LE PLANEUR
LES INSTRUMENTS DE VOL
Introduction
Cabine de pilotage d'un planeur moderne, le LAK-17B.
Tableau de bord
Le tableau de bord peut varier d'un planeur à l'autre suivant l'utilisation : école, local ou compétition. Mais il y a 5 instruments que l'on retrouve dans tous les planeurs et qui sont indispensables pour voler :
- l'altimètre ;
- l'anémomètre ;
- le variomètre ;
- la bille et/ou fil de laine ;
- le compas magnétique.
À noter que depuis le 1er mars 2013, par décision de la Fédération Française de Vol à Voile (FFVV) l'emport du Flarm est devenu obligatoire sur tous les planeurs, moto-planeurs et avions de servitude utilisés en France.
Instruments indispensables
Altimètre
L'altimètre fournit une altitude-pression. Cette mesure est basée sur la décroissance de la pression atmosphérique lorsque l'altitude augmente.
En France l'altimètre d'un planeur est généralement gradué en mètres. La grande aiguille fait un tour du cadran pour 1000 mètres et la petite aiguille un tour pour 10 000 mètres. Le réglage de l'altimètre consiste à afficher dans la fenêtre de réglage la pression qui règne au niveau de l'aérodrome QFE ou la pression qui devrait régner au niveau de la mer QNH, si la pression PS du moment correspondait à l'atmosphère standard entre le niveau de la mer et l'altitude topographique de l'aérodrome. En France cette pression est exprimée en hectopascal hPa, qui a l'avantage de correspondre exactement au millibar utilisé auparavant : 1 hPa = 1 mbar.
Voir Principe de fonctionnement d'un altimètre
Anémomètre
L'anémomètre également appelé Badin indique la vitesse du planeur par rapport à l'air, il est gradué en km/h.
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.
- arc vert : couvre la plage des vitesses autorisées en toute condition
- arc jaune : couvre la plage des vitesses autorisées uniquement en atmosphère calme.
- Vapp : vitesse d’approche normale (sans vent) est indiquée par un petit triangle jaune.
- Vst : cette vitesse n’est pas renseignée sur le badin. La limite inférieure de la bande verte correspond à la vitesse de décrochage en configuration d’atterrissage (train d’atterrissage et aérofreins sortis) multipliée par 1,1.
- Vra : vitesse maximale en air turbulent. Indiquée par la séparation entre la bande verte et la bande jaune.
- Vne : vitesse maximale. Cette vitesse ne peut jamais être dépassée.
Voir Principe de fonctionnement d'un anémomètre
Variomètre classique
Les autres variomètres sont étudiés dans l'article Les autres instruments.
En comparant la pression atmosphérique instantanée le variomètre fournit la vitesse verticale Vz de l'avion, c'est-à-dire la composante verticale de la vitesse de l'avion par rapport à la masse d'air.
Le variomètre est utile au pilotage pour déterminer soit une vitesse ascensionnelle Vz supérieure à 0, soit un taux de descente Vz inférieure à 0, il est possible de l'utiliser également pour contrôler le vol en palier.
L'unité utilisée en France pour la graduation des cadrans est le mètre par seconde m/s.
Voir Principe de fonctionnement d'un variomètre
Bille et/ou fil de laine
Bille
La 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. Elle permet de mettre en évidence la symétrie ou la dissymétrie du vol.
À 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.
Voir L'indicateur de virage
Fil de laine
Généralement d'une longueur de 10 à 20 cm le fil de laine est fixé à une de ses extrémités à l'extérieur de la verrière, au milieu du champ de vision du pilote. Il indique la direction du vent relatif, si le vol est symétrique le fil de laine est dans l'axe du planeur.
Vol en ligne droite : à gauche le vol est symétrique, à droite le vol est dissymétrique.
Virage à droite symétrique : le fil de laine est dans l'axe et la bille est au centre.
Virage à droite dérapé intérieur ou glissé : le fil de laine est à gauche, il indique que le vent relatif vient de l'intérieur du virage. La bille est à l'intérieur du virage (à droite).
Virage à droite dérapé extérieur : le fil de laine est à droite, il indique que le vent relatif vient de l'extérieur du virage. La bille est à l'extérieur du virage (à gauche.)
