PPL · cours illustré

Cours PPL principes du vol : 12 chapitres illustrés

Le cours PPL de principes du vol reprend le programme en 12 chapitres : 86 notions expliquées en quelques paragraphes, souvent avec un schéma, ce qu'il faut retenir et, pour beaucoup, le piège classique de l'examen. Le premier chapitre, « L'air et l'écoulement », se lit en entier sur cette page.

12
chapitres: 86
notions expliquées, dont 64 avec un schéma ou une illustration: 422
questions de la banque rattachées à un chapitre

Lire le chapitre 1 Les 419 questions de cette matière

Sommaire du cours

Chaque chapitre explique, notion par notion, ce que demandent les questions de la banque, avec un encadré « À retenir » et, souvent, le piège classique de l'examen. Le premier chapitre est en accès libre, ci-dessous et dans l'application ; les suivants sont réservés aux abonnés PPL.

1.L'air et l'écoulement
Accès libre
Composition et masse volumique de l'air, effet venturi, Bernoulli et origine de la portance.
7 notions · 14 questions de la banque
2.Le profil et les forces
Abonnés
Vocabulaire du profil, incidence, assiette et pente, résultante aérodynamique, centre de poussée et foyer, quatre forces.
7 notions · 14 questions de la banque
3.Portance, traînée et coefficients
Abonnés
Les formules Rz et Rx, l'effet de la vitesse, de la densité et de l'incidence, Cz et Cx.
7 notions · 28 questions de la banque
4.Traînée, finesse et effet de sol
Abonnés
Les traînées, les tourbillons marginaux et la turbulence de sillage, la finesse et la polaire, l'effet de sol et le second régime.
10 notions · 21 questions de la banque
5.Montée, descente et atterrissage
Abonnés
Équilibre en montée et en descente, pente et vitesse verticale, Vx et Vy, arrondi, rafales et gradient de vent.
7 notions · 18 questions de la banque
6.Le virage et le facteur de charge
Abonnés
Inclinaison de la portance, n = 1/cos φ, puissance en virage, rayon et taux de virage, ressource.
9 notions · 75 questions de la banque
7.Le décrochage
Abonnés
Incidence critique, signes, vitesse de décrochage et ses facteurs, calcul en virage, décrochage dynamique, vrillage, vol lent.
8 notions · 175 questions de la banque
8.Vrille et virage engagé
Abonnés
Vol dissymétrique, autorotation, causes et sortie de vrille, distinction et sortie du virage engagé.
7 notions · 22 questions de la banque
9.Volets et becs
Abonnés
Rôle des hypersustentateurs, types de volets et de becs, effets sur la portance, la traînée et le tangage, VFE et VFO.
5 notions · 20 questions de la banque
10.Stabilité et centrage
Abonnés
Les trois axes, stabilité et maniabilité, stabilité longitudinale et foyer, centrage, stabilité de route et latérale.
7 notions · 18 questions de la banque
11.Commandes, compensateur et effets moteur
Abonnés
Gouvernes et efficacité, ailerons et lacet inverse, compensateur, effets de l'hélice sur les trois axes.
6 notions · 11 questions de la banque
12.Domaine de vol et vitesses limites
Abonnés
Vitesses caractéristiques, arcs de l'anémomètre, facteurs de charge limites, Va, turbulence et limites du domaine.
6 notions · 6 questions de la banque

Chapitre 1 : L'air et l'écoulement

Composition et masse volumique de l'air, effet venturi, Bernoulli et origine de la portance.

L'air, un fluide qui a une masse

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Composition de l'air et masse volumique standard

L'avion s'appuie sur l'air : il faut donc connaître ce fluide.

l'air sec contient environ 78 % d'azote, 21 % d'oxygène et 1 % d'autres gaz (argon, dioxyde de carbone...) ;
sa masse volumique ρ (« rho »), souvent appelée densité dans les questions, vaut 1,225 kg/m³ au niveau de la mer en atmosphère standard.

ρ diminue quand l'altitude augmente, quand la température augmente et, dans une moindre mesure, quand l'humidité augmente. Moins d'air « à brasser », c'est moins de portance et moins de traînée à vitesse égale.

À retenir

Azote 78 %, oxygène 21 %. ρ0 = 1,225 kg/m³ (kilogrammes par mètre cube).

