Mesurer la vitesse dans l’air

L’anémomètre a pour fonction d’indiquer au pilote la vitesse l’avion par rapport à la masse d’air (vitesse-air). C’est un instrument de pilotage nécessaire pour voler en sécurité mais aussi indispensable pour la navigation.

Différentes vitesses peuvent être mesurées

La vitesse lue sur l’instrument du tableau de bord est appelée vitesse calibrée (Vc) ou CAS (Calibrated Air Speed). Pour les avions peu rapides et à une altitude pas trop élevée, elle correspond à la vitesse de l’avion par rapport à l’air appelée vitesse vraie (Vv). Comme on le verra par la suite elle repose sur des mesures de pression dont la pression statique. Or, celle-ci diminue en altitude tant et si bien que, plus l’avion monte plus cette valeur de la vitesse calibrée s’écarte de la vitesse-air.

Dans le cas des avions rapides, ou à haute altitude, la compressibilité de l’air et la variation de masse volumique induit un écart entre la vitesse indiquée (CAS) et la vitesse vraie. la lecture du badin ne donne plus d’indication réaliste de la vitesse par rapport à l’air.

Pas d’inquiétude cependant : le plus important pour voler (si l’on pense aux vitesse de décrochage, à la vitesse à ne pas dépasser, à la vitesse limite en air turbulent …) c’est la vitesse calibrée.

Les avions volant rapidement et à haute altitude disposent généralement d’un Machmètre qui donne la vitesse de l’avion par rapport à celle du son.

Vitesse calibrée et vitesse-air diffèrent également de la vitesse-sol qui peut être donnée par un GPS. Cette dernière est la plus pertinente pour la navigation.

Comment fonctionne un badin (ou cinémomètre) ?

La pression d’un gaz en mouvement est supérieure à celle d’un gaz immobile. Le badin utilise cette propriété pour mesurer la vitesse de l’avion par rapport à l’air.

BY-CC-SA Airtractorconcept

Une prise de pression totale appelée « sonde de Pitot »  est placée, à l’extérieur de l’avion dans le sens du déplacement. Elle collecte un gaz dont la pression totale est égale à la somme de la pression atmosphérique et de la pression de vitesse (encore appelée «  pression dynamique »).

Une deuxième prise de pression est placée perpendiculairement au mouvement. Celle-ci donne la valeur dela pression statique.

Un mécanisme permet de soustraire la pression statique à la pression totale pour avoir la pression dynamique.

Puis la pression dynamique est convertie en vitesse calibrée. Comme pour l’altimètre donc, la mesure de la vitesse calibrée repose sur une mesure de pression.

\dpi{120} \fn_cm \large P_{dynamique}=P_{totale}-P_{statique}

Comment utiliser le badin ?

Le cadran du badin, présente bien sûr, une échelle graduée, mais aussi trois  zones colorées et un trait rouge.

  • L’arc blanc représente la zone de vitesse dans laquelle on peut sortir le train d’atterrissage et les volets sans risque de les endommager. La limite inférieure de cet arc représente la vitesse de décrochage en configuration d’atterrissage VSO.
  • L’arc vert est la plage de vitesse d’utilisation de l’avion en configuration lisse. C’est-à-dire volets et becs rentrés.
  • L’arc jaune représente les vitesses que l’on peut atteindre sans risque en atmosphère non  turbulente.
  • le trait rouge représente la vitesse à ne pas dépasser (VNE).
  • Sur l’anémomètre photographié ici nous distinguons également un trait jaune à la vitesse de 235 Km/h. Cet instrument est monté sur un CAP10B (avion de voltige). Il indique au pilote une vitesse limite pour certaines figures acrobatiques.

Savoir convertir les vitesses ?

Les vitesses sont parfois indiquées en nœud (kt) et parfois en km/h. Pour la lecture sur le cadran, rien de plus simple puisque l’unique aiguille indique la valeur de la vitesse-air exactement comme sur un compteur d’automobile.

\dpi{120} \fn_cm \large V(en km/h)=V(en kt) \times 1,852 \simeq V(en kt) \times (2-0,2)

Les machmètres se présentent de la même manière mais sont gradués en fractions de mach (on parle aussi de points de mach ou nombre de mach).

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