On reparle d’AOA ?

[gma]

Les automatismes évoluent eux aussi avec l'usage...

Si les derniers PA utilisent aujourd'hui des paramètres de vitesse, d'altitude et de cap pour fonctionner, il ne faut pas oublier que les premiers de sperry, de Bendix ou encore Britain voir Crouzet utilisaient le coordinateur de virage et un horizon artificiel spécifique ou le pilote dressait la pente de montée et le directionnel qu'il désirait pour suivre une route électrique (forcément celle de NDB en NDB au début) à une altitude choisie.

Et je suis pas certains que ces automatismes là, pourtant très au point et encore exploitables de nos jours, qui utilisaient l'angle d'attaque, l'inclinaison et le dérapage pour fonctionner... Soit des données "nobles" pour le puriste du geste de pilotage, aient garantis un haut niveau de sécurité sur les vols commerciaux conduits en pilotage automatique.

[Matthias]

Le "bird" est un automatisme ? ou un instrument ?

[arogues]

Le "bird" est un automatisme ? ou un instrument ?

Un "instrument" (qui peut pour certains PA etre en quelques sorte asservi : suivre un flight path angle et une route, fait que ton "bird" devient fixe).
Comme c'est ton vecteur vitesse (dans un référentiel sol), il devient interressant si :
- tu as une vision synthétique pour le placer (donc par ex : G1000 Perspective, G500 Txi, ... je ne connais pas les autres systèmes)
- Un collimateur tête haute (HUD : Head Up Display, mais la c'est le domaine (pour le moment...) des avions de lignes et de chasse).

Tu place le bird sur le point d'aboutissement et tu peut en quelques sorte "oublier" la notion de dérive (je dis en quelques sorte, car si d'un coup par ex tu perds ton capteur de température, tu perds la TAS donc tu perds la capacité à avoir un bird, et la faut revenir à l'ancienne...).

[Delépine]

C'est beaucoup moins cher de faire tout cela à l'identique sur simulateur.

[Manu]

Juste une question : comment on installe un AOA sur un monomoteur à hélice ? La palette sur le fuselage c'est pas trop possible, en bout d'aile il y a les tourbillons marginaux, à côté du pitot c'est dans la couché déviée par l'aile, ...


Manu

[lbleriot]

J’avais l’impression que sur les SEP c’est un Pitot avec deux trous qui remplace l’ancien Pitot avec un seul trou. Les deux trous prennent le vent dans deux directions et donnent l’indication badin et angle d’attaque (il faut une calibration pour le type d’avion)

https://dynonavionics.com/aoa-pitot-probes.php

https://www.aircraftspruce.com/catalog/inpages/pitottube11-12973.php

Parfois il y a des Pitot avec 3 trous pour prise static, prise dynamique et prise incidence


Il y a des systèmes qui mesurent l’angle directement, ça ressemble à ça mais il faut trouver l’endroit idéal pour le mettre, sur un piston monomoteur avec hélice c’est compliqué

https://youtu.be/Vgw8AawCuYM?feature=shared

[lbleriot]

Et je suis pas certains que ces automatismes là, pourtant très au point et encore exploitables de nos jours, qui utilisaient l'angle d'attaque, l'inclinaison et le dérapage pour fonctionner... Soit des données "nobles" pour le puriste du geste de pilotage, aient garantis un haut niveau de sécurité sur les vols commerciaux conduits en pilotage automatique.

Je ne pense pas que l’angle d’attaque (appelons ça Alpha) est une donnée de pilotage mais plutôt un paramètre à surveiller? c’est un paramètre très volatile vers -2deg (VNE) et +14deg (VS0) et un alpha constant ne permet pas d'avoir une trajectoire stable (**)

C’est comme le cap et la dérive, certes on peut suivre un chemin sur GPS sans connaître le cap et le vent mais parfois faire un cercle avec 100kts de vent et un avion de 90kts n’est pas possible…

Il faut faire attention avec “cette donnée noble", elle est le résultat des lois de la physique sur les données assiettes et puissance. Par exemple avec 1G, le système alpha = 0 n’a pas de solution quand puissance = 0 (**), c’est un vrai problème quand les données nobles sont polluées ou quand elles sont introduite dans les automatismes sans assez de tests. Il y a des automatismes qui prennent l’AoA: “Alpha Floor”, “ESP enveloppe protection”, “stick-shaker”, “alpha auto-trim”…mais tu as toujours un pilote qui fait une bataille avec ces automatismes: Sully avec max Alpha, AlphaFloor sur AF296Q, givrage AoA sur AF447, Éthiopien Airlines sur Boeing MAX...