Compas magnétique
Le but du compas magnétique est d'indiquer en permanence la direction du nord magnétique quelque soit la route suivie par le planeur. Une graduation de 0 à 360 degrés tourne devant une ligne de foi figurant l'axe de l'aérodyne, ce qui permet au pilote de savoir le cap magnétique suivi. Voir Le compas magnétique
Ci-dessous un compas magnétique classique à flotteur avec son tableau " de régulation ou de déviations résiduelles".
Les autres instruments
D’autres instruments sont utilisés en vol à voile. Ils sont surtout installés dans les planeurs de performance utilisés pour les longs circuits sur la campagne et les compétitions. Le logger enregistre le vol afin qu’il soit validé par les commissaires sportifs. Ils ont remplacé les photos prises en circuit par les concurrents à chaque point de virage. Les calculateurs de vol intègrent un GPS et des fonctions de calcul spécifiques pour aider le pilote à choisir la meilleure stratégie de conduite du vol. Enfin, des logiciels et des bases de données cartographiques sont maintenant intégrés dans les ordinateurs de poche.
Il existe plusieurs frabricants et chaque fabricant à plusieurs types d'instruments à son catalogue. Il est donc impossible de les étudiés tous. Seul un aperçu de quelques instruments actuellement sur le marché sera vu.
Calculateur L-NAV version 5.8
Le calculateur L-NAV de CAMGRIGE AERO INSTRUMENTS est conçu pour permettre au pilote d’améliorer ses performances en vol à voile. Il comporte des capteurs d’altitude, de vitesse de montée (variomètre), de vitesse de vol et d’accélération verticale (avec l’option accéléromètre). La vitesse de montée est affichée sur un cadran séparé et est également convertie en signal audio. La valeur moyenne de la vitesse de montée est affichée sur l’écran à cristaux liquides (LCD). L’instrument est programmé pour la polaire du planeur utilisé. Le pilote entre la vitesse de montée qu’il s’attend à trouver dans la prochaine ascendance (le calage du MacCready) et le L-NAV détermine la vitesse optimale de vol. Les indications du directeur de vol sont communiquées au pilote sous forme de barres sur l’écran LCD et de signaux sonores.
Le L-NAV est optimisé pour une utilisation avec le GPS-NAV de Cambridge. L’altitude du terrain, la distance, le gisement, la route et la vitesse sol sont fournis au L-NAV par le GPS- NAV. Le calcul de l’altitude nécessaire pour atteindre un terrain d’atterrissage tient compte de l’altitude de ce dernier. Le vent est déduit de la différence entre la vitesse propre et la vitesse sol obtenue à partir des données GPS. L’altitude requise pour atteindre un point de navigation donné, déterminée en fonction de la polaire enregistrée dans l’instrument et le calage Mac Cready, est affichée sous forme numérique et graphique sur l’écran LCD.
LX-NAV version S8x et S10x
Le système LXNAV S8x/S10x est un variomètre digital autonome équipé d’une fonction calculateur de plané final et d’un système de navigation avec une moving map. Les S8x/S10x LXNAV sont équipés à la fois d’entrées et sorties GPS/Flarm et PDA/PNA. L’unité comporte un capteur de pression à haute précision et un système d’inertie. Les capteurs sont échantillonnés plus de 100 fois par seconde. Les données temps réel sont affichées via une aiguille de variomètre, une carte d’espace aérien et jusqu’à 4 emplacements d’affichage modifiables affichés sur un écran couleur.
L'écran couleur est extrêmement lumineux, lisible dans toutes les conditions au soleil avec la possibilité d’ajuster la luminosité. Les données préenregistrées des polaires de presque tous les planeurs
Pour ajuster les valeurs et régler les paramètres, les LXNAV S8x/S0x ont deux boutons poussoirs rotatifs en plus de 3 autres boutons poussoirs.
La série des LXNAV S8x/S10x permet une utilisation en biplace avec un ou plusieurs répétiteurs via la terminaison CAN. Cela permet aux deux pilotes d’avoir un contrôle indépendant de toutes les fonctions de chaque unité à l’avant ou à l’arrière.
Ci-dessous le variomètre S10 (57 mm)
Le LXNAV S8x/S10x comporte 5 modes de fonctionnement. Le bouton poussoir du milieu permet à l’utilisateur de naviguer entre ces 5 modes de manière circulaire. Avec l’aide des boutons poussoirs du haut et du bas, il est aussi possible d’accéder aux sous-pages.
Le diagramme ci- dessous montre la structure des modes de fonctionnement du LXNAV S8x.
- Mode Info : Contient les données GPS, l’altitude, la batterie, l’heure de coucher du soleil, l’OAT (Outside Air Temperature).
- Mode Flarm : Montre les cibles Flarm présentes autour du planeur (si un Flarm est connecté au port GPS).
- Mode Thermique : Assistant thermique en spirale (fonctionne sur S8x seulement si une source GPS est présente).
- Mode Waypoint : écran de navigation simple vers un point de virage et les sous-pages (fonctionne sur S8x seulement si une source GPS est présente).
- Mode Task : écran de navigation montrant le circuit tracé et l’espace aérien en plus des sous-pages (fonctionne sur S8x seulement si une source GPS est présente).
- Mode Setup : Pour tous les aspects de réglages sur les S8x/S10x.
LX90XX et LX80XX
Ce système est composé de 2 unités : l'écran principal et le variomètre. L'écran principal dispose d'un module GPS intégré 50 canaux et d'un écran très lumineux. Une unité de lecture de carte SD ou de clef USB est également présente pour des transferts de données simplifiés. Certains modèles disposent d'un port PDA pour brancher un assistant mobile. L'unité centrale dispose d'un enregistreur de vol interne au format IGC pour l'enregistrement des vols. En option, un module Flarm d'aide à la détection des trafics peut être intégré au boîtier.
Unité écran.
Il existe plusieurs formats d'écrans, et certains peuvent être montés en orientation portrait ou paysage.
Ci-dessous le LX9000 en mode portrait.
Interface côté écran :
- 4 boutons rotatifs ;
- 8 (lx9070 et LX9000) ou 6 (lx9050 et lx80xx) boutons poussoirs ;
- Lecteur de carte SD.
Après un appui court sur le bouton Power, l'écran principal s'active ainsi que le vario.
Interface utilisateur.
Le LX dispose d'une interface pilote au travers de boîtes de dialogue pour proposer des modifications et réglages aussi aisés que possibles d'éléments tels que des noms, paramètres, etc.
Ces différents types d'entrées peuvent être :
- Édition de texte ;
- Édition de texte contrainte (masque) ;
- Liste de sélection ;
- Cases à cocher ;
- Couleur à choisir
- Épaisseur de ligne à choisir ;
Pour naviguer d'un élément à éditer à un autre, utilisez le bouton rotatif PAGE :
- Dans le sens des aiguilles d'une montre, vous passez au champ suivant.
- Dans le sens inverse vous revenez au précédent. Appuyez sur SELECT (le plus souvent en bas à droite) pour modifier l'élément.
Unité vario.
Le variomètre V9 est le standard livré avec LX9000. Il utilise des processeurs puissants et une plateforme inertielle constituée de 3 accéléromètres, 4 gyroscopes (pour la variométrie, l'horizon artificiel AHRS et le calcul du vent), une sortie audio ainsi que des informations vocales. Cette unité est reliée à l'écran principal via un câble RS485. Le vario V9 est au format classique 57 mm et dispose d'un indicateur avec aiguille mécanique ainsi que d'un écran central couleur pour des affichages de données additionnelles.
Ci-dessous le variomètre V9
- Proceseur ARM Cortex-M4 à 160MHz ;
- Aiguille mécanique montée sur moteur électrique pas à pas ;
- Écran QVGA (320*240 pixels) lisible en plein soleil, format 57 mm ;
- Capteurs de pression compensés selon la température pour l'altitude et la vitesse ;
- Plateforme inertielle 3 axes avec accéléromètre +-6g, 4 gyroscopes (pour enrichissement des données varios, horizon artificiel AHRS et calcul du vent) ;
- Sortie audio ;
- Egaliseur audio ;
- Module de synthèse vocal intégré ;
- Assistant au centrage de thermiques ;
- Interface multilangues.
