Formation FI(A) : Les virages à grandes inclinaisons (Briefing long A…
Formation FI(A) : Les virages à grandes inclinaisons (Briefing long AéroPyrénées)
Briefing long sur les virages à grandes inclinaisons (leçon 21 du guide de l'instructeur VFR de l'ENAC), réalisé dans le cadre de ma formation FI (Flight Instructor) avion chez Aéro Pyrénées à Toussus (LFPN).
Le facteur de charge est le rapport entre le poids apparent (le poids tel qu'il est « ressenti » et qui est fonction à la fois de la gravité et des forces d'inerties du porteur) et le poids réel (créé par la gravité). C'est un vecteur dont les composantes sont des nombres sans dimension (donc sans unité), mais généralement on dit qu'elles s'expriment en « g ».
Le couple gyroscopique est également plus important
Le 3 juin 1973, à 15 h 29, un Tupolev Tu-144 s'écrase au cours d'une démonstration en vol lors du 30e Salon du Bourget1. L'accident, dû à une erreur de pilotage, a causé la mort des six membres d'équipage de l'appareil et de huit personnes au sol.
Briefing long : Virages à grande inclinaison
 Stabiliser des virages à 45° d’inclinaison en
palier et en descente.
 Effectuer des manœuvres d’évitement.
 Sortir d’un virage engagé ou d’une position
inusuelle.
François SUTTER (25/02/2016)
Chapitre I : Rappel des connaissances 05
• L’équation de sustentation 06
• Evolution de la résultante aérodynamique 07
• Facteur de charge et vitesse de décrochage 10
Chapitre II : Les virages à grandes inclinaisons 15
• Définition 16
• Circuit visuel 17
• Contrôle de la trajectoire par la résultante aérodynamique 18
• Contrôle de la trajectoire par l’inclinaison 19
• Roulis induit par différence de portance 20
• Symétrie du vol 21
• Méthode pour stabiliser un virage à 45° en palier 22
• Méthode pour stabiliser un virage à 45° en descente 23
Chapitre III : Le virage engagé 24
• Exemple de situations 25
• Origine aérodynamique 26
• Conséquences 27
• Prévention 28
• Méthodologie de sortie 29
• Actions à ne pas faire 30
Chapitre IV : Quizz 31
Chapitre V : Les erreurs fréquentes 34
Conclusions & Questions 36
Chapitre I : Rappels de connaissances
-> L’équation de sustentation
-> Evolution de la résultante aérodynamique
-> Facteur de charge et vitesse de décrochage
François SUTTER (25/02/2016) 5/36
RAPPELS : L’équation de sustentation (1/3)
[I] RAPPELS – [II] VIRAGE GRANDE INCLINAISON – [III] VIRAGE ENGAGE
 La valeur de la résultante aérodynamique dépend
du couple V et Cz.
 Pour augmenter la valeur Ra, le pilote a 3
 Augmenter Cz en augmentant l’incidence
(via une assiette à cabrer) ;
 Augmenter V (via la manette des gaz)
 Augmenter simultanément Cz et V
François SUTTER (25/02/2016) 6/36
RAPPELS : Evolution de la résultante aérodynamique (2/3)
 Pour maintenir l’équilibre Portance/Poids dans le plan vertical, il faut
augmenter la valeur de la portance.
 A 60° d’inclinaison, la portance (P) doit être doublée.
φ = 45° φ = 60°
P P RAP P
φ = 70°
 A 70° d’inclinaison, la portance (P) doit être triplée.
 A 75° d’inclinaison, la portance (P) doit être quadruplée.
En virage : la portance
doit être supérieure
RAPPELS : Facteur de charge et vitesse de décrochage (3/3)
 Le facteur de charge (n) est directement fonction de l’inclinaison en virage :
 En ligne droite : φ = 0
cos 0° = 1,
= 1n =
 A 30° d’inclinaison on a :
cos 30°  0,9,
 1,15n =
L’inclinaison augmente
 A 60° d’inclinaison on a :
cos 60° = 0,5,
= 2n =
0,5φ =
 Le facteur de charge (n) est également fonction de la vitesse de décrochage :
Vsn = Vsn=1 . √n
√2 ≈ 1,41
Si la vitesse de
décrochage du Pa28 en
ligne droite est de 44
kts, elle sera de 62 kts
à 60° d’inclinaison.
Pour effectuer un virage
à grande inclinaison, il faut augmenter la vitesse
Inclinaison Formule Approximation
15° Vs15° = Vs0°+ 2% Majoration de 02 %
30° Vs30° = Vs0°+ 10% Majoration de 10 %
45° Vs45° = Vs0°+ 20% Majoration de 20 %
60° Vs60° = Vs0°+ 40% Majoration de 40 %
Chapitre II : Les virages à grandes inclinaisons
-> Circuit visuel
-> Contrôle de la trajectoire verticale
-> Roulis induit et symétrie du vol
-> Stabiliser un virage à 45° en palier
-> Stabiliser un virage à 45° en descente
François SUTTER (25/02/2016) 15/36
VIRAGE GRANDE INCLINAISON : Définition (1/8)
 Il n’y a pas de taux particulier qui définit la « grande inclinaison ». On peut
considérer qu’au-delà de 45°, il s’agit de grande inclinaison.
