Bernard Cabanes Nicolas Loukakos 8 e Guide édition pratique du pilote de ligne Préface de Patrick Baudry Astronaute, pilote d essais, ambassadeur de l UNESCO Groupe Eyrolles 2011 ISBN 978-2-212-12895-6 EU-OPS I-OPS
ATMOSPHÈRE TEMPÉRATURE STANDARD T :Température en degrés Celsius FL : Niveau de vol T ( C) 15 - (FL/10) x 2 Remarque : La décroissance de température en atmosphère standard est de : - 2 C par 1 000 ft jusqu à 36 000 ft ou - 0,65 C par 100 m jusqu à 11 000 m Au-delà de 36 000 ft (11 000 m), la température est supposée constante et égale à : - 56,5 C DENSITÉ (δ) δ : Densité (sans unité) ρz : Masse volumique à l altitude Z (kg/m 3 ) ρ0 : Masse volumique au niveau de la mer (kg/m 3 ) ρ0 = 1,225 kg/m 3 δ = ρz/ρ0 Formules approchées de la densité : Z :Altitude en km Z :Altitude en milliers de pieds (ft) δ 20-Z 20+Z δ 65,6-Z 65,6+Z VITESSE DU SON (a) a :Vitesse du son en m/s γ : Cp/Cv = 1,4 USI R : Constante des gaz parfaits = 287 USI T :Température en degrés Kelvin TEMPÉRATURE STATIQUE /TEMPERATURE TOTALE (TT/TS) TT :Température totale en degrés Kelvin ( K) Ts :Température statique en degrés Kelvin M : Mach (sans unité) TT = Ts. (1 + 0,2M 2 ) Pour des Vp < 240 kt, l échauffement cinétique dû à la vitesse crée une augmentation de température évaluée à : Vp :Vitesse propre en kt Vp = 150 kt > T 2 C Le tableau ci-dessous donne une approximation de l échauffement cinétique : Vp (kt) 200 300 400 T 4 8 14 ÉQUIVALENT DE VITESSE Ev : Equivalent de vitesse δ : densité de l air (sans unité) Vp :Vitesse propre (Ev et Vp dans la même unité) ll est possible de déduire : T = Température en degrés Kelvin dans les deux cas GUIDE PRATIQUE DU PILOTE DE LIGNE 25
1- Éléments de calcul mental PLAN (%) Tangente (angle) = Plan (%) α = 3 Tg (3 ) = 0,052 5 % ft/nm = pieds par nautique Taux (ft/nm) Plan ( ) 100 Taux (ft/nm) Plan (%) 60 PLAN TAUX 3 % 200 ft/nm 5 % 300 ft/nm 7 % 400 ft/nm 8 % 500 ft/nm Utilisation : Contrôle du plan en descente. Un avion en descente finale à 4 NM du seuil, sur un plan de 3, doit se trouver à 1 200 ft. (la balise donnant l indication «distance DME», étant supposée être en entrée de piste) PENTE ( ) Pente ( ) Pente ( % ) 0,6 Pente 1% 60 ft/nm Pente 1 100 ft/nm PLAN VERTICAL Un avion est au FL 240. Pour respecter un plan de descente de 3, cet avion devra débuter sa descente à 80 NM de l arrivée. (Le pilote devra corriger cette distance, en tenant compte du vent effectif, de l utilisation éventuelle des dégivrages, de la distance nécessaire pour décélérer afin de sortir les traînées (volets, train)). TAUX DE CHUTE VARIO EN FONCTION DE LA VITESSE SOL Vz (ft/mn) : vitesse verticale (vario) PLAN (%) : plan de descente en pourcentage Vs (kt) : vitesse sol en nœuds Vz (ft/mn) PLAN (%).Vs (kt) Vitesse sol : 140 kt Plan de descente : 5% Vario (ft/mn) : 700 ft/mn TAUX DE CHUTE VARIO EN FONCTION DU MACH Vz : taux de chute (en milliers de ft/mn) Mach : nombre de Mach γ : pente de descente en degrés Vz Mach. γ PLAN % PLAN TAUX 3 % 2 200 ft/nm 5 % 3 300 ft/nm 7 % 4 400 ft/nm 8 % 5 500 ft/nm POINT DE DESCENTE D (NM) : distance de début de descente en nautical miles FL : différence de niveau de vol PLAN ( ) : plan de descente choisi pour calibrer la descente en degrés Mach : 0,8; Pente : 3 ;Vz : 2 400 ft/mn CHANGEMENT DE PENTE γ Vz (100 ft/mn) γ. Vp (NM/mn) Le tableau ci-dessous donne les modifications de pente en fonction de la vitesse propre et du taux de chute à maintenir : Vp (kt) γ 150 Vz / 200 180 Vz / 300 240 Vz / 400 300 Vz / 500 420 Vz / 700 26 GUIDE PRATIQUE DU PILOTE DE LIGNE
