Plage de vitesse réduite
- Auteur de la discussion Dochelico
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JackZ
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Pour faire simple:
La vitesse de croisière optimale est un compromis entre un régime moteur de fonctionnement économique et une marge de protection vis à vis de la vitesse maximale et vis à vis de la vitesse minimale de maintien en palier.
1-En vitesse de croisière élevée, et au FL390 (plafond opérationnel) on est très proche du MMO (Mach Maximum), et d’ailleurs si tu regardes le régime moteur il est en moyenne assez élevé (80-90%) car les moteurs ont fort à faire pour combattre la traînée liée à la vitesse. La MMO est une limite aérodynamique, au delà de laquelle l’écoulement de l’air sur l’aile devient supersonique, ce qui induit des effets aérodynamiques indésirables (buffeting, Mach tuck, trainee ++, etc…) dans les détails desquels je ne rentrerai pas.
Cette marge de vitesse supérieure est faible, et la moindre turbulence peut amener l’avion à la MMO, ce qui explique entre autres pourquoi on ralentit en air turbulent.
2- A haute altitude, il faut aussi de la puissance (et donc de la vitesse) pour se maintenir en l’air car l’air est peu dense.
En effet, à haute altitude la faible densité de l’air (Rho) qui intervient dans la formule de la portance influe beaucoup, et donc pour maintenir une portance équivalente on doit avoir une vitesse élevée.
En dessous d’une certaine vitesse la portance n’est plus suffisante, cela signifie qu´en altitude la marge de vitesse inférieure minimale est bien plus élevée qu’à des niveaux inférieurs.
Si la vitesse diminue trop, l’énergie perdue ne pourra pas être récupérée même à plein régime tout en maintenant le palier, et dans ce cas, la seule solution sera de piquer et descendre pour regagner de la vitesse.
Évidemment on a aussi besoin en temps normal d’un reliquat de puissance disponible pour pouvoir faire face aux turbulences et autres éléments perturbateurs, ce qui fait qu’on essaie en croisière de ne pas s’approcher de la VLS (vitesse mini selectable, green dot) pour pouvoir garder ce faible surplus de puissance.
—-> On voit donc que plus on monte, plus la vitesse optimale de croisière est “coincée“ entre une limite “aérodynamique“ en haut (la MMO), et une limite de réserve de puissance (VLS d’abord, puis VS) en bas.
De manière plus théorique, on se retrouve en vitesse de croisière optimale à peu près au point bas de la courbe puissance/trainée, et toute variation importante en plus ou en moins de la vitesse nécessitera à un moment un ajout de puissance qui sera elle même forcément limitée par le maximum disponible (MCT, la zone hachurée sur le schéma). (Désolé pour la qualité du croquis à la main sur iPhone)
Comme tu l’as remarqué la marge haute et basse des vitesses dispos se réduit à mesure que l’on monte.
Cette marge réduite en altitude est appelée le “coffin corner” (coin du cercueil) en anglais, version imagée mais explicite de la difficulté à maintenir précisément la vitesse lorsqu’on est près du plafond.
Le PA en altitude est quasi obligatoire de ce fait (indépendamment des exigences liées au vol en espace RVSM), et en cas de sévères turbulences, on devra peut-être descendre pour augmenter la largeur du cercueil…
J’ai lu que l’avion espion U2 qui monte très haut en altitude avait une marge de Coffin corner de +/-2.5 kts seulement….
La vitesse de croisière optimale est un compromis entre un régime moteur de fonctionnement économique et une marge de protection vis à vis de la vitesse maximale et vis à vis de la vitesse minimale de maintien en palier.
1-En vitesse de croisière élevée, et au FL390 (plafond opérationnel) on est très proche du MMO (Mach Maximum), et d’ailleurs si tu regardes le régime moteur il est en moyenne assez élevé (80-90%) car les moteurs ont fort à faire pour combattre la traînée liée à la vitesse. La MMO est une limite aérodynamique, au delà de laquelle l’écoulement de l’air sur l’aile devient supersonique, ce qui induit des effets aérodynamiques indésirables (buffeting, Mach tuck, trainee ++, etc…) dans les détails desquels je ne rentrerai pas.
Cette marge de vitesse supérieure est faible, et la moindre turbulence peut amener l’avion à la MMO, ce qui explique entre autres pourquoi on ralentit en air turbulent.
2- A haute altitude, il faut aussi de la puissance (et donc de la vitesse) pour se maintenir en l’air car l’air est peu dense.
En effet, à haute altitude la faible densité de l’air (Rho) qui intervient dans la formule de la portance influe beaucoup, et donc pour maintenir une portance équivalente on doit avoir une vitesse élevée.
En dessous d’une certaine vitesse la portance n’est plus suffisante, cela signifie qu´en altitude la marge de vitesse inférieure minimale est bien plus élevée qu’à des niveaux inférieurs.
Si la vitesse diminue trop, l’énergie perdue ne pourra pas être récupérée même à plein régime tout en maintenant le palier, et dans ce cas, la seule solution sera de piquer et descendre pour regagner de la vitesse.
Évidemment on a aussi besoin en temps normal d’un reliquat de puissance disponible pour pouvoir faire face aux turbulences et autres éléments perturbateurs, ce qui fait qu’on essaie en croisière de ne pas s’approcher de la VLS (vitesse mini selectable, green dot) pour pouvoir garder ce faible surplus de puissance.
—-> On voit donc que plus on monte, plus la vitesse optimale de croisière est “coincée“ entre une limite “aérodynamique“ en haut (la MMO), et une limite de réserve de puissance (VLS d’abord, puis VS) en bas.
De manière plus théorique, on se retrouve en vitesse de croisière optimale à peu près au point bas de la courbe puissance/trainée, et toute variation importante en plus ou en moins de la vitesse nécessitera à un moment un ajout de puissance qui sera elle même forcément limitée par le maximum disponible (MCT, la zone hachurée sur le schéma). (Désolé pour la qualité du croquis à la main sur iPhone)
Comme tu l’as remarqué la marge haute et basse des vitesses dispos se réduit à mesure que l’on monte.
Cette marge réduite en altitude est appelée le “coffin corner” (coin du cercueil) en anglais, version imagée mais explicite de la difficulté à maintenir précisément la vitesse lorsqu’on est près du plafond.
Le PA en altitude est quasi obligatoire de ce fait (indépendamment des exigences liées au vol en espace RVSM), et en cas de sévères turbulences, on devra peut-être descendre pour augmenter la largeur du cercueil…
J’ai lu que l’avion espion U2 qui monte très haut en altitude avait une marge de Coffin corner de +/-2.5 kts seulement….
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"Le PA en altitude est quasi obligatoire "
Je confirme en Beech 200 pourtant un "petit avion" _selon les journaleux_ par temps + que calme au FL240 tenir un cap et une altitude c'est la galère, sans avoir la sensation de toucher au manche on prend +/- 300 à 500' comme qui rigole et garder le cap à 2°, 3° impossible > tu passe ton temps à essayer de maintenir tout ça et au bout d'une heure t'as perdu 20 kg
Je confirme en Beech 200 pourtant un "petit avion" _selon les journaleux_ par temps + que calme au FL240 tenir un cap et une altitude c'est la galère, sans avoir la sensation de toucher au manche on prend +/- 300 à 500' comme qui rigole et garder le cap à 2°, 3° impossible > tu passe ton temps à essayer de maintenir tout ça et au bout d'une heure t'as perdu 20 kg
Merci de toutes vos réponses.
En particulier des explications détaillées et pédagogiques de JackZ). qui permettent de bien comprendre
pourquoi, à haute altitude, la marge restreinte haute et basse des vitesses porte ce nom de coffin corner.
PS : Je suis impressionné par : "J’ai lu que l’avion espion U2 qui monte très haut en altitude avait une marge de Coffin corner de +/-2.5 kts seulement…."
En particulier des explications détaillées et pédagogiques de JackZ). qui permettent de bien comprendre
pourquoi, à haute altitude, la marge restreinte haute et basse des vitesses porte ce nom de coffin corner.
PS : Je suis impressionné par : "J’ai lu que l’avion espion U2 qui monte très haut en altitude avait une marge de Coffin corner de +/-2.5 kts seulement…."
Le U2 avait une trés grande envergure ce qui lui permettait de voler à trés haute altitude tout en gardant une portance "critique" ! comme la spécifié JackZ .
Les grands avions d'affaires tels que Gulfsteam ou Dassault qui volent aussi trés haut (mais moins haut que le U2 , mais plus haut que nos liners ) ont aussi des envergures conséquentes pour garder une portance sécurisée.
En supersonique , les ailes deviennent "Delta" (Concorde , Mirages , etc ) et "moustachues" (Rafale et autres) car là , c'est la vitesse qui compense
Les grands avions d'affaires tels que Gulfsteam ou Dassault qui volent aussi trés haut (mais moins haut que le U2 , mais plus haut que nos liners ) ont aussi des envergures conséquentes pour garder une portance sécurisée.
En supersonique , les ailes deviennent "Delta" (Concorde , Mirages , etc ) et "moustachues" (Rafale et autres) car là , c'est la vitesse qui compense
