Cette partie de la mécanique du vol est d’une extrême importance et sa compréhension est plus qu’indispensable pour l’élève-pilote ou le pilote breveté. Elle permet de juger de l’importance de l’établissement du devis de masse et de centrage, à effectuer avant tout vol, ainsi que de comprendre le comportement de l’avion en vol.

On rappelle ceci dans la documentation complète suivante: Stabilité longitudinale 1.2

On se focalisera ici sur les différentes manières d’expliquer ceci à l’élève-pilote. Il est nécessaire pour ce dernier d’avoir préalablement assimilé ce que sont:

• le centre de poussée et le foyer, qu’ils concernent l’aile seule ou l’avion complet

• le principe de réduction d’un système de forces. Effectivement, les différents schémas utilisés pour expliquer l’équilibre de l’avion et sa stabilité présentent des différences en ce qui concerne l’application des forces de portance, ce qui peut entraîner des interrogations de la part de l’élève.

Les différents schémas utilisables sont présentés ci-après.

Schéma 1

Les forces de portances sont appliquées là où elles sont générées (aile, plan arrière de profondeur).

Survient une turbulence qui provoque une rotation à cabrer autour du centre de gravité. Les conséquences instantanées sont :

• l’incidence de l’aile augmente de α à α Δ, donc Z1 augmente. Mais CP avance vers G, donc L1 diminue. Il y a donc incertitude sur la façon dont évolue le produit Z1.L1

• l’incidence du plan de profondeur (négative) augmente également mais cela constitue une diminution en valeur absolue, donc Z2 diminue. L2 reste contant. Le produit Z2.L2 diminue et le stabilisateur devient moins cabreur

–> Il est difficile de prévoir comment l’ensemble réagit.

Une solution consiste à supposer que le Cp de l’aile reste fixe (cas d’un profil symétrique) ce qui, au niveau de la formation d’un élève-pilote, peut s’avérer une simplification acceptable.

Dans le cas contraire, il faut avoir compris et se rappeler que l’on est en présence d’un système dont le moment des forces de portance par rapport au foyer est positif, donc Cm0 > 0. Dans un tel système, le centre de poussée avion où s’applique la résultante des forces (initialement confondu avec le centre de gravité) recule quand l’incidence augmente.

Schéma 2

Les portances de l’aile et du stabilisateur sont réduites au foyer de l’avion Fa. Il est donc nécessaire d’y appliquer également un moment M0 (somme des moments des forces de portance par rapport au foyer). L’avantage est que Fa est fixe et que le moment des forces de portance M0 est constant quelque soit l’incidence.

Schéma 3

Les portances de l’aile et du stabilisateur sont réduites au centre de gravité. Cela supprime tous les moments par rapport à G. Par contre, les variations de portance, quand l’incidence augmente, apparaissent au foyer, préalablement défini comme le « point d’application des variations de portance ».

Important:

Ce schéma pour expliquer la stabilité longitudinale de l’avion est fréquemment répandu car très simple. Il n’est cependant pas souhaitable de le présenter sans que soient préalablement précisés les points suivants :

• la portance indiquée est la portance totale de l’avion et non la portance de l’aile seule,

• cette portance est appliquée au centre de gravité, parce qu’on y a effectué une réduction du système des forces de portance s’appliquant initialement au centre de poussée de l’aile et du stabilisateur,

• le fait que le foyer soit qualifié de « point d’application des variations de portance » n’est pas une réalité en soi mais vient du fait que la somme des moments des forces de portance par rapport au foyer avion est constante quand l’incidence varie.