Un pilote-automatique qui maintient l’angle d’attaque va être compliqué car il doit être calibré à chaque type d’avion et prendre en compte un modèle physique de l’avion (des millions de lignes de code source et des milliers de pages dans la doc).

Après ça peut être cool comme Alpha-PA pourquoi pas? imagine mettre un “PA AoA” en hélicoptère? vu aue l’AoA des pales est censé oscillé (un déjà PA assiette en hélicoptère c’est un oxymore c’est plutôt un système de “stabilisation d’assiette”) ou un ”PA AoA” dans un planeur? (avec des ascendantes ou descendantes).

N'oublions pas que le compensateur (aérodynamique) est le premier auto-pilote qui maintient l'angle d'attaque de la gouverne de profondeur (pas de l'aile). A puissance constante, il maintient aussi l'angle d'attaque de l'aile, il suffit just de lâcher les controls et il va faire un beau travaille pour garder un AoA constant (mais la trajectoire verticale devient très moche après quelques minutes).

On peut même piloter et se poser avec le trim à l'atterrissage, c'est un exercice très intéressant que j'ai fait sur C172 avec un vent calm mais je n'arrive pas à faire sur un Mooney car les nez est lourd, il faut mettre 50kg dans les bagages pour le poser avec le trim...

(**) En vrai on peut “piloter avec alpha" sans puissance, l’avion va cabrer puis va baisser le nez, vu la perte d’énergie dans le cycle, il va osciller une deuxième fois mais très haut et très bas pour chercher à maintenir son alpha avec des variations de G. Avec alpha = 0 sans puissance ça s’appelle une “chute libre” (“vol parabolique” avec G<1), ça me rappelle quelques accidents ou l'avion cherchait à maintenir alpha sans limitation sur l'assiette et puissance ou rotation du trim, ce genre de truc doit être évident pour un ingénieur ou un mec qui écrit du code mais apparemment tout est possible quand le but est de démontrer un critère de certification avec des lignes de code sans faire attention au monde physique...

[Matthias]

Juste une question : comment on installe un AOA sur un monomoteur à hélice ? La palette sur le fuselage c'est pas trop possible, en bout d'aile il y a les tourbillons marginaux, à côté du pitot c'est dans la couché déviée par l'aile, ...


Manu

Sur ce Yak, c'est au milieu de l'intrados de l'aile...
https://www.google.com/search?client=fi ... P8F10,st:0

[Gilles131]

Je ne pense pas que l’angle d’attaque (appelons ça Alpha) est une donnée de pilotage mais plutôt un paramètre à surveiller? c’est un paramètre très volatile vers -2deg (VNE) et +14deg (VS0) et un alpha constant ne permet pas d'avoir une trajectoire stable

L’incidence est le paramètre fondamental de la mécanique du vol, mais l’utiliser comme moyen de pilotage, si du moins c’était possible, demanderait une méthode et une formation qui a ce jour n’existent pas - sauf cas particulier de l’appontage, qui a ses exigences particulières.
Ce paramètre pourrait cependant être avantageusement utilisé comme approche des limites (décrochage) de façon directe, au lieu de le faire de façon très indirecte par la vitesse, puisqu’il faudrait savoir faire varier cette vitesse mini en fonction de la masse, du facteur de charge, de l’altitude, de la pression, de la température, etc… (ce que font les calculateurs des avions de ligne)
L’utilisation comme butée du paramètre unique et à limite invariante qu’est l’incidence est infiniment plus facile.

Il y a d’autres utilisations faciles: par exemple mon planeur a un indicateur d’incidence, simple fil de laine sur le côté de la verrière. Très utile pour déterminer la bonne position des volets.
La méthode classique est fonction de la vitesse, mais il y faudrait un jeu de vitesses pour chaque masse, donc chaque quantité d’eau dans les ballasts; elle n’est donc jamais juste.
La méthode « à l’incidence » (donc au fil de laine) est simple et indépendante de la masse: on ajuste le braquage des volets pour garder l’écoulement parallèle au fuselage, donc à traînée minimum. Quelle que soit la masse.

