030 - Performance opérationnelle Avion
1 - Définitions réglementaires
1) Définitions propres au chargement et au centrage:
Masse à vide : c'est la masse de l'aéronef sans carburant utilisable, sans le pilote et ses passagers, sans bagages. Cette masse comprend l'essence inutilisable des réservoirs (et des durites), ainsi que la totalité de la masse d'huile moteur.
Masse maximale autorisée au décollage : il s'agit de la masse maximale à laquelle le décollage peut être effectué en sécurité suivant les performances de l'avion Le dépassement de la masse maximale autorisée au décollage peut entraîner un dépassement de la résistance structurale calculée par le constructeur.
Masse maximale autorisée à l'atterrissage : il s'agit de la masse maximale à laquelle l'atterrissage peut être effectué en sécurité suivant les performances de l'avion et la résistance structurale calculée par le constructeur.
Centre de gravité : Le centre de gravité est le point où l'on considère que la somme des forces dues à l'ensemble des masses concernant ce corps agit.
Bras de levier : Le bras de levier correspond à la distance qui sépare l'axe de rotation de la force. (bras de levier = moment / force)
Foyer : Le foyer est le point d'application des variations de la portance. L'une des propriétés du Foyer est que sa position est fixe, contrairement au point d'application de la portance qui est toujours appliqué au centre de gravité, et dont la position varie en fonction de la répartition des masses fixes et mobiles de l'avion.
2) Définitions propres aux performances :
Distance de roulage au décollage : distance parcourue par l'avion depuis le lâcher des freins jusqu'au point où les roues quittent le sol.
Distance de décollage : distance parcourue par l'avion depuis le lâcher des freins jusqu'au point où il atteint une hauteur de 15 m au-dessus de la piste.
Distance d'atterrissage : distance parcourue par l'aéronef depuis le franchissement du seuil de piste à une hauteur de 15 mètres jusqu'à l'arrêt sur la piste.
Vx : vitesse de pente maximale.
Vy : vitesse de meilleur taux de montée.
Vitesse de finesse maximale : elle correspond à la vitesse nous permettant de parcourir le maximum de distance par rapport à la hauteur perdue. L'angle de plané est donc minimal.
Vitesse de taux de chute minimal : elle permet de rester en l'air plus longtemps, mais ne permet pas de couvrir la distance la plus grande.
3) Définitions propres à la préparation du vol :
Autonomie : durée de vol maximale possible avec une quantité de carburant donnée.
Distance franchissable : distance que l'on peut parcourir avec une quantité de carburant donnée.
Délestage : carburant consommé pour une distance donnée.
Rayon d'action : distance que l'on peut parcourir, avec une quantité de carburant donnée, en ayant encore de quoi revenir au point de départ sans ravitailler.
2 - Chargement et centrage
Élément critique de la sécurité des vols, la gestion de la masse et du centrage des aéronefs est une opération relativement importante lors de la préparation d'un vol car un avion mal chargé et mal centré peut tout simplement ne pas réussir à décoller.
En effet, un chargement mal fait peut vite tourner à l'incident voire à l'accident.
Aussi, avant de décoller, il est nécessaire de vérifier le centrage correct de l'avion en effectuant un rapide calcul du centrage de l'avion afin de déterminer si :
- La masse maximale autorisée de l'avion n'est pas dépassée.
- La position du centre de gravité ne dépasse pas la limite avant ou arrière de l'enveloppe du diagramme de centrage de l'avion.
Le devis de masse et de centrage consiste à placer, la masse des passagers, du carburant et des bagages sur un diagramme en fonction de leur position dans l'avion par rapport à un point de référence : soit la corde de l'aile, soit la cloison pare-feu du moteur.
Ce devis est indispensable pour s'assurer que les pistes de départ et d'arrivée sont compatibles avec les performances de l'avion dans les conditions météo du jour.
C'est dans le manuel de vol de l'avion que le pilote trouve les indications sur le centrage et ses limites.
Le résultat du calcul de centrage n'est pas un simple 'permis de décoller' mais plutôt un indice qui doit immédiatement alerter le pilote sur le comportement qu'adoptera l'avion durant le vol.
1) Le centrage :
Le centrage consiste donc à déterminer la position du centre de gravité. Celui-ci doit toujours être situé en avant du foyer de l'avion, car il permettra à l'avion d'être stable : Au cas où l'avion subit une perturbation (par exemple une rafale verticale ascendante ou descendante), la portance de l'aile augmentera ou diminuera, et, cette variation de portance s'appliquera au foyer. Cela engendrera respectivement un moment piqueur ou cabreur ramenant l'avion à sa condition d'équilibre d'avant la rafale.