Piège d'examen

Le gaz le plus abondant est l'azote, pas l'oxygène. Attention aussi à l'unité : kg/m³, et non g/m³ ou m³/kg.

Ce que l'air exerce sur un corps

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Pression et frottement sur un corps placé dans un écoulement

Quand un corps se déplace dans l'air, chaque point de sa surface subit deux actions :

la pression, perpendiculaire à la paroi ;
le frottement, tangent à la paroi, dû à la viscosité de l'air.

La somme de toutes ces petites forces forme la résultante aérodynamique. C'est elle que l'on décompose ensuite en portance et en traînée.

À retenir

Sur chaque point de la surface : pression + frottement.

L'effet venturi

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Tube venturi : au col, vitesse maximale et pression minimale

Dans un tube, l'air ne s'accumule pas : le même débit passe dans chaque section (S × V = constante). Là où le tube se rétrécit, l'air doit donc accélérer.

Cette accélération s'accompagne d'une baisse de la pression statique. Au col (l'étranglement) :

la vitesse est maximale ;
la pression est minimale.

C'est le principe du carburateur et de nombreuses prises de pression.

À retenir

Venturi : section ↓ → vitesse ↑ → pression ↓.

Piège d'examen

Les réponses « pression et vitesse maximales » sont fausses : vitesse et pression varient toujours en sens inverse.

Le théorème de Bernoulli

Le long d'un filet d'air (écoulement régulier, aux vitesses de l'aviation légère), la somme de la pression statique et de la pression dynamique reste constante :

Ps + ½ ρ V² = constante

si la vitesse augmente, la pression statique diminue ;
si la vitesse diminue, la pression statique augmente.

C'est la même idée que l'effet venturi, exprimée sous forme d'énergie : ce que l'air gagne en vitesse, il le perd en pression.

À retenir

Bernoulli : Ps + ½ ρ V² = constante. Vitesse ↓ → pression statique ↑.

L'écoulement autour d'un profil

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Filets d'air resserrés sur l'extrados, écartés sous l'intrados

Un profil d'aile placé à une petite incidence modifie l'écoulement :

sur le dessus (extrados), les filets se resserrent : l'air accélère et la pression baisse (dépression) ;
sur le dessous (intrados), l'air est légèrement ralenti : la pression augmente un peu (surpression).

La portance provient principalement de cette différence de pression entre l'intrados et l'extrados.

À retenir

L'air va plus vite sur l'extrados que sur l'intrados.

Piège d'examen

L'écoulement n'est pas « laminaire dessus, tourbillonnaire dessous » : la bonne idée est simplement « plus rapide sur l'extrados ».

Qui porte l'aile : dessus ou dessous ?

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Répartition schématique des pressions autour d'un profil

En additionnant les forces de pression, on constate que :

la dépression sur l'extrados fournit environ les 3/4 de la portance ;
la surpression sous l'intrados n'en fournit qu'environ 1/4.

L'aile est donc davantage aspirée par le dessus que poussée par le dessous. Conséquence pratique : un extrados sale, givré ou couvert de gelée perturbe fortement la portance.

À retenir

Extrados (dépression) ≈ 3/4 ; intrados (surpression) ≈ 1/4.

Piège d'examen

Les questions inversent volontiers les mots : la dépression est sur l'extrados, la surpression sous l'intrados.

L'autre regard : action et réaction

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L'aile dévie l'air vers le bas, l'air la pousse vers le haut

La troisième loi de Newton donne une explication complémentaire : l'aile dévie vers le bas une grande masse d'air (déflexion). En retour, l'air exerce sur l'aile une réaction vers le haut : la portance.

Bernoulli (différence de pression) et Newton (déviation de l'air) décrivent le même phénomène sous deux angles. Ni le poids de l'avion, ni la poussée du moteur, ni la traînée ne créent la portance.

À retenir

Portance = différence de pression extrados/intrados = réaction à la déviation de l'air vers le bas.

La suite du cours commence par le chapitre 2, « Le profil et les forces ». Elle se lit dans l'onglet Cours de l'application, avec un abonnement PPL, et chaque chapitre se termine par les questions de la banque qui portent sur lui. Voir les tarifs

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