NORMES DE CERTIFICATIONS

DISTANCES ET VITESSES ASSOCIÉES AU DÉCOLLAGE COMMUTER



- Paramètres influents sur les performances au décollage

- Distance de décollage

- Trajectoire d'envol avec panne moteur

- Longueur de piste


Rappel COMMUTER CS-23 et Far 23

La catégorie avions de transport régional ou commuter est limitée aux avions multi-moteurs à hélices pour CS 23 et avions à turbopropulseurs bimoteurs pour FAR 23. Ces avions ont une configuration des sièges , sans compter les sièges pilotes de 19 ou moins et un poids maximal au décollage de 8168 kg (19000 lbs) ou moins .

La trajectoire de décollage

La trajectoire de décollage s'étend depuis le départ arrêté jusqu'à un point du décollage auquel l'avion se trouve à 1500ft au-dessus de la surface de décollage, ou jusqu'au point auquel le passage de la configuration « décollage » à la configuration « en route » est terminée, avec une vitesse ≥ 1,2 VS1 .
Elle se décompose en deux phases:
    - Le décollage, lui-même composé d'une phase de roulage au sol et d'une phase aérienne.
    - La trajectoire d'envol composée de plusieurs segments

Dec Dist sans panne

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Paramètres influents sur les performances au décollage

- Température : Un accroissement de la température diminue la masse volumique de l’’air ambiant et les performances de la motorisation.
- Altitude pression : Un accroissement de l’’altitude pression diminue la masse volumique de l’’air ambiant et les performances de la motorisation. Il en résulte un accroissement de la distance de décollage et une diminution de la pente de montée.
- Vent : Le vent de face entraîne une diminution de la distance de décollage.
- Braquage des volets : Une diminution du braquage entraîne une augmentation de la vitesse de décrochage Vs donc une augmentation de la distance de décollage. Par contre le coefficient de traînée Cx diminuera et les pentes de montée seront améliorées.
La réglementation exige que la trajectoire de décollage soit déterminée pour le vol dans des conditions givrantes, la partie en vol de la trajectoire de décollage doit se baser sur la traînée de l’avion générée :
avec l’accumulation de glace le long de la trajectoire de vol au décollage définie entre une hauteur de 35ft au-dessus de la surface de décollage et le point où l’avion se trouve à 400ft au-dessus de la surface de décollage; et avec l’accumulation de glace le long de la trajectoire finale de vol au décollage entre le point où l’avion se trouve à 400ft au-dessus de la surface de décollage et la fin de la trajectoire de décollage.


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Distance de décollage

C’’est la trajectoire ayant pour origine le lâcher des freins (ou mise en puissance) et le passage des 35ft. Elle se décompose en une phase de roulage au sol et une phase aérienne.
Le roulage commence en début de piste jusqu’à ce que l’avion atteigne la vitesse de décollage VLOF où il quitte totalement la piste.
La phase aérienne est comprise entre VLOF et le passage de la hauteur de sécurité de 35ft.
La distance de décollage est déterminée de 2 façons:
    - Sans panne moteur
    - Avec panne du moteur
Pour les mêmes conditions (météo, poids etc...) la valeur retenue sera la plus grande des deux.

Décollage sans panne moteur (AEO All Engine Operating)

Dec Dist sans panne

Le décollage sans panne moteur est heureusement le cas le plus fréquent. L’avion est au point d’arrêt en début de piste en configuration de décollage. Mise en puissance et accélération, jusqu'à la vitesse V2 .
A VR le pilote tire progressivement sur le manche pour afficher l'assiette de montée, cette rotation se fait à vitesse de tangage quasi-constante. L'avion continue à accélérer pour atteindre la vitesse de décollage VLOF et quitter totalement le sol.
A cet instant commence la phase aérienne jusqu’au passage de la hauteur de sécurité de 35ft.
Dès que le variomètre est positif le pilote commande la rentrée du train d'atterrissage.
L’avion doit atteindre la vitesse de sécurité au décollage V2 avant le passage des 35ft et doit poursuivre à cette vitesse jusqu'au passage des 400ft au-dessus de la surface de décollage.

Décollage avec panne moteur (OEI One Engine Inoperative)

On considère que la panne survient au moment le plus critique, c’est-à-dire au moment où la distance nécessaire pour immobiliser l'avion est égale à la longueur de piste restante.