Le centre de gravité doit donc être situé dans l'enveloppe de vol autorisée par le constructeur, toutefois, sa position dans la plage autorisée aura des conséquences sur le pilotage et le stabilité :
a) avion avec un centre de gravité en limite avant :
- l'avion est très stable mais moins maniable car l'efficacité de la gouverne de profondeur est réduite.
- la consommation de carburant augmente car la profondeur est d'avantage déporteuse générant une traînée supplémentaire.
- la vitesse de décrochage augmente car pour compenser cette traînée supplémentaire, une plus grande portance de l'aile est nécessaire.
b) avion avec un centre de gravité en limite arrière :
- l'avion est moins stable mais plus maniable car l'efficacité de la gouverne de profondeur est augmentée.
- la consommation de carburant est diminuée car la profondeur est moins déporteuse générant donc une traînée plus faible.
- la vitesse de décrochage est diminuée car moins de portance est nécessaire pour voler.
2) Exemple de calcul :
Pour l'effectuer le calcul de centrage, il nous faut les masses et les bras de levier de l'avion, ces valeurs se trouvent sur la fiche de pesée (appelée aussi 'rapport de pesée').
Voici un exemple de calcul :
En bleu, l'enveloppe dans laquelle le centre de gravité doit se trouver.
La somme des moments divisée par la somme des masses vous donne la distance du centre de gravité par rapport à la référence (c'est-à-dire le bras de levier de l'avion complet).
Les lignes rouges se croisent dans l'enveloppe de vol, vous êtes dans la plage de centrage autorisée pour le vol.
3 - Performances
La portance générée pour faire voler l'avion dépend de plusieurs paramètres, comme la densité de l'air, la température, l'humidité, le vent, etc... qui vont influer sur la distance de roulage, de décollage, d'atterrissage et sur la pente de montée.
D'autres paramètres rentrent également en compte comme la surface de la piste et son inclinaison, ainsi que la sélection volets.
a) influence du vent :
Au décollage, un vent arrière a pour effet d'augmenter la distance de décollage et de diminuer la pente sol de montée. En effet, votre aéronef aura besoin de d'avantage de vitesse pour obtenir la même portance nécessaire au décollage sans vent.
Après le décollage, le temps de montée pour rejoindre une altitude ne change pas, par contre, vous allez parcourir une distance sol plus grande pour rejoindre une altitude donnée, de ce fait, la pente sol de montée est moins prononcée, (elle est diminuée).
D'une manière générale, on décolle toujours avec du vent de face, cependant le décollage avec le vent dans le dos est possible jusqu'à certaines limites (distance de décollage à respecter, évitement d'obstacles après le décollage, etc...)
b) influence de l'altitude, densité de l'air et température :
Lorsque l'altitude augmente, la densité de l'air diminue. Il faudra donc une distance de décollage plus longue pour atteindre une vitesse propre plus élevée permettant de générer la portance nécessaire au décollage.
La pente de montée après décollage diminue car les performances sont diminuées, toujours en raison de cette diminution de densité avec l'altitude.
La densité de l'air varie également en fonction de la température. S'il fait chaud, l'air 'porte' moins, il est moins dense. Votre vitesse propre d'approche nécessitera donc d'être plus élevée, augmentant votre distance d'atterrissage.
On note également qu'une diminution de la densité engendre une diminution de la puissance moteur, donc une diminution globale des performances.
c) influence de la masse de l'aéronef :
Plus votre masse au décollage et/ou à l'atterrissage est importante, plus votre vitesse propre doit être élevée pour générer la portance nécessaire au vol. Les distances de décollage et d'atterrissage augmentent.
d) influence de l'utilisation des volets :
L'utilisation des volets au décollage permettra de diminuer la vitesse de décrochage, donc de pourvoir quitter le sol sur une distance plus courte et à une vitesse plus faible que sans volet.
Une fois en l'air, les volets diminuent grandement la finesse de l'avion et donc empêchent de monter au meilleur angle et taux possible.
A l'approche pour l'atterrissage, l'utilisation des volets permet de se poser à une vitesse plus faible qu'en lisse (sans volet) permettant ainsi de réduire la distance de roulage à l'atterrissage.
e) Surface et inclinaison de la piste :
Sur une piste en herbe, on adhère moins, alors que sur une piste en dur, on freine mieux, la distance d'atterrissage variera donc suivant le revêtement.
