LE PLANEUR
LES GOUVERNES
Les axes de rotation
Les gouvernes de vol sont des dispositifs mobiles, qui permettent de produire ou de contrôler les mouvements d'un planeur autour de son centre de gravité suivant trois axes.
- Axe de tangage
- Axe de roulis
- Axe de lacet
Effets primaires des gouvernes
L'axe de tangage
Le tangage est contrôlé par la gouverne de profondeur associée au plan fixe horizontal ou de forme monobloc. Elle est actionnée par le manche d'avant vers arrière et d'arrière vers avant.
Le manche est tiré au arrière, la gouverne de profondeur se "relève" et modifie les forces aérodynamiques sur l'empennage horizontal. Le planeur pivote autour de l'axe de tangage en cabré.
Le manche est poussé en avant, la gouverne de profondeur se "baisse" et le planeur pivote autour de l'axe de tangage en piqué.
L'axe de roulis
Le roulis est contrôlé par la commande des ailerons, qui sont généralement situés à l'extrémité des ailes, coté bord de fuite pour augmenter le bras de levier. Les ailerons sont commandés par le déplacement latéral du manche.
Les ailerons sont au neutre, les deux ailes ayant la même portance sont horizontales.
Le déplacement du manche latéralement provoque la rotation simultanée et de sens opposé des deux ailerons.
Ci-dessous le manche a été déplacé à droite. Cette action a modifié le profil des deux demi-ailes. En se levant l'aileron tend à diminuer la portance de l'aile tandis que l'aileron opposé à tendance à augmenter la portance de l'aile. Il en résulte une rotation de roulis qui se poursuivra tant que les ailerons seront braqués. En ramenant le manche au neutre les ailerons reviennent également au neutre, les portances des deux ailes s'équilibrent et le mouvement de roulis cesse. L'inclinaison se stabilisera à la valeur atteinte.
L'axe de lacet
La gouverne de direction n'a pas les mêmes fonctions que le gouvernail d'un bateau, elle ne dirige pas le planeur mais sert surtout à contrôler la symétrique du vol en ligne droite ou en virage. Il serait donc plus juste de l'appeler gouverne de symétrie. Son braquage vers la droite ou vers la gauche se fait en appuyant sur l'une ou l'autre pédale du palonnier, ce qui permet de créer des forces aérodynamiques qui entraînent la rotation du planeur autour de son axe de lacet.
Le vol est symétrique lorsque l'axe longitudinal de l'aéronef est parallèle au vent relatif.
En vol symétrique le vecteur du vent relatif est par rapport à la vitesse de déplacement du planeur :
- égal en intensité ;
- de sens opposé ;
- parallèle à l'axe longitudinal.
Ci-dessous la pédale droite du palonnier a été enfoncée, cette action par l'intermédiaire de la gouverne de direction va créer une rotation autour de l'axe de lacet et engendrer une résultante aérodynamique vers la gauche sur l'empennage vertical.
Le vent relatif fait un angle (angle de dérapage) avec l'axe longitudinal du planeur, le vol est alors dissymétrique. Le flanc du fuselage exposé au vent relatif produit une trainée latérale d'où une augmentation du taux de chute.
Cette situation entraîne une différence de vitesse entre les deux demi-ailes, d'où une diminution de portance de l'aile intérieure (dans le cas ci-dessus l'aile droite), accompagnée d'une augmentation de traînée due au fuselage.
Effets secondaires des gouvernes
Ces effets secondaires sont des effets "parasites" lors du braquage des ailerons ou de la gouverne de direction. Il n'y a pas d'effets secondaires avec la gouverne de profondeur.
Les effets secondaires sont :
- Le lacet inverse
- Le lacet induit
- Le roulis induit
Le lacet inverse
Une mise en virage est obtenue grâce à un braquage inverse des ailerons. Ce braquage entraîne une variation de portance, mais également une variation de traînée.
La traînée de l'aileron baissé est plus importante que celle de l'aileron levé, cette différence de traînée crée un couple qui fait pivoter l'aéronef autour de son axe de lacet, en sens opposé au sens du virage.
- roulis à droite lacet à gauche
- roulis à gauche lacet à droite
Cet effet sera d'autant plus important que le braquage des ailerons sera important, et d'autant plus important que le braquage sera rapide.
L'apparition du lacet inverse est liée uniquement au braquage des ailerons pendant la mise en roulis ; pour le neutraliser il faut appliquer un couple de lacet d'égale intensité avec la gouverne de direction (symétrie) à l'aide du palonnier.
À noter que le lacet inverse n'existe que pendant la phase de braquage des ailerons, et que le sens de la correction de lacet se trouve dans le même sens que l'action de roulis.
Pour diminuer ces effets secondaires les constructeurs ont imaginé un système de braquage différentiel des ailerons. Le braquage de l'aileron levé est plus important que le braquage de l'aileron baissé, de façon à diminuer la différence de trainée entre les deux ailerons.
L'axe induit
Dans un virage l'aile extérieure d'un planeur (aile haute) parcourt une distance supérieure à l'aile intérieure (aile basse) dans le même laps de temps. Ceci provoque une différence de vitesse entre les deux ailes donc une différence de portance et de traînée.
L'aile haute traînant davantage que l'aile basse est retenue en arrière. Elle crée un couple de lacet qui entraîne le nez du planeur vers l'extérieur du virage. Ce lacet induit devra être corrigé par le pilote par l'intermédiaire de la gouverne de direction (symétrie) en mettant un peu de palonnier à l'intérieur du virage.
Le roulis induit
Dans un virage l'aile extérieure d'un planeur (aile haute) a également une portance supérieure à l'aile intérieure (aile basse). Cette portance plus forte engendre une augmentation de l'inclinaison. Pour contrer ce roulis induit et stabiliser le planeur à l'inclinaison désirée, le pilote devra maintenir en permanence un peu d'aileron à l'extérieur du virage.