N'oublions pas que le compensateur (aérodynamique) est le premier auto-pilote qui maintient l'angle d'attaque de la gouverne de profondeur (pas de l'aile). A puissance constante, il maintient aussi l'angle d'attaque de l'aile, il suffit just de lâcher les controls et il va faire un beau travaille pour garder un AoA constant (mais la trajectoire verticale devient très moche après quelques minutes).

Le compensateur de profondeur définit, sans effort au manche, le « V longitudinal » donc le Cz (l’incidence) de l’équilibre longitudinal. Selon la puissance appliquée la trajectoire sera rectiligne (palier, montée, descente) ou pas (ressource), et à vitesse constante ou pas. Si on lâche les commandes l’évolution de la trajectoire sera fonction de la « stabilité manche libre ».

On peut même piloter et se poser avec le trim à l'atterrissage, c'est un exercice très intéressant que j'ai fait sur C172 avec un vent calm mais je n'arrive pas à faire sur un Mooney car les nez est lourd, il faut mettre 50kg dans les bagages pour le poser avec le trim...

Exercice très différent selon que l’on simule la rupture ou bien le blocage de la commande de profondeur. Dans le premier cas l’effet du trim est dans le sens habituel; dans le second, il est à l’envers: trimmer à cabrer fait piquer le nez. Mieux vaut y avoir pensé avant…..

En vrai on peut “piloter avec alpha" sans puissance, l’avion va cabrer puis va baisser le nez, vu la perte d’énergie dans le cycle, il va osciller une deuxième fois mais très haut et très bas pour chercher à maintenir son alpha avec des variations de G.

C’est l’oscillation phugoïde.

Avec alpha = 0 sans puissance ça s’appelle une “chute libre” (“vol parabolique” avec G<1)

Non. Un vol parabolique exige l’incidence de portance nulle (et non pas zéro, tous les profils non-symétriques développent une portance à incidence zéro) mais surtout une poussée (traction si hélice) ex-ac-te-ment égale à la traînée. Les vols parabolique de bonne qualité, utilisés pour l’entraînement des astronautes, se pratiquent à 3 pilotes: un uniquement concentré sur la gestion de la poussée pour avoir 0 g sur l’axe x, un concentré uniquement sur la profondeur pour que l’évolution d’assiette maintienne parfaitement, à chaque instant, l’incidence de portance nulle pour avoir 0g sur l’axe z. Le troisième maintient l’inclinaison nulle pour décharger celui chargé de l’assiette, et en tirant à l’aide de ficelles les cornes du manche vers le bas, pour éviter toute interférence en profondeur.

[lbleriot]

Tu as raison, c’est portance nulle pas alpha = 0 mais ils sont très liés quand les ailes sont quasi-symétriques

Pour les “pilote-automatique sur AoA”, les américains ont réussi à faire un appontage auto avec Hornet en 2010, donc c’est possible de coupler un pilote automatique sur l’AoA mais la poussée sur un Hornet permet plus de marge, elle supporte le poids de l’aéronef quand il est en “low drag index”, ce qui est le cas lors d’un retour de mission. Mais pour les appontages: l’AoA reste primaire pour accrocher le crochet !

En SEP, le gros désavantage du AoA c’est la stabilité en turbulence, la plupart des vidéos YouTube avec Carbon Cubs pilotés en AoA sont faites avec vent < 3kts et “trop de puissance” 150cv-250cv. Je n’ai pas vu une vidéo avec 20kts de travers? ou turbulence? sinon c’est -2000fpm en courte finale quand on perd 30kts avec une rafale de face ou côté. quand j’atterri avec mon avion 40kts G 50kts avec +/-25kts de vitesse en courte finale je ne vois pas comment un AoA va me servir à quelque chose? il faut rester sur la moyenne du badin, le classique avec un pendule pas l’EFIS