Sur une piste montante, votre trajectoire est donc inclinée par rapport à l'horizontale, une composante du poids va s'ajouter et réduira votre accélération, la distance de décollage est augmentée.
Les conditions les plus pénalisantes sur la distance de décollage sont une piste montante et en herbe.
4 - Préparation du vol
1) Le plan de vol :
Un plan de vol (FPL) déposé est obligatoire:
- pour tout franchissement de frontière indiquer le point de franchissement et la durée estimée jusqu'à ce point. Il doit être déposé au moins 30 min avant l'heure estimée de départ du poste de stationnement.
- pour le VFR de nuit (hors vol local) et les vols IFR.
- le survol de régions inhospitalières
- pour les survols maritimes au-delà de la distance la plus faible des 2 distances suivantes :
a) distance permettant en cas de panne d'un moteur, d'atteindre une terre se prêtant à un atterrissage d'urgence,
b) distance égale à 15 fois l'altitude de l'aéronef.
Le plan de vol VFR déposé est valable 60 minutes après l'heure estimée de départ poste de stationnement.
Le plan de vol déposé est activé au moment du décollage, par le contrôleur ou l'agent AFIS.
Le plan de vol doit être clôturé à votre arrivée.
Dans le cas d'un aérodrome contrôlé ou avec agent AFIS, aux heures d'ouverture des organismes de la circulation aérienne, le contact radio vaudra clôture de votre plan de vol. Il sera bon, à l'arrivée, de penser en fréquence à vous annoncer comme VFR sous plan de vol (les plans de vol en VFR sont rares).
A l'arrivée sur un aérodrome non contrôlé, il conviendra alors de clôturer, ou bien en fréquence après l'atterrissage avec l'organisme de la circulation aérienne avec lequel vous étiez en contact (s'il vous reçoit toujours!), ou en appelant par téléphone le BRIA de rattachement.
2) Remplir un plan de vol :
Toutes les heures figurées doivent être des heures UTC exprimées par un groupe de 4 chiffres. Toutes les durées estimées doivent être exprimées par un groupe de 4 chiffres (heures et minutes).
Les numéros de case figurant sur le plan de vol correspondent aux numéros de type de champ dans les messages ATS.
Les cases 7 à 18 seront remplies comme indiqué ci-après.
La case 19 sera également remplie comme il est indiqué ci-après lorsque cela est demandé pour faciliter l'alerte ou les recherches.
Case 7 : « Identification de l'aéronef »
Dans cet espace vous devez renseigner l'immatriculation de votre avion en insérant uniquement les caractères alphabétiques de A à Z sans le tiret qui sépare l'immatriculation du préfixe national.
Exemple: Pour un avion F-BTGP, il faut indiquer FBTGP.
Case 8 : « Règles de vol et Type de vol »
Cette case n'accepte qu'un seule lettre et requiert le régime et type de vol que vous allez effectuer. Voici la liste des lettres acceptées :
Règles de vol :
I : Vol IFR
V : Vol VFR
Y : Vol IFR d'abord puis VFR ensuite
Z : Vol VFR d'abord puis IFR ensuite
Types de vol :
G : Vol de l'aviation générale
N : Vol de transport aérien non régulier
S : Vol de transport aérien régulier
M : Vol militaire
X : Vol ne correspondant à aucun des régimes/types de vol proposés ci-dessus.
Case 9 : « Nombre, Type d'aéronef, Catégorie de turbulence de sillage »
Cet espace vous demande le nombre d'aéronefs concernés par ce plan de vol. Dans la plupart des cas, vous remplirez 1 sauf pour un vol en patrouille.
Il vous est ensuite demandé le type de l'aéronef. La liste des types d'aéronef est disponible sur le site de l'OACI. Si votre aéronef n'apparaît pas dans cette liste, remplissez ZZZZ dans cette case. Il vous suffira ensuite de préciser clairement en case 18 le type de votre avion.
Exemple : Mon plan de vol concerne un Cessna 152, je renseigne C152 dans la case.
Dernière information à fournir, la catégorie de turbulence de sillage. Cette information est primordiale pour les contrôleurs aériens. Elle va permettre de potentiellement adapter le séquençage des avions à l'atterrissage et au décollage. Une seule lettre autorisée, et voici la liste des catégories :
L (Light) : Aéronef à faible tonnage dont la masse maximale certifiée au décollage est inférieure ou égale à 7 tonnes.