(Vp = 180 kt ;Vz = 300 ft/mn) γ = 1 Modification du taux de chute «Vz» pour une variation de pente γ = 1 Vz pour γ = 1 Vp (kt) Vp (NM/mn) Vz (ft/mn) 60 1 100 120 2 200 180 3 300 240 4 400 300 5 500 360 6 600 420 7 700 RELATION PENTE-ACCÉLÉRATION γ de 1% ± 0,2 kt/s En vol, une variation de pente de 1% (sans modifier la poussée ou la puissance), va se traduire par une variation de traction (si la pente diminue) ou de traînée (si la pente augmente) de (m.g/100) et donc une variation d accélération de (g/100) en m/s 2. En prenant l accélération de la pesanteur g = 10 m/s 2, une variation de pente de 1% engendre une accélération de 10 m/s 2 ou de 0,2 kt/s. Exemples : Un avion est stabilisé en approche sur un plan de 5% (pente de 3 ). Une mise en palier, sans réajustement de poussée (ou puissance), diminuera sa Vp de : 5 0,2 = 1 kt/s. Un avion stabilisé en vol horizontal, se mettant en descente sur une pente de 10%, sans toucher à la poussée (ou puissance) voit sa Vp augmenter de : 10 0,2 = 2 kt/s. 1- Éléments de calcul mental QNH En atmosphère type (ou standard), au niveau de la mer : 1 hpa 28 ft N.B. Les altimètres intègrent 27,31 ft par hpa quelque soit l altitude. P : écart de pression en hectopascal (hpa) Zt : altitude terrain en pieds (ft) ALTIMÉTRIE Remarque : La notion d altitude densité est importante, car elle conditionne les variations des performances des avions à motopropulseurs et à turbopropulseurs en fonction de l altitude et de la température. FL 100 ;T C : -15 C ; Zd : 8 800 ft ALTITUDE VRAIE Zv (ft) Zi (ft) + 4. (T C-Tstd). Zi (milliers de ft) Autre possibilité : P (hpa) (Zt. 0,04) -10 % QNH d un terrain : 1 003 hpa Altitude terrain : 315 ft QFE = QNH - P = 992 hpa Zv : altitude vraie en pieds (ft) Zi : altitude indiquée en pieds (ft) T C : température en degrés Celsius Tstd : température standard en degrés Celsius Zi : 8 000 ft ;T C : -6 C ; Zv : 7 840 ft ALTITUDE DENSITÉ (Zd) Zd : altitude densité en pieds (ft) Z : altitude pression en pieds (ft) T C : température en degrés Celsius Tstd : température standard en degrés Celsius Zd (ft) Zp (ft) + 120 (T C - Tstd) Retenir : PLUS CHAUD PLUS HAUT PLUS VITE PLUS FROID PLUS BAS DANGER Du chaud vers le froid et des hautes vers les basses pressions, vérifiez votre altitude vraie En anglais : From Hot to Cold and from High to Low : Look-out below! GUIDE PRATIQUE DU PILOTE DE LIGNE 27
1- Éléments de calcul mental Il existe aussi la relation : Zi : altitude indiquée en pieds (ft) Zv : altitude vraie en pieds (ft) Zt : altitude de l aérodrome en pieds (ft) ZQNH : altitude en pieds (ft) donnée par un altimètre calé au QNH Tv : température statique en degrés Kelvin Tstd : température standard en degrés Kelvin (Zv - Zt) (ZQNH - Zt).Tv/Tstd ou : Zi/Tv Zi/Tstd Exemple 1 : Zt : 480 ft ; ZQNH : 2 300 ft QNH : 1 017 hpa ;Tv : -2 C; Zv 2 220 ft Rappel :T K = T C + 273,15 Autre formulation pour calculer Zv à partir de Zi : Z = ± 4 ft / 1000 ft / 1 C / ISA «+» si ISA + «-» si ISA - Zv Zi + Z Exemple 2 : Un avion doit intercepter le glide path d un ILS-DME (plan à 3 ) à 3000 ft/qnh à 9,4 NM. En ISA -20, à quelle altitude vraie et à quelle distance DME l avion va-t-il intercepter le plan du glide path? Zv Zi + Z Z - 3 4 20 Z - 240 ft Zv 2760 ft 3000 2760 = 9,4 D D 8,65 NM Exemple 3 : Etabli sur le glide path, l avion précédent doit passer l Outer Marker à 1 530 ft/qnh. A ISA-20, à quelle altitude indiquée l avion doit-il passer l Outer Marker? Zi Zv - Z Z -4 1,53 20-122 ft Zi 1 650 ft MÉCANIQUE DU VOL 28 VIRAGE AU TAUX STANDARD Taux standard = 360 en 2 minutes = 3 /s Inclinaison à adopter en virage pour respecter le taux standard : φ : inclinaison en degrés Vp : vitesse en nœuds (kt) φ 15%.Vp (kt) Taux standard à Vp 120 kt φ (Vp/10) + [(Vp/10)/2] 18 TEMPS DE VIRAGE AU TAUX STANDARD En cas de panne du directionnel (conservateur de cap), il est nécessaire d accomplir le virage à l aide du seul compas. Il est bien connu que la lecture du compas magnétique en virage n est pas fiable. Le fait d utiliser le chronomètre et la formule approchée ci-dessous, facilite la sortie de virage au bon cap. Au taux standard pour des Vp < 180 kt : Temps de virage (sec) écart de cap x 0,3 GUIDE PRATIQUE DU PILOTE DE LIGNE RAYON DE VIRAGE Rayon de virage au taux standard : (Vp < 180 kt) Rayon de virage au taux standard et à une Vp de 160 kt R 0,8 NM Remarque : Une autre formule approchée donne le rayon de virage en mètres : R (m) 10.Vp (kt) RAYON DE VIRAGE à φ = 25 Vp (kt) 180 200 220 240 260 R (NM) 1 1,25 1,50 1,80 2,10 Vp (kt) 280 300 320 340 R (NM) 2,50 2,80 3,20 3,60