Virage à inclinaison moyenne (10/30°) Virage à grande inclinaison (45° et +)
L’effort au manche est
proportionnel au
VIRAGE GRANDE INCLINAISON : Différences visuelles (2/8)
 Quelles sont les différences visuelles entre une inclinaison nulle et une inclinaison ?
 Inclinaison nulle :
 Repère RPB sur l’horizon
 Absence de défilement
 Maquette au neutre
 Inclinaison :
 Repère RPB incliné sur l’horizon
 Défilement du paysage
 Maquette indique le
taux du virage
La réalisation doit se faire par la
visualisation des repères extérieurs,
la visualisation instrumentale n'est qu'informative.
VIRAGE GRANDE INCLINAISON : Contrôle de la trajectoire verticale par la Ra (3/8)
 On ajuste la valeur de Portance, en jouant sur l’équilibre
 De faibles variations de P
imposent de fortes
modifications de RA donc de
 Compte tenu de la proximité
de l’incidence de décrochage,
la possibilité d’augmenter P
 S’il n’est plus possible d’équilibrer P en augmentant P, il ne reste plus qu’une
seule solution : diminuer l’inclinaison.
P Ф=60°
P Ф=50°
=60°
=50°
Diminuer l’inclinaison
de 10° revient à augmenter
RA de 25% !
VIRAGE GRANDE INCLINAISON : Contrôle de la trajectoire verticale par l’inclinaison (4/8)
VIRAGE GRANDE INCLINAISON : Roulis induit par différence de portance (5/8)
 En virage à grande inclinaison, la vitesse de l’aile extérieure est
plus importante que celle de l’aile intérieure : … la portance
sur l’aile extérieure est donc plus grande que sur l’aile
Le roulis induit est ainsi beaucoup plus important qu’en virage
à moyenne inclinaison. Une action permanente sur le manche du côté
opposé au virage est nécessaire pour s’y opposer.
VIRAGE GRANDE INCLINAISON : Symétrie du vol (6/8)
 En augmentant P, on augmente la force déviatrice
 Le rayon de virage diminue et la force centrifuge FC
 Le poids apparent PA est modifié à son tour et
induit une perturbation de la symétrie du vol.
 Sécuriser la vitesse indiquée en gérant la puissance :
 Avec une inclinaison de 45° en palier, la vitesse de décrochage augmente de 1,18 (Racine
carrée du facteur de charge qui est de 1,4).
 La vitesse de décrochage est donc de 52 kts (44 x 1,18) pour notre avion.
 Il faut ensuite appliquer un coefficient de sécurité pour ne pas décrocher en virage. Avec une
marge de 1,45 Vs, on obtient une Vi qui doit être de 75 kts au minimum (52 x 1,45 = 75)
VIRAGE GRANDE INCLINAISON : Stabiliser un virage 45° en palier (7/8)
 Visualiser les repères extérieurs (RPB et capot sur l’horizon). La visualisation instrumentale reste
uniquement informative.
 Faire varier l’assiette à cabrer pour maintenir la portance supérieure au poids afin de conserver
une pente de trajectoire nulle. L’effort au manche sera proportionnel au facteur de charge.
 Contrer les effets et revenir doucement à une inclinaison nulle (attention à sa propre turbulence
de sillage) et penser au cap d’anticipation (en l’espèce 15° avant).
VIRAGE GRANDE INCLINAISON : Stabiliser un virage 45° en descente (8/8)
 Faire varier l’assiette à piquer pour atteindre l’altitude souhaitée. L’effort au manche sera
proportionnel au facteur de charge.
de sillage) et penser au cap d’anticipation (en l’espèce 15° avant) ainsi qu’à l’altitude
d’anticipation (1/10 de la Vz).
Chapitre III : Le virage engagé
-> Exemple de situations
-> Origine aérodynamique
-> Conséquence
-> Prévention
-> Méthode de sortie
-> Action à ne pas faire
François SUTTER (25/02/2016) 24/36
VIRAGE ENGAGE : Exemples de situations (1/6)
 Le virage engagé peut venir de plusieurs situations :
 Lors du survol de la maison
d’amis, pendant lequel le
pilote se concentre sur le sol
sans faire attention à
 Lors de vols à vue quand le
pilote se retrouve
accidentellement dans la
couche nuageuse en raison
d'une situation météo qui se
dégrade rapidement.
 Lors d’un meeting, pendant lequel le pilote d’essai va vouloir montrer son habileté en faisant
évoluer l’avion à ses limites opérationnelles.