L’autre truc quand on ramène un avion en 2nd régime et on prend une rafale, il faut pousser le manche vers le sol à plein puissance pour réduire son taux de descente et sa traînée surtout si l’avion n’est pas très motorisé, à 50ft du sol ce n’est pas une situation d’avenir

Les atterrissages avec AoA c’est mieux quand le vent est très calm avec un beau CAVOK et 1030hPa l’hiver ou été avec une casquette cool, lunettes cool, 200cv devant sur un deux places. Ce n’est pas top pour des conditions avec des vents et rafales: l’AoA n’est pas très utile quand les autres paramètres oscillent. Se prendre le sol avec AoA constant à -3000fpm ce n’est pas un atterrissage, surtout avec un moteur à 100% de puissance pour “casser sa descente”

Sur un avion piston, le seul avantage de l’AoA c’est pour calibrer sa Vref en début d’approche avec poids et config d’arrivée et puis oublier AoA et piloter cette Vref lors de la finale (après il faut un maintien de la vitesse et le plan).

[Gilles131]

En SEP, le gros désavantage du AoA c’est la stabilité en turbulence

Le problème en turbulence vient d’un amortissement insuffisant, voire nul, des instruments électroniques là où l’inertie des instruments mécaniques (badin) calme et « moyenne » ( terme que tu utilises aussi plus loin) l’information, dans une certaine mesure.
On avait le même problème avec le badin (informatique, PFD) de l’A320 qui devenait illisible en turbulence alors que celui de Boeing, correctement filtré, restait parfaitement utilisable.
C’est donc facile à résoudre avec un filtre.
Les ingénieurs d’Airbus justifiaient leur choix par « la nécessité pour le pilote d’avoir conscience de la turbulence »! Comme si le fait de se faire secouer dans tous les sens ne les informait pas de l’existence de cette turbulence…

Quand j’atterri avec mon avion 40kts G 50kts avec +/-25kts de vitesse en courte finale je ne vois pas comment un AoA va me servir à quelque chose? il faut rester sur la moyenne du badin, le classique avec un pendule pas l’EFIS

On en revient toujours au même problème : tu as une méthode avec la vitesse, mais tu n’en a pas avec l’incidence. Cela ne signifie pas qu’on ne peut pas en développer une: l'aéronavale l’a fait.

L’autre truc quand on ramène un avion en 2nd régime et on prend une rafale, il faut pousser le manche vers le sol à plein puissance pour réduire son taux de descente et sa traînée

La méthode des essais en vol pour voler au second régime: la vitesse (donc l’incidence) au manche et la trajectoire (le vario) aux gaz. Méthode que pour ma part je pratique systematiquement en finale, pour la précision de pilotage et le confort qu’elle procure.

Sur un avion piston, le seul avantage de l’AoA c’est pour calibrer sa Vref en début d’approche et puis piloter cette Vref lors de la finale (après il faut un maintien de la vitesse et le plan).

En l’absence de méthode pour faire mieux, oui.
Mais c’est déjà beaucoup d’avoir la bonne VRef, quelle que soit la masse et sans avoir besoin de la connaître.

Tiens, ça me rappelle une poignée d’hurluberlus de voisins de hangar, en train d’inventer un PA révolutionnaire. Seul petit problème: il est basé sur la connaissance, à tout instant et avec une parfaite précision, de la masse instantanée. Bon courage, avec les pratiques usuelles en avion léger!

[Luc Lion]

On avait le même problème avec le badin (informatique, PFD) de l’A320 qui devenait illisible en turbulence alors que celui de Boeing, correctement filtré, restait parfaitement utilisable.
C’est donc facile à résoudre avec un filtre.

Filtre Kalman ?

[F-PIZZ]

Filtre à café. C'est mieux pour la vigilance.

[F-PIZZ]

Filtre à café. C'est mieux pour la vigilance.

[Gilles131]

On avait le même problème avec le badin (informatique, PFD) de l’A320 qui devenait illisible en turbulence alors que celui de Boeing, correctement filtré, restait parfaitement utilisable.
C’est donc facile à résoudre avec un filtre.

Filtre Kalman ?

Aucune idée, mais il se disait dans les couloirs du bureau d’études commandes de vol qu’ils avaient dû y incorporer un filtre « anti-Ziegler », tant ses tremblements étaient visibles sur les enregistrements d’essais en vol.