INSTRUMENTS   DE   VOL

L'INDICATEUR DE VIRAGE




Comme pour l'horizon artificiel ou le directionnel, nous considérons que les notions sur le principe de fonctionnement d'un gyroscope sont acquises.

But de l'indicateur de virage

L'indicateur de virage, appelé Turn coordinator (en anglais) est généralement associé à un indicateur d'inclinaison à bille.
- il détecte la vitesse de rotation autour d'un axe vertical.
- il mesure le taux et le sens du virage.
- il contrôle la régularité du virage.

On appelle taux de virage la vitesse de changement de cap de l'avion.
C'est à dire le nombre de degrés divisé par le temps en secondes.
Le virage est dit standard ou taux = 1 , si l'avion effectue 360° en 120 secondes soit 3° par seconde .

Présentation de l'indicateur de virage

Il se présente sous deux formes :
- une bille aiguille
- une bille maquette

Indi de virage cadran

Eléments composant l'indicateur de virage à aiguille

- Un gyroscope à 1 cadre constituant l'élément sensible à la vitesse de changement de cap de l'avion.
- Un cadre supportant le gyroscope dont l'axe est dirigé suivant l'axe de roulis de l'aérodyne.
- Un ressort de rappel agissant sur le cadre.
- Un amortisseur constitué par un frein à air permet d'amortir les mouvements du cadre.
- Un système retransmettant la rotation du cadre à une aiguille.
- Une aiguille se déplaçant de gauche à droite et de droite à gauche devant un repère de référence placé sur un écran.
- Absence de système érecteur (la position du gyro n'a pas lieu d'être asservie à une référence).

Indcateur Virage formule

Principe de fonctionnement

En virage correct à vitesse uniforme la vitesse de rotation de l'avion sur sa trajectoire peut être représentée par un vecteurIndcateur Virage LettreFlecheOmega.
A cette rotation obligée le gyroscope répondra par une rotation de H vers Ω.
Ainsi lorsque l'avion commence son virage le moment cinétique Indcateur Virage Lettre H va tendre à s'aligner sur la vitesse Indcateur Virage LettreFlecheOmega sous l'effet d'un couple gyroscopique: Indcateur Virage Droit
Ce couple gyroscopique sera équilibré par un couple de rappel créé par un ressort de raideur K proportionnel à l'angle dont tournera la vecteur H. Le cadre prendra alors une position en fonction de l'orientation du vecteur moment cinétique Indcateur Virage Lettre H.
Pour augmenter la sensibilité de l'indicateur de virage, le moment cinétique du rotor est toujours dirigé vers la gauche de l'avion.

Indcateur Virage penche

Alimentation du gyroscope

Elle peut être pneumatique ou électrique:
L'alimentation pneumatique par dépression nécessite l'utilisation d'un dispositif de création de vide. Une pompe à vide entraînée par le moteur de l'avion est généralement utilisée.
La dépression ainsi obtenue se situe entre 4,4 et 5,2 in.hg (unité employée pour ce genre d'instrument).
L'alimentation électrique se fait soit par courant continu généralement en 28 volts, soit par courant alternatif à partir du réseau de bord en 26 volts 400Hz ou 115 volts 400hz.
Le principe de fonctionnement de l'indicateur de virage à maquette est sensiblement pareil à celui de l'indicateur à aiguille.
Ci-dessous à gauche un indicateur pneumatique et à droite un indicateur électrique.

coordinateur de virage

Bille indicateur de symétrie

Une bille située dans un tube en verre incurvé et baignant dans un liquide amortisseur est soumise aux forces des accélérations subies dans le plan transversal.
A l'une des extrémités du tube, un vase d'expansion permet la dilatation du liquide.
Deux repères verticaux distants du diamètre de la bille sont gravés sur le verre.

BilleTube

Principe de fonctionnement

De part sa masse , la bille est constamment soumise aux forces résultantes des accélérations subies par l'avion dans le plan transversal. Le tube étant lié à l'avion, la bille agissant comme un pendule indiquera la direction de la résultante de ces forces, c'est à dire la direction de la verticale apparente.
Le tube étant incurvé, tant que la verticale apparente est perpendiculaire au plan de symétrie des ailes, la bille restera au centre du tube, le vol est alors symétrique.
Si la verticale apparente n'est plus perpendiculaire au plan de symétrie des ailes, la bille se déplacera du côté de la verticale apparente.

Avion en virage à gauche insuffisamment incliné

Billeen virage derape

La bille de masse m est soumise à la pesanteur   Indcateur Bille lettre G   est à l'accélération d'inertie   Indcateur Bille lettre moins Gamma
La résultante   Indcateur Bille lettre Gamma R,   de   Indcateur Bille lettre G   et   Indcateur Bille lettre moins Gamma   n'est pas située dans le plan de symétrie longitudinal de l'avion.

Avion en virage à gauche trop incliné
Même raisonnement, mais cette fois la bille se trouve en bas du tube.

Billeen virage glisse

Utilisation

L'indicateur de virage et la bille permettent donc au pilote de savoir si le vol est rectiligne ou en virage et si il est symétrique.

Vol rectiligne

BilVolRectiligne

Vol en virage à droite

BilVol virage gauche

Vol en virage à gauche

BilVol virage droit

Pendant le roulage au sol, il est possible de vérifier le bon fonctionnement de l'aiguille et de la bille :
- au sol lors d'un virage vers la gauche : l'aiguille doit être à gauche et la bille à droite,
- au sol lors d'un virage vers la droite : l'aiguille doit être à droite et la bille à gauche

Image Suite