VIRAGE ENGAGE : Origine aérodynamique (2/6)
 D’un point de vue aérodynamique, le virage engagé
à pour origine :
 une résultante aérodynamique d’intensité
insuffisante (incidence ou vitesse trop
 une inclinaison trop forte qui ne permet pas
d’établir une composante P de valeur
VIRAGE ENGAGE : Conséquences (3/6)
 Le virage engagé à pour conséquence
une perte de contrôle :
 de l’assiette (variation à piquer) ;
 de l’inclinaison ;
 de l’assiette et de l’inclinaison.
VIRAGE ENGAGE : Prévention (4/6)
 Pour se protéger d’un départ en virage engagé, il
 majorer sa vitesse et/ou augmenter Cz en
augmentant l’incidence, pour conserver
l’équilibre dans le plan vertical ;
 Bien contrôler la symétrie et les effets
 Détecter immédiatement toute variation
d’assiette à piquer lors d’un virage à grande
ρ.S.V².Cz ;
VIRAGE ENGAGE : Méthode de sortie (5/6)
 Pour sortir d’un virage engagé vers le sol, il faut agir rapidement sur ses causes dans un ordre précis :
1) Réduction de puissance (attention au braquage des gouvernes lors de vitesses proches de la VNE) ;
2) Retour à une inclinaison nulle avec l’axe de roulis (ailerons) ;
3) Ressource souple avec l’axe de tangage (profondeur) pour regagner de l’altitude (assiette à cabrer)
4) Remise progressive de la puissance (contrôle de la symétrie avec les palonniers).
 Pour sortir d’un virage engagé vers le ciel, il faut agir rapidement sur ses causes dans un ordre précis :
1) Retour à une inclinaison nulle avec l’axe de roulis (ailerons) ;
2) Augmentation de puissance (plein gaz) ;
3) Ressource avec l’axe de tangage (profondeur) pour afficher une assiette à piquer ;
4) Réduction progressive de la puissance (contrôle de la symétrie avec les palonniers) pour revenir en
régime de croisière en palier stabilisé.
VIRAGE ENGAGE : Actions à ne jamais faire (6/6)
 Compte tenu de l’inclinaison importante, une action à cabrer ne permettra pas de
rétablir l’équilibre dans le plan vertical.
 Par contre, en fonction de l’inclinaison, une action à cabrer peut entraîner de graves
 Accentuation de la pente de trajectoire =>
Perte de hauteur rapide => Collision avec le
 Augmentation rapide de la vitesse et du facteur
de charge => Dépassement du domaine de vol
=> Rupture en vol de la structure.
 La vitesse de _____________ est proportionnelle à la racine carrée du
facteur de charge.
 A inclinaison nulle (φ = 0), le facteur de charge est de : 1
 Qu’est-ce que le roulis induit par différence de portance ?
 En virage à grande inclinaison, la vitesse de l’aile extérieure est plus
importante que celle de l’aile intérieure : … la portance sur l’aile
extérieure est donc plus grande que sur l’aile intérieure.
 A soixante degré d’inclinaison (φ = 60°), le facteur de charge est de : 2
 Si un avion décroche en lisse à 44 kts, à inclinaison nulle, quelle sera sa
vitesse de décrochage à 60° d’inclinaison : 62 kts [ 44 + (44 x 1,41)
 Quelle est l’action à ne jamais faire en virage engagé (vers le sol) ?
 Tirer sur le manche pour prendre une assiette à cabrer.
 Quel est le risque de dépasser le facteur de charge ?
 Rupture de la structure de l’avion.
 Quelles sont les actions pour sortir d’un virage engagé vers le sol ?
1) Réduction de puissance ;
2) Inclinaison nulle ;
3) Ressource souple ;
4) Remise progressive de la puissance et contrôle de la symétrie.
François SUTTER (25/02/2016) 34/36
 Mauvaise maîtrise de l’assiette en virage,
 Pas d’apport de puissance,
 Mauvais contrôle de la symétrie,
 Mauvais dosage des corrections d’assiette à cause des efforts aux
 Fatigue due à l’encaissement des G,
 Non connaissance des techniques utilisées par les voltigeurs
(contraction des abdos, blocage de la respiration).
François SUTTER (25/02/2016) 35/36
 Rappel :
La vitesse de décrochage est proportionnelle à la racine carrée du
30° d’inclinaison = √ 1,15 (soit 1,07)
45° d’inclinaison = √ 1,4 (soit 1,18)
60° d’inclinaison = √ 2 (soit 1,41)
L’inclinaison augmente la vitesse de décrochage.
 Résultante aérodynamique
En virage, il faut augmenter la puissance pour que la portance
compense le poids qui augmente.
A une certaine inclinaison, il n’est plus possible d’augmenter la
portance par l’incidence. La seule solution est de diminuer
 Stabiliser un virage à grande inclinaison
Prendre une vitesse adaptée (1,45 Vs).
Afficher un repère visuel.
Faire des variations d’assiette à cabrer.
Contrôler le taux d’inclinaison et la symétrie.
Effectuer une sortie douce et anticiper le
Prendre une vitesse adaptée (1,4(5Vs).
Faire des variations d’assiette à piquer.
cap et l’altitude.
François SUTTER (25/02/2016) 36/36