M (Medium) : Moyen porteur dont la masse maximale certifiée au décollage est supérieure à 7 tonnes et inférieure à 136 tonnes.
H (Heavy) : Gros porteur dont la masse maximale certifiée au décollage est égale ou supérieure à 136 tonnes.
Case 10 : « Equipement »
A la gauche du / (partie de gauche), vous devez renseigner les informations concernant l'équipement de radiocommunication. Voici les codes à renseigner selon votre cas :
N : Aucun équipement de radiocommunication ou de radionavigation présent à bord ou l'équipement est hors service.
S : Un équipement de radiocommunication et de radionavigation se trouve à bord et est apte à fonctionner.
A la place de ces deux codes, vous pouvez préciser en détail, l'équipement à bord grâce à ces différents codes :
U : UHF (Ultra High Frequency)
V : VHF (Very High Frequency)
F : ADF (Automatic Direction Finder)
O : VOR (VHF Omnidirectional Range)
D : DME (Distance Measuring Equipment)
R : RNAV (Area Navigation)
Z : Autre équipement à préciser en case 18 après COM/ ou NAV/
A la droite du / (partie de droite), vous est demandé des informations concernant votre équipement SSR (transpondeur) :
Equipement SSR
Insérer l'un des caractères suivant pour décrire l'équipement SSR en état de fonctionner qui se trouve à bord :
N : Néant ;
A : Transpondeur - mode A (4 chiffres - 4096 codes) ;
C : Transpondeur - mode A (4 chiffres - 4096 codes) et mode C ;
X : Transpondeur - mode S sans transmission ni de l'identification de l'aéronef ni de l'altitude-pression ;
P : Transpondeur - mode S y compris la transmission de l'altitude-pression, mais sans transmission l'identification de l'aéronef ;
I : Transpondeur - mode S y compris la transmission de l'identification de l'aéronef, mais sans transmission de l'altitude pression;
S : Transpondeur - mode S y compris la transmission de l'altitude-pression et de l'identification de l'aéronef.
Case 13 : « Aérodrome de départ et Heure »
Vous devez renseigner dans la première case le code OACI du terrain de départ. Si cet indicatif n'est pas connu, remplacez le par XXXX et précisez le nom de l'aérodrome dans la case 18.
Exemple : Mon plan de vol concerne un vol Lyon Bron à Nîmes Garons, je renseignerai dans cette case LFLY.
Ecrivez l'heure de départ du poste de stationnement (à ne pas confondre avec d'autres heures, c'est l'heure à laquelle vous partez de l'endroit où vous êtes stationné) en heure UTC et sous la forme de quatre chiffres HHMM.
Exemple : Je commence à rouler et à partir de mon poste de stationnement du parking de l'aviation générale de Lyon Bron à 13h55 heure locale et nous sommes le 3 septembre (UTC +2). Je renseignerai donc 1155 dans la case.
Case 15 : « Vitesse de croisière, Niveau et Route »
Vitesse de croisière :
Sous la forme de 5 caractères, vous devez renseigner votre vitesse de croisière (sans prendre en compte le vent). Le premier caractère représente l'unité de mesure et les quatre suivants, la vitesse.
Exemple : Ma vitesse de croisière est de 90 kt, je remplirai dans cette case : N0090 / Ma vitesse de croisière est de 190 km/h, je remplirai dans cette case : K0190.
Niveau :
Sous la forme de 4 caractères, cette case représente le niveau de vol ou l'altitude que vous envisagez pour votre vol. Le premier caractère représente le type de référence : niveau de vol (F) ou altitude (A). Les 3 caractères suivants sont numériques. Si votre vol n'a pas d'altitude ou de niveau de vol déterminé, vous pouvez renseigner « VFR » dans cette case. Cette situation vous permettra d'utiliser toutes les altitudes ou les niveaux de vol que vous préférez tout au long de votre vol.
Exemple : J'effectuerai un vol au FL 090 (niveau de vol), je renseignerai donc : F090. Par contre, si mon vol est effectué avec comme référence les QNH régionaux et à l'altitude de 7000 ft, alors je renseignerai le plan de vol : A070.
Route :
C'est ici que vous allez indiquer votre route à l'aide des points de repères VFR, des balises de radionavigation (NDB, VOR,...) ou de points GPS précis. Vous devez avoir un repère au minimum toutes les 30 minutes de vol (éloignement maximal).
