LE VOL SUR LA CAMPAGNE… L’auteur de ce diaporama espère vous donner quelques bases théoriques qui vous permettront de prendre de bonnes décisions en vol sur la campagne… Yves CORDIER – janvier 2005

PARTIR SUR LA CAMPAGNE EN SECURITÉ C'EST… s’être fait à l’idée que le vol se terminera peut-être dans un champ (aspect psychologique du refus de la vache, cause d’accidents) ; avoir organisé son dépannage, même pour les plus optimistes… avoir préparé son vol (Météo, Navigation,Timing, Zones, Radio, Cartes…) ; maîtriser la prise d’ascendances et l’exploitation des différents types de pompes (entraînement en vol local) ; savoir exploiter la MTO instantanée (aspect du ciel, nuages, évolution dans le temps et l’espace, ensoleillement, vent, nature du sol) ; connaître les performances et limitations de sa machine ; maîtriser les atterrissages de précision sur son propre terrain (contrôle précis VOA et point d’aboutissement, entraînement atterrissages de précision) ; savoir se repérer et naviguer (avec ou sans GPS) ; connaître un minimum de Circulation Aérienne (types d’espaces, conditions de pénétration, contacts radio, conditions de survol).

ET AUSSI… emporter les documents administratifs pouvant faire l’objet d'un contrôle : licence, carnet de vol ; carnet de route ; certificat de navigabilité ; certificat d’immatriculation ; licence de station d’aéronef (LSA). les documents utiles au vol projeté : La carte routière (Michelin ou IGN) n’indique pas les zones interdites ou réglementées ( aspect juridique… ) ; ne pas négliger son confort : Vous n’êtes pas à l’abri d’une petite soif, d’une petite faim ou d’une petite envie…

SOMMAIRE Rappels sur la polaire des vitesses - Vitesses caractéristiques L’anneau Mac-Cready - Construction - Utilisation - Calages Influence des mouvements verticaux Influence du vent - L’équivalent vent Influence du ballastage Vitesse de croisière - Vitesse de transition Les 3 tranches d’altitude L’autonomie du planeur L’atterrissage en campagne Bibliographie

Conditions de validité : RAPPELS THÉORIQUES SUR LA POLAIRE DES VITESSES… POINTS CARACTÉRISTIQUES : Vzp=f(V) Vitesse de décrochage Vitesse de taux de chute mini Vitesse limite VNE Angle de plané δ ( le mini correspond à la finesse max ) Vitesse de finesse max en air calme 65 km/h 90 km/h 106 km/h 220 km/h V ( km/h ) Vzp ( m/s ) 1 2 3 4 150 100 200 δ mini. Vzp mini. Conditions de validité : pour un planeur donné (ex : LS1) masse d’air calme (Vz=0, Vw=0) charge alaire donnée (ballast) vol rectiligne stabilisé symétrique (n=1 et vitesse constante) centrage donné configuration donnée (train, volets, AF) état de surface donné (pluie, moustiques) Incidences décroissantes On a : Nota : les vitesses données en exemple sont totalement arbitraires

RAPPELS THÉORIQUES SUR LA POLAIRE DES VITESSES… A un angle de plané δ donné, correspondent 2 régimes de vol possibles : - Un régime lent : vitesse faible, taux de chute faible et incidence forte - Un régime rapide : vitesse forte, taux de chute fort et incidence faible 79 km/h 190 km/h 100 150 200 V ( km/h ) δ donné 1 2 Incidences décroissantes 3 4 L'angle de plané est le même, mais la vitesse change… Vzp ( m/s ) POLAIRE DES VITESSES Vz = f (Vi)

RAPPELS THÉORIQUES SUR LA POLAIRE DES VITESSES… … il n’y a qu’un seul angle de plané mini, qui correspond à la vitesse de finesse max en air calme. 105 km/h 100 150 200 Vi ( km/h ) δ mini Vz= 0,9 m/s 1 2 3 4 POLAIRE DES VITESSES Vz = f (Vi) Vzp ( m/s )

RAPPELS THÉORIQUES SUR LA POLAIRE DES VITESSES… La séparation des 2 régimes de vol se fait à la vitesse de chute minimum : soit 90 km/h pour ce planeur 90 km/h 100 150 200 Vi ( km/h ) Vzp mini. 1 2 Incidences décroissantes 3 4 Vzp ( m/s ) domaine de vol aux grands angles d’incidence ou « second régime » quand Vi diminue, Vz augmente domaine de vol aux petits angles d’incidence ou « premier régime » quand Vi augmente, Vz augmente

RAPPELS THÉORIQUES SUR LA POLAIRE DES VITESSES Vitesse mini de vol… Conclusion : il n’y a aucun intérêt à voler dans cette zone, c’est à dire sous la vitesse de taux de chute mini, sauf dans certaines pompes, pour rester dans le noyau de l’ascendance … 90 km/h 100 150 200 Vi ( km/h ) Vzp mini. 1 2 3 4 Vzp ( m/s ) À bord, où trouver la vitesse de taux de chute mini ?

ICI ! RAPPELS THÉORIQUES SUR LA POLAIRE DES VITESSES… 85 100 110 160 150 180 130 C'est l’origine des vitesses portées sur l'anneau Mac Cready

D’AUTRES EXPRESSIONS DE LA FINESSE Vi (km/h) Vz (m/s) δ Cx Cz On a vu que : On a aussi : δ δ D h Ou encore : δ f = 1/tg 60 / δ f = avec : ou formule approchée :

EFFETS D’UNE MASSE D’AIR ANIMÉE DE MOUVEMENTS VERTICAUX L’ANNEAU MAC CREADY : EFFETS D’UNE MASSE D’AIR ANIMÉE DE MOUVEMENTS VERTICAUX Exemple d’une descendance vitesse de finesse max. Vzw = 0 vitesse de finesse max. Vzw = -2 m/s 94 km/h = 26 m/s 132 km/h = 37 m/s 50 100 150 200 Vi (km/h) Vzp -1 f≈52 Vzd Vzw -2 -3 Vzw -2 m/s f≈12 -4 -5 Vzp = taux de chute propre du planeur Vzw = mouvement vertical de la masse d’air -6 Vzd = taux de chute total = Vzp + Vzw Vz (m/s) Dans une masse d’air descendante, la vitesse de meilleure finesse augmente. Sa valeur se dégrade fortement.

CONSTRUCTION DE LA COURBE MAC-CREADY… L’ANNEAU MAC CREADY : CONSTRUCTION DE LA COURBE MAC-CREADY… La polaire en air calme est décalée verticalement. +2 Pour chaque valeur de Vzw, donc aussi de Vzd, on détermine une nouvelle vitesse de meilleure finesse. +1 50 100 150 200 Vi (km/h) -1 -2 Ce sont les valeurs de cette courbe qui sont reportées sur la couronne Mac Cready Vzw = +2 m/s -3 Vzw = +1 m/s -4 Vzw = Vzp mini Vzw = 0 -5 Un point particulier : quand Vzd = 0, la vitesse de finesse max et la vitesse de chute mini sont confondues… Vzw = -1 m/s -6 95 110 190 150 130 Vzw = -2 m/s Vz (m/s) Vzw = -3 m/s Vzw = -4 m/s

Une seconde méthode… 0’ -1’ -2’ -3’ -4’ +3 vitesse de finesse max. pour Vzw = +2 m/s vitesse de finesse max. Vzw = 0 vitesse de finesse max. pour Vzw = -3 m/s +2 Vzw -3 m/s +1 50 100 150 200 Vi (km/h) Vzw +2 m/s -1 0’’ -2 -3 -4 Vz (m/s) On obtient le même résultat en décalant l’origine de la tangente…

Et voilà le travail ! +3 +2 +1 50 100 150 200 Vi (km/h) -1 -2 -3 -4 Vz Vzw +2 m/s Vzw +1 m/s +1 50 100 150 200 Vi (km/h) -1 -2 Vzw -1 m/s -3 Vzw -2 m/s -4 Vzw -3 m/s Vz (m/s)

L’ANNEAU MAC-CREADY : EFFETS D’UNE MASSE D’AIR ANIMÉE DE MOUVEMENTS HORIZONTAUX… exemple d’un vent de face de 65 km/h 100 km/h = 28 m/s 60 km/h = 17 m/s 50 100 150 200 Vi ou Vs (km/h) -1 f≈47 f≈17 Vw=65 km/h -2 -3 -4 Vz (m/s) Sans vent la finesse max est de 47, obtenue pour une vitesse indiquée de 100 km/h, Le vent décale la polaire de 65 km/h vers la gauche, L’angle de plané a fortement augmenté, La finesse max / sol est descendue à 17, obtenue à une vitesse indiquée de 60 + 65 = 125 km/h.

L’ANNEAU MAC CREADY : L’ÉQUIVALENT VENT… A 50 km/h = 14 m/s 100 km/h = 28 m/s 50 100 150 équivalent vent : 1 m/s Vs 50 0’ 100 150 200 Vi (km/h) -0,8 m/s -1 f≈47 f≈17,5 -2 Vw=65 km/h -3 -4 Vz (m/s) En réalité on préfère déplacer l’origine vers la droite, ce qui revient au même. La tangente à la polaire recoupe l’axe des Vz en un point A : c’est l’équivalent vent. Autrement dit, avec ce planeur, 65 km/h de vent de face produisent le même effet qu’une dégueulante de – 1 m/s !

EFFETS DU VENT SUR LA POLAIRE RÉCAPITULONS : EFFETS DU VENT SUR LA POLAIRE 1. Vent arrière Le vent effectif arrière a pour effet d’augmenter la vitesse sol vitesse air vent effectif vitesse sol 0’’ 100 50 150 100 200 150 200 Vi ou Vs (km/h) -1 vent arrière -2 vitesse sol -3 f≈76 -4 Vz (m/s) La vitesse de meilleure finesse diminue. La valeur de celle-ci, finesse sol, augmente…

Le vent effectif avant a pour effet de diminuer la vitesse sol … 2. Vent de face Le vent effectif avant a pour effet de diminuer la vitesse sol … vitesse air vent effectif vitesse sol vitesse de finesse max. 120 km/h équivalent vent 50 0’ 100 50 150 100 200 150 Vi ou Vs (km/h) -1 -2 vent de face vitesse sol -3 f≈23 -4 Vz (m/s) La vitesse de meilleure finesse augmente. La finesse sol diminue fortement …

TABLEAU DES ÉQUIVALENTS VENT… L'ANNEAU MAC CREADY : TABLEAU DES ÉQUIVALENTS VENT… On décalera l’origine de l’anneau Mac Cready vers les vario positifs Équivalent vent f ≤ 35 35 ≤ f ≤ 45 f ≥ 45 0.5 m/s 30 40 50 1 m/s 60 70 2 m/s 80 90 Vent effectif de face ( km/h ) On ne corrige pas le vent effectif arrière

Exemple d’affichage d’équivalent vent : L’ANNEAU MAC CREADY Exemple