Dec Dist avec panne

L’avion est au point d’arrêt en début de piste. Mise en puissance et accélération avec tous les moteurs en fonctionnement, jusqu'à une vitesse VEF (Engine failure) où l’un des moteurs tombe en panne mais l'avion continue à accélérer avec un moteur en panne. L'équipage s'aperçoit de la panne mais la vitesse de décision V1 étant atteinte le pilote décide de continuer le décollage. L'accélération continue et à VR le pilote tire progressivement sur le manche pour afficher l'assiette de montée. L'avion continue à accélérer pour atteindre la vitesse de décollage VLOF et quitter totalement le sol.
La phase aérienne commence avec un moteur en panne. Dès que le variomètre est positif le pilote commande la rentrée du train d'atterrissage. Comme pour le décollage sans panne moteur, l’avion doit atteindre la vitesse de sécurité au décollage V2 avant le passage des 35ft .
Sauf pour la rentrée du train et la mise en drapeau de l'hélice si celle-ci se fait automatiquement (MDA), la configuration de l'avion ne peut pas être changée, et aucun changement de puissance qui nécessite une action du pilote ne peut être faite avant que l’avion n’ait atteint la hauteur de 400ft au-dessus de la surface de décollage avec une vitesse aussi près que possible de V2 , mais pas inférieure.
La perte d'un moteur entraînant une diminution de puissance et une augmentation de traînée de frottement (hélice) la pente de montée sera plus faible.

Décollage interrompu avec panne moteur (RTO Rejected Take-Off)

Le décollage interrompu ou accélération-arrêt, se passe uniquement au sol pendant la phase de roulage.

Dec roulement  avec panne

Comme pour un décollage normal, l’avion est au point d’arrêt en début de piste. Mise en puissance et accélération avec tous les moteurs en fonctionnement, jusqu'à une vitesse VEF (Engine failure) où l’un des moteurs tombe en panne mais l'avion continue à accélérer avec un moteur en panne, jusqu’à ce que l'équipage s'aperçoive de la panne et décide d'interrompre le décollage à V1 .
Les actions du pilote pour arrêter l'avion sont la réduction de puissance et le freinage.
D'autres moyens que les freins de roues peuvent être utilisés pour déterminer les distances accélération-arrêt à condition qu'ils soient sûrs et fiables, et que des résultats cohérents puissent être prévisibles dans les conditions normales de fonctionnement.
La distance d'accélération-arrêt sera la somme de la distance parcourue du début de piste jusqu'à VEF puis la distance parcourue de VEF jusqu'à la décision V1 , plus la distance parcourue jusqu'à l'arrêt complet de l'avion.

Décollage interrompu sans panne moteur

Un décollage peut être interrompu pour une raison autre qu’une panne moteur. La décision d’interrompre le décollage au lieu de le continuer doit être prise au plus tard à la vitesse de décision V1 . La procédure pour arrêter l'avion est la même qu'avec une panne moteur.


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Trajectoire d'envol avec panne moteur

La trajectoire d'envol commence au passage des 35ft au-dessus de la surface de décollage et finit à 1500ft au-dessus de la surface de décollage .
On considère que le moteur critique est en panne et les moteurs restants sont à la puissance de décollage. La réglementation impose des pentes de montée minimale selon les différentes phases de la trajectoire d'envol. Ces pentes exprimées en % sont des pentes air.

Trajectoire d'envol

Note 1 La pente de montée minimale stabilisée avec le train sorti devra être :
    - positive pour les bimoteurs
    - 0,3% pour les trimoteurs
    - 0,5% pour les quadrimoteurs
avec:
    - le moteur critique en panne et son hélice dans la position qu'elle prend rapidement et automatiquement
    - le ou les moteurs restant à la puissance de décollage
    - le train d'atterrissage sorti, et toutes les portes du train d'atterrissage ouvertes
    - les volets de courbure en position de décollage
    - une vitesse de montée égale à V2 .
Note 2 La pente de montée minimale stabilisée avec le train rentré jusqu'à 400ft devra être :
   - 2% pour les bimoteurs
   - 2,3% pour les trimoteurs
   - 2,6% pour les quadrimoteurs
avec:
    - le moteur critique en panne et son hélice dans la position qu'elle prend rapidement et automatiquement
    - le ou les moteurs restant à la puissance de décollage
    - le train d'atterrissage rentré
    - les volets de courbure en position de décollage
    - une vitesse de montée égale à V2 .
Note 3 La pente de montée minimale stabilisée au passage des 1500ft devra être :
   - 1,2% pour les bimoteurs
   - 1,5% pour les trimoteurs
   - 1,7 pour les quadrimoteurs
avec:
    - le moteur critique en panne et son hélice en position traînée minimale (drapeau)
    - le ou les moteurs restant à la puissance maximale continue (MTC)
    - le train d'atterrissage rentré
    - les volets de courbure rentrés
    - une vitesse de montée supérieure à 1,2 de VS1 .
La trajectoire doit être basée sur les performances de l'avion sans effet de sol. Elle doit être déterminée par segments et chaque segment doit être clairement défini et doit être lié à des changements distincts dans la configuration de volets, de puissance ou de vitesse.


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Longueur de piste

Les performances d'un avion au décollage dépendent de son poids, de la température extérieure et de l'altitude de l'aéroport sur lequel il se trouve. Donc en fonction de ces paramètres variables, un avion sera certifié pour décoller avec une longueur de piste nécessaire.
Trois cas sont possibles :
    - La longueur de piste est égale à la distance de décollage
    - La longueur de piste est inférieure à la distance de décollage
    - La longueur de piste est supérieure à la distance de décollage
La réglementation CS 23 et Far 23 définit une distance de décollage nécessaire pour un décollage (avec et sans panne) ou pour un décollage interrompu. Mais contrairement à la réglementation CS 25 et Far 25 l'état de la piste sèche ou mouillée n'est pas mentionné.

La longueur de piste est égale à la distance de décollage

La longueur de la piste au décollage devra être la plus grande des deux valeurs suivantes:
- Distance horizontale le long de la trajectoire de décollage à partir du début du décollage jusqu'au point où l'avion a atteint 35ft au-dessus de la surface de décollage, avec panne moteur.
- Distance horizontale le long de la trajectoire de décollage à partir du début du décollage jusqu'au point où l'avion a atteint 35ft au-dessus de la surface de décollage, multipliée par 115% , avec tous les moteurs en fonctionnement.

Distance piste seche

La longueur de piste est inférieure à la distance de décollage

Un avion est autorisé à décoller sur des pistes moins longues que la distance de décollage à condition qu’un prolongement dégagé en bout de piste, (Voir Les différentes pistes) soit suffisamment grand pour que l'ensemble (prolongement dégagé + longueur de piste) soit au moins égale à la distance de décollage selon les paramètres actualisés.
Il faut également que la longueur de piste (sans tenir compte du prolongement dégagé) soit au moins aussi grande que la distance entre le point de départ du décollage et le point équidistant entre l’endroit où l’avion atteint VLOF et l’endroit où l’avion passe la hauteur de sécurité hauteur de sécurité = hs .
- Distance parcourue le long de la trajectoire de décollage à partir du début du décollage jusqu'au milieu du segment entre le moment où VLOF est atteint et le passage des 35ft au-dessus de la surface de décollage, avec un moteur en panne.
- Distance parcourue le long de la trajectoire de décollage à partir du début du décollage jusqu'au milieu du segment entre le moment où VLOF est atteint et le passage des 35ft au-dessus de la surface de décollage multiplié par 1.15 avec tous les moteurs en fonctionnement.

Distance piste séche inferieure

Note : La longueur de piste au décollage d’un bimoteur avec panne moteur est plus grande que la longueur de piste d’un décollage sans panne moteur multipliée par 1.15.
Pour les quadrimoteurs, ces longueurs sont pratiquement équivalentes.

La longueur de piste est supérieure à la distance de décollage

Exemple : un Beechcraft 1900 C Airliner décolle sur une piste de 2000 mètres de longueur. Suivant les paramètres pour le décollage (poids, température, altitude de l'aéroport etc...) la distance de décollage est de 700 mètres. Dans ce cas la piste étant non limitative, l'équipage pourra prendre V1 = VR et toute panne avant VR se terminera par une accélération-arrêt.

Décollage interrompu ou accélération-arrêt (RTO Rejected Take-Off)

La distance de décollage interrompu est déterminée de 2 façons:
- Avec panne moteur
- Sans panne moteur
- Avec panne moteur : Le décollage interrompu consiste à accélérer l’avion avec tous les moteurs en fonctionnement, le moteur critique tombe en panne à VEF et le pilote effectue la première action pour interrompre le décollage au plus tard à V1 et freiner l'avion jusqu'à l'arrêt complet de l'appareil.
- Sans panne moteur : L'avion accélère avec tous les moteurs en fonctionnement, le pilote effectue la première action pour interrompre le décollage au plus tard à V1 , et freiner l'avion jusqu'à l'arrêt complet avec tous les moteurs encore en fonctionnement.

Longueur de piste nécessaire

La longueur de piste nécessaire doit être égale à la distance d'accélération-arrêt.
La distance accélération-arrêt est la somme des distances suivantes:
- distance pour accélérer l'avion à partir du départ arrêté en bout de piste jusqu'à VEF tous moteurs en fonctionnement
- distance pour accélérer l'avion de VEF à V1 en supposant que le moteur critique tombe en panne à VEF
- distance pour freiner l'avion de V1 jusqu'à l'arrêt complet de l'appareil.

Distance piste arret

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