Case 16 : « Aérodrome de destination, Durée totale estimée, Aérodromes de dégagement »
Aérodrome de destination :
C'est la destination de votre vol : vous devez inscrire dans cette case le code OACI du terrain. Comme pour le type de l'aéronef, si vous ne connaissez pas le code OACI du terrain, inscrivez ZZZZ et renseignez par la suite le nom du terrain en toutes lettres dans la case 18 à la suite du terme « DEST/ ».
Durée totale estimée :
C'est l'intervalle de temps compris entre le décollage de l'aérodrome de départ jusqu'à la verticale du terrain de destination. A renseigner en heure UTC et sous la forme de quatre chiffres HHMM.
Aérodromes de dégagement :
Vous pouvez renseigner jusqu'à 2 aérodromes de dégagement dans votre plan de vol. Il est nécessaire d'en renseigner au moins un. Indiquez le code OACI du terrain dans la case. Si vous ne connaissez pas le code OACI de l'aérodrome, inscrivez ZZZZ et renseignez par la suite le nom du terrain en toutes lettres dans la case 18 à la suite du terme « ALTN/ ».
Case 18 : « Renseignements divers »
Voici la liste de tous les renseignements que vous pouvez ajouter à votre plan de vol :
ALTN : Aérodrome de dégagement si vous avez précisé ZZZZ dans la case 16 et en toutes lettres.
DEP : Aérodrome de départ si vous avez précisé ZZZZ dans la case 13 et en toutes lettres.
DEST : Aérodrome de destination si vous avez précisé ZZZZ dans la case 16 et en toutes lettres.
EET : Point de repère lors du franchissement de la frontière avec le temps de vol estimé pour le rejoindre.
OPR : Nom de l'exploitant de l'aéronef. Il est possible de renseigner également le numéro de téléphone qui sera utilisé en cas d'urgence.
RMK : Remarques additionnelles.
TYP : Type de l'aéronef si vous avez précisé ZZZZ en case 9 et en toutes lettres.
Case 19 : « Renseignements complémentaires »
- Autonomie
A la suite de E/
Insérer un groupe de 4 chiffres donnant l'autonomie en heures et minutes.
- Personnes a bord
A la suite de P/
Indiquer le nombre total des personnes (passagers et pilote) présentes à bord, lorsque ce renseignement est exigé par l'autorité ATS compétente. Insérer TBN (To Be Notified : à notifier) si ce nombre n'est pas connu au moment du dépôt.
- Equipement de secours et de survie
R/ RADIO
BIFFER la lettre U s'il n'y a pas de poste portatif à fréquence UHF 243,0 MHz.
BIFFER la lettre V s'il n'y a pas de poste portatif à fréquence VHF 121,5 MHz.
BIFFER la lettre E s'il n'y a pas de radiobalise de détresse (RBDA/ELBA).
S/ EQUIPEMENT DE SURVIE
BIFFER toutes les lettres s'il n'y a pas d'équipement de survie à bord.
BIFFER la lettre P s'il n'y a pas d'équipement de survie en milieu polaire à bord.
BIFFER la lettre D s'il n'y a pas d'équipement de survie en milieu désertique à bord.
BIFFER la lettre M s'il n'y a pas d'équipement de survie en mer à bord
BIFFER la lettre J s'il n'y a pas d'équipement de survie dans la jungle à bord.
J/ GILETS DE SAUVETAGE
BIFFER toutes les lettres s'il n'y a pas de gilet de sauvetage à bord.
BIFFER la lettre L si les gilets de sauvetage ne comportent pas de lampes.
BIFFER la lettre F si les gilets de sauvetage ne sont pas pourvus de fluorescéine.
BIFFER la lettre U ou V, ou ces deux lettres, comme en R/ ci-dessus, pour indiquer le cas échéant l'équipement radio des gilets de sauvetage.
D/ CANOTS
- NOMBRE
BIFFER les lettres D et C s'il n'y a pas de canot à bord, ou Indiquer le nombre des canots transportés,
et
- CAPACITE
Indiquer le nombre total des personnes pouvant prendre place à bord de tous les canots transportés.
- COUVERTURE
BIFFER la lettre C si les canots ne sont pas couverts.
- COULEUR
Indiquer la couleur des canots s'il y en a à bord.
A/ COULEUR ET MARQUES DE L'AERONEF
Insérer la couleur de l'aéronef et ses marques significatives.
N/ REMARQUES
BIFFER la lettre N en l'absence de remarques, ou INDIQUER tout autre équipement de survie se trouvant à bord et toute autre remarque concernant l'équipement de survie.
C/ PILOTE
Insérer le nom du pilote commandant de bord.
