PHÉNOMÈNES DANGEREUX

GRADIENT A BASSE ALTITUDE



- Vitesse sol minimale

- Effets des gradients de vent

- Vent de arrière à l'atterrissage

- Vent de face à l'atterrissage

- Comment se protéger du gradient de vent

Rappel

Le gradient du vent est le terme général pour désigner la diminution graduelle de la vitesse horizontale du vent entre deux altitudes différentes. Alors que le cisaillement du vent appelé Wind shear au Etats –Unis, est une différence de la vitesse ou de la direction du vent entre deux points suffisamment proches de l'atmosphère. Gradient du vent ou cisaillement du vent auront les mêmes effets néfastes sur les trajectoires d'atterrissage d'un aéronef.
Le gradient du vent dans les basses couches ont des origines très diverses : reliefs, brises de mer, inversion de température, jets de basse couche, fronts et orages.

Vitesse sol minimale

L'inertie d'un avion est telle que, étant donné le rapport poussée-poids des avions de transport modernes, lorsqu'il est stabilisé sur sa trajectoire, il ne peut avoir que de faibles variations de vitesse sol. Par exemple en configuration atterrissage stabilisé sur une pente de 5% l'accélération que l'on peut obtenir en affichant la poussée de remise de gaz est de l'ordre de 2 Kts par seconde.
Exemple N°1
Un avion en phase d'approche à la vitesse indiquée de 150 Kts stabilisée alors que le vent effectif de face est de 20 Kts, sa vitesse sol est alors de 130 Kts. Si le vent s'arrête brusquement, la vitesse sol instantanée ne change pas, mais sa vitesse air chute de 20 Kts et devient 130 Kts.
Exemple N°2
Si le même avion fait une approche avec un vent arrière de 20 Kts, sa vitesse sol est de 150 + 20 = 170 Kts. Si le vent s'arrête brusquement, et tombe à 0; la vitesse sol ne change pas mais la vitesse air passe à 170 Kts. Certaines variations de vent dans des circonstances exceptionnelles peuvent atteindre une amplitude de 70 Kts à un taux de 25 Kts par seconde.
Depuis l'introduction des centrales à inerties et des moyens de navigation utilisant de AIR NAV et des GPS, les pilotes ont la possibilité de connaître en temps réel leur vitesse sol donc la vitesse du vent. Si par exemple, la tour de contrôle annonce un vent de face de 10 Kts au sol et qu'à 2000ft, le pilote constate un vent de face de 40 Kts, il va bien falloir absorber cette variation de vent à un moment et le pilote attendra pour réduire la vitesse indiquée que l'écart entre le vent au sol et le vent sur trajectoire soit réduit pour stabiliser la vitesse.
Source: article édité par le SNPL    COMETEC

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Effets des gradients de vent

En suivant un plan de descente à vitesse aérodynamique constante, la poussée ou puissance requise sera modifiée par un gradient de vent. Cependant , il ne faut pas oublier que toute correction initiale doit être suivie d’une correction inverse lorsque cesse le gradient.
Par exemple une réduction de puissance effectuée pour compenser l’apparition d’un gradient de vent arrière décroissant nécessitera par la suite une augmentation de puissance lorsque le gradient de vent cessera ; de sorte que la tendance initiale à être au-dessus du plan de descente et/ou avec une vitesse trop forte se transformera en une tendance à être sous le plan de descente et/ou avec une vitesse trop faible.


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Vent arrière à l'atterrissage

Les vitesses du vent sont données uniquement à titre indicatif et non aucune valeur significative.

Lorsque que le gradient de vent commence à diminuer, le pilote détecte une tendance à passer au-dessus du plan de descente et avoir une vitesse trop forte. Il diminue la puissance pour maintenir le plan de descente et la vitesse indiquée.
Cependant lorsque le gradient cesse, il n’est plus nécessaire de décélérer la vitesse sol.
En, conséquence le pilote observe une tendance de l’avion à descendre sous le plan de descente avec une vitesse indiquée décroissante.
Il doit alors, augmenter la puissance pour corriger sa trajectoire.

Gradient modéré à l'outer marker

Gradient Vent Arrière 01.png

L'altitude du changement du vent est suffisamment élevée pour rattraper le plan de descente avant l'atterrissage.

Gradient modéré vers 500ft

Gradient Vent Arrière 02.png

L'altitude du changement du vent est basse, après correction : l'atterrissage sera long et rapide, si la piste est limitative une remise de gaz sera nécessaire.

