INSTRUMENTS   DE   VOL

L'ANÉMOMÉTRE


Préambule

Au début de l'aviation les indicateurs de vitesse étaient rudimentaires comme le montre la photo ci-dessous du De Havilland Tiger-Moth.

Anemo Tiger-Moth

Une lamelle perpendiculaire au vent relatif et attachée à l'une de ses extrémités à un ressort antagoniste, se déplace devant un cadran gradué en MPH (Mille par heure). L'ensemble est fixé à l'un des mâts entre l'aile supérieure et l'aile inférieure.
Inconvénients :
- manque de précision
- erreur d'indication en vol dissymétrique (dérapage ou glissage)
- erreur d'indication en virage

But de l'anémomètre

L'anémomètre fournit la vitesse de déplacement de l'avion par rapport à la masse d'air.
Cette vitesse est appelée vitesse vraie VV ou TAS (true air speed).
L'anémomètre est un manomètre qui mesure la différence entre la pression totale Pt et la pression statique Ps. Cette différence s'appelle la pression dynamique q.

Présentation de l'anémomètre

Les unités les plus utilisées pour la graduation des cadrans sont:
- Les Kt ( nœuds ), les MPH ( miles par heure ) pour les avions de transport et les avions privés à droite.
- Les KM Km ( kilomètres/heure ) pour certains avions privés et les planeurs à gauche.

Anemo 2 cadrans

Principe de fonctionnement

Une antenne de pression totale placée dans un écoulement d'air uniforme (ou une antenne fournissant Pt et Ps) est reliée à une capsule anémométrique par une système de canalisations.
Une prise de pression statique située sur le fuselage de l'avion est également reliée au boîtier étanche.
La capsule anémométrique est sensible à la différence de la pression totale moins la pression statique.
Un levier et système d'engrenages amplifient et retransmettent les déformations de la capsule à une aiguille qui se déplace devant un cadran gradué en vitesse.
L'anémomètre est donc un manomètre qui mesure la différence Pt (pression totale) - Ps (pression statique).
Cette différence s'appelle la pression dynamique q

Anem Schema Principe

Les différentes vitesses

L'anémomètre est donc basé sur la mesure la pression dynamique.
Pd = Pt - Ps = ½ ρ V2
Avec V = vitesse vraie Vv ou TAS (True Air Speed).
Mais ρ varie en fonction de la pression statique et de la température. Pour éliminer les variations de ρ on prend en compte la masse volumique au niveau de la mer en conditions standard ( ρ0 = 1,225kg.m3).
En altitude l'anémomètre indiquera une vitesse appelée vitesse équivalent VE ou EAS (Equivalent Air Speed) :
Pd = ½ ρ0 VE2
La correction qui permet de calculer Vv à partir de VE s'appelle la correction de densité.
δ étant la densité relative   Anemmométre Equivalent vit

Pour les avions dont la vitesse vraie (vitesse propre) dépasse 200kt, la compressibilité de l'air doit être prise en compte et l'équation de Bernoulli n'est plus valable. Il faut utiliser la loi de Saint Venant. Lorsque le nombre de Mach est supérieur à 1 (vol supersonique) la loi de Saint Venant n'est plus valable et il faut prendre en compte la loi de Lord Rayleigh beaucoup plus complexe.

Anémomètre d'un avion léger


Anemmométre Simple

Les différentes vitesses

VI ou IAS (indicated air speed):
Vitesse lue sur l'anémomètre. Elle est couramment utilisée pour piloter.

VIC ou CIAS (corrected indicated air speed):
Vitesse qui serait lue sur le cadran si l'instrument était parfait.

VC ou CAS (calibrated air speed):
Vitesse qui serait égale à VIC si l'installation de l'antenne anémomètrique était parfaite.

EV ou EAS (équivalent air speed):
Vitesse qui serait égale à VC si l'air était incompressible (cas où la vitesse de l'avion est faible).

VV ou TAS (true air speed):
Vitesse de l'aéronef par rapport à la masse d'air, elle serait égale à EV si la masse volumique de l'air ne dépendait pas de l'altitude.

Vp vitesse propre:
Composante horizontale de VV, si la pente est faible Vp = VV

Vs ou Gs (ground speed):
Vitesse sol, sera égale à Vp si le vent est nul.

En résumé

Un anémomètre ne fournit au pilote la vitesse vraie VV ou TAS que dans des conditions particulières:
- instrument et installation anémomètrique parfaits
- atmosphère standard
- vitesse inférieure à 0.3 mach (écoulement d'air considéré comme incompressible)
- altitude faible (influence de la température)

C'est pour toutes ces raisons que les avions de ligne actuels sont équipés de centrale aérodynamique qui détermine la vitesse vraie à partir de la température statique réelle et du nombre de Mach.

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