D C B A X M E E : étrier ; M : mouflage ; X : renvoi entre les élévateurs. A raccourcit le plus, B et C moins, D pas : le profil bascule, bord d’attaque plus bas. Plissé : la partie raccourcie des élévateurs. profil en tirets : avant ; vers l’avant : à droite pas à l’échelle : élévateurs longs, suspentes coupées
L’accélérateur, avant (à gauche) et après (à droite) la poussée des jambes sur l’étrier E. La cordelette tire le mouflage M, sur l’élévateur A ; le renvoi X partage le raccourcissement : A raccourcit le plus, B et C moins, D pas. La partie raccourcie se plisse, et le profil bascule, bord d’attaque plus bas : l’incidence diminue.

Piège. N°66 parle d’une barre « reliée aux suspentes A et B ». En fait, elle tire, par une cordelette et des poulies, sur les élévateurs A et B : c’est leur longueur qui change, et la bonne réponse le dit aussi. À retenir : l’avant raccourcit. Ce n’est ni le corps du pilote qui bascule, ni l’arrière qu’on règle.

Air calme ou vent de face

Accélérateur à fond, en air calme ou contre 25 km/h de vent de face (N°67, N°68) :

À fond Air calme 25 km/h de face
vitesse plus haute plus haute
chute plus forte plus forte
finesse moins bonne meilleure (sol)
  • En air calme, la meilleure finesse est en général vers les bras hauts. Pousser l’accélérateur à fond éloigne de ce point : on va plus vite, mais on descend aussi plus vite, et la finesse baisse.
  • Contre 25 km/h de vent de face, accélérer modérément à fortement donne une meilleure finesse que rester bras hauts, et à fond aussi. La finesse en jeu est celle par rapport au sol. Face au vent, chaque vitesse perd, par rapport au sol, la vitesse du vent, alors que la polaire par rapport à l’air ne change pas. La droite de meilleure finesse part alors d’une origine décalée de la vitesse du vent, et touche la polaire plus à droite, du côté rapide (fiche « Vent de face »). On peut aussi décaler la polaire vers la gauche : cela revient au même.

Jusqu’où accélérer ? Sur la polaire d’une aile actuelle, la meilleure finesse sol, contre 25 km/h de face, se trouve vers 41 km/h dans l’air, même si Pratique de vol N°49 demande de voler aussi vite que possible. N°68 ne dit pas que la finesse est la meilleure à fond, seulement qu’elle s’améliore.

Air calme Vh : vitesse horizontale (km/h) 10 20 30 40 50 1 2 Tc D Fm 8,3 8,2 6,1 C 12–20° H A 5–10° Vent de face 25 km/h axe vertical décalé de 25 O′ 10 20 30 40 50 1 2 Tc D Fm 2,9 2,6 2,8 C 12–20° H A 5–10° D : décrochage ; Fm : finesse maximale C : aux freins ; H : bras hauts ; A : accélérateur Chiffres : la finesse (par rapport au sol avec le vent), bras hauts (37 km/h) et à fond (46 km/h). Air calme : à fond, la finesse baisse. Face au vent : à fond, elle est meilleure que bras hauts. O′ : origine des vitesses par rapport au sol. Tc : taux de chute (m/s), compté vers le bas degrés : incidences, en ordre de grandeur
La polaire d’une aile actuelle, en air calme (en haut) et contre 25 km/h de vent de face (en bas). D : le décrochage ; C, H, A : les domaines de vol aux freins, bras hauts et à l’accélérateur. La droite part de l’origine des vitesses, décalée de 25 km/h avec le vent, et touche la courbe en Fm. Les chiffres sont les finesses : en air calme, accéléré à fond, elle tombe de 8,2 à 6,1 ; face au vent, à fond, elle passe de 2,6 bras hauts à 2,8 par rapport au sol.

Piège. N°67 et N°68 donnent deux réponses opposées sur la finesse : elle baisse en air calme, elle s’améliore contre 25 km/h de vent de face. Dans N°68, c’est la finesse par rapport au sol. Par rapport à l’air, la polaire ne change pas avec le vent : dans l’air, l’aile accélérée à fond garde la finesse moins bonne de N°67. Le taux de chute, lui, augmente dans les deux cas.

Moyen mnémotechnique : en air calme, l’accélérateur coûte de la finesse ; face au vent, il en fait gagner, par rapport au sol.

Les afficheurs (trims)

Le but de l’accélérateur, mais par l’arrière. Les afficheurs, ou trims (« trimm-tabs »), changent la longueur du dernier groupe de sangles, D, parfois aussi de C : c’est l’élévateur arrière (N°69). Sur un élévateur à trim pris en exemple, le trim ne touche ni A, ni B, ni C ; quand on le tend, D devient plus court, et sa partie basse se plisse.

Trim Sangle D Incidence Vol
tendu plus courte plus grande normal
relâché plus longue plus petite plus rapide

« Normal » vaut pour les vols normaux à légèrement ralentis. Tendus, les trims abaissent un peu l’arrière du profil ; relâchés, ils le relèvent (N°71).

Trim relâché Trim tendu D C B A T D C B A T D plus longue : vol rapide D plus courte : vol normal T : le trim, sur la sangle D. Tendu, il raccourcit D, dont le bas se plisse : l’arrière du profil descend, l’incidence augmente. profil en tirets : relâché ; vers l’avant : à droite pas à l’échelle : élévateurs longs, suspentes coupées
Un trim relâché (à gauche) et tendu (à droite). Tendu, le trim T raccourcit la sangle D, dont la partie basse se plisse : l’arrière du profil descend, l’incidence augmente, vol normal. Relâché, D est plus longue, l’arrière plus haut : l’aile va plus vite.

Le prix de la vitesse. Trims complètement relâchés, en vol droit et stable, l’aile ferme plus facilement, par l’avant, et les freins ont plus de débattement (N°72). C’est le même lien que pour des suspentes D qui s’allongent : l’incidence diminue, l’aile va plus vite et une fermeture frontale devient plus probable (fiche « Une rangée plus longue ou plus courte »). Relâcher les trims allonge aussi l’arrière, cette fois volontairement.

Homologation. Une aile équipée de trims n’est considérée comme homologuée que si ses tests d’homologation ont été faits avec eux (N°70).

Où on les trouve. Surtout en biplace : avec le passager devant, pas d’accélérateur au pied possible. Parfois aussi sur des ailes solo faciles, qui ne demandent pas un pilotage d’exception. Voir fiche « Les trims » et, pour leur usage face au vent, fiche « Les trims, pour le vent de face ».

Piège. « Tendu » et « relâché » se disent du trim. Trim tendu : sangle D plus courte, arrière du profil plus bas, vol normal. Trim relâché : D plus longue, arrière plus haut, vol rapide.

Moyen mnémotechnique : trim relâché, l’arrière remonte et l’aile file ; trim tendu, l’arrière descend, vol normal.

Les freins

Le montage, de la main vers la voile :

Pièce Rôle
poignée la prise en main
suspente principale une par côté, jusqu’à la poulie
poulie, sur l’élévateur D guide la commande, évite l’usure par frottement (N°73)
suspentes de frein se ramifient jusqu’au bord de fuite

La poulie pend au bout de la courte sangle F de l’élévateur (photo plus haut).

La longueur. C’est le constructeur qui la fixe, et c’est une question de sécurité : le pilote n’y touche pas lui-même. Seuls le constructeur ou son représentant peuvent la raccourcir (N°74). Elle est choisie pour que l’aile puisse exploiter toute sa plage de vitesse, de la vitesse normale bras hauts jusqu’à la vitesse minimale (N°75).

Le contrôle en vol.

  • Bras hauts, les freins dessinent un arc net et régulier vers l’arrière. Peu tendus, ils se laissent courber par leur propre traînée dans le vent relatif.
  • Des freins tendus tout droit du bord de fuite aux poignées, bras hauts : trop courts. Réglage dangereux, l’aile risque de décrocher.
  • Les suspentes D s’arquent aussi, mais moins, parce qu’elles sont plus tendues. Dès qu’on freine un peu, leur tension baisse en même temps, et leur arc se creuse. Aile légèrement freinée, elles peuvent même pendre : les freins les délestent, ce qui peut être normal (N°76).
Une aile en vol vue d’en dessous, bras hauts. a (flèches) : les suspentes du frein gauche, nettement arquées vers l’arrière ; b : des suspentes D, à peine arquées. Oberson & Vallotton, Matériel, p. 17 ; même photo chez Leneuf, p. 14.
Une aile en vol vue d’en dessous, bras hauts. a (flèches) : les suspentes du frein gauche, nettement arquées vers l’arrière ; b : des suspentes D, à peine arquées. Oberson & Vallotton, Matériel, p. 17 ; même photo chez Leneuf, p. 14.

Le même montage en schéma, avec le cas des freins trop courts :

Bras hauts, bien réglé F poulie poignée avant arc vers l’arrière Trop courts tendus droit : danger Toutes les rangées (traits pleins) mènent à leurs élévateurs ; F, les freins (tirets), partent du bord de fuite, derrière les D, et passent dans la poulie de l’élévateur D jusqu’à la poignée. Bras hauts, les freins, peu tendus, se courbent vers l’arrière ; les D, plus tendues, à peine. Freins droits jusqu’aux poignées : trop courts, risque de décrochage. suspentes raccourcies ; vers l’avant : à gauche
Le frein parmi les autres suspentes, bras hauts. Les rangées (traits pleins) mènent à leurs élévateurs ; les freins (tirets) partent du bord de fuite, derrière les D, et passent dans la poulie de la petite sangle F, sur l’élévateur D, jusqu’à la poignée. Bien réglé, le frein se courbe vers l’arrière dans le vent relatif, les D à peine ; trop court, il descend tout droit : danger de décrochage.

Piège. Deux observations à ne pas confondre. Des freins droits, bras hauts : trop courts, danger. Des suspentes D qui pendent, aile un peu freinée : cela peut être normal (N°76).

Moyen mnémotechnique : bras hauts, un arc vers l’arrière, c’est bon signe ; des freins tirés droit, c’est trop court.

Pièges entre questions voisines

  • Avant ou arrière ? L’accélérateur raccourcit l’avant, A et B (N°66) ; les trims jouent sur l’arrière, D (N°69).
  • Tendu ou relâché ? Relâché : incidence réduite, arrière relevé, vol rapide (N°71) ; en contrepartie, plus de fermetures et plus de débattement aux freins (N°72).
  • Air calme ou vent de face ? Accélérateur à fond : finesse moins bonne en air calme (N°67), meilleure par rapport au sol contre 25 km/h de face (N°68). Le taux de chute augmente dans les deux cas.
  • Le quart de tour serre, il ne desserre pas (N°63, signalée).
  • Les suspentes D : les moins chargées (N°64) ; relâchées quand on freine un peu, ce qui peut être normal (N°76).
  • La longueur des freins : le constructeur la fixe (N°74), pour toute la plage de vitesse (N°75).