Gradient fort après l'outer-marker

Un fort gradient de vent arrière est décroissant à partir de quelques centaines de pieds jusqu’à 100ft au-dessus du sol. Il y a donc une forte tendance à être trop long et trop rapide.
Le pilote réduit la poussée pour rejoindre le plan de descente en diminuant l’incidence, le plan d’interception est assez important. Le pilote s’efforce également de réduire l’excédent de vitesse.
Le gradient cesse au moment où l’avion rejoint le plan de descente avec un taux de descente important et une vitesse air décroissante.
Le pilote augmente la puissance au maximum mais les moteurs demandent un certain temps pour accélérer, le pilote tire sur le manche la portance augmente un peu, mais entraine une diminution de vitesse et une forte augmentation de traînée provoquant un taux de chute important, l'avion s'enfonce et touche le sol avant la piste.


Gradient Vent Arrière fort.png

L'ampleur du changement du vent et l'altitude trop basse pour rattraper la trajectoire

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Vent de face à l'atterrissage

Lorsque que le gradient de vent commence à diminuer, la vitesse air à tendance à diminuer et l'avion passe sous le plan de descente.
Le pilote augmente la puissance pour revenir sur le plan de descente et augmenter la vitesse indiquée.
Cependant lorsque le gradient cesse, il n’est plus nécessaire d'accélérer la vitesse sol.
En, conséquence le pilote observe une tendance de l’avion à passer au-dessus du plan de descente avec une augmentation de la vitesse indiquée.
Il doit alors, diminuer la puissance pour corriger sa trajectoire et réduire la vitesse air.

Gradient modéré à l'outer marker

Gradient Vent Face 01.png

L'altitude du changement du vent est suffisamment élevée pour rattraper le plan de descente avant l'atterrissage

Gradient modéré vers 500ft

Gradient Vent Face 02.png

L'altitude du changement du vent est basse, après correction : l'atterrissage sera long et rapide, si la piste est limitative une remise de gaz sera nécessaire.

Gradient fort après l'outer marker

Lorsque que le gradient de vent commence à diminuer, le pilote détecte une diminution de vitesse air et l'avion passe sous le plan de descente.
Le pilote augmente la puissance pour reprendre de la vitesse, puis augmente l'incidence pour revenir sur la pente de descente normale, mais un certain délai est nécessaire pour que la montée en puissance des moteurs soit disponible.
L'avion se retrouve dans une situation difficile, l'augmentation de l'incidence ne produit qu'une faible augmentation momentanée de la portance accompagnée par une forte augmentation de traînée. Le rapport trainée/portance arrive à ses limites. Arrêt momentané de la descente avec diminution de vitesse, puis une forte augmentation du taux de descente, l'avion s'enfonce et touche le sol avant la piste.


Vent Face Fort

L'ampleur du changement du vent et l'altitude trop basse pour rattraper la trajectoire

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Comment se protéger du gradient de vent

On sait que certains aéroports sont plus sensibles que d'autres au gradient de vent, mais il est impossible de prévoir la position, le moment, la durée et la force d'un tel phénomène. Alors comment faire pour ce protéger de tous les gradients de vent ?
Il existe une technique qui permet d'atténuer considérablement les effets de tous les gradients de vent, que nous appellerons " méthode de la vitesse sol minimale"
Cette méthode consiste à définir la vitesse que l'on veut avoir au seuil de piste et qui sera égale à la vitesse indiquée d'approche à laquelle on ajoute algébriquement la composante du vent dans l'axe de la piste.
Par exemple si la tour de contrôle annonce un vent calme et que l'on définit une vitesse 130 Kts au passage des 50ft, on surveillera pendant l'approche la vitesse sol et on ne la laissera pas chuter en dessous de 130 Kts, ce qui veut dire que, si à 2000ft on a une composante de face de 40 Kts on devra avoir une vitesse indiquée de 130 + 40 = 170 Kts. Et lorsque le vent chutera de 40 à 20 Kts, la vitesse indiquée passera de 170 à 150 Kts.
Si l'on applique cette méthode à un vent arrière, il est évident qu'il faut se fixer une butée de la vitesse indiquée en finale, et ne pas hésiter à faire une remise de gaz.
La méthode de la vitesse sol minimale semble séduisante, mais il n'est pas question de piloter avec la vitesse sol mais simplement de la surveiller.
Source : article édité par le SNPL    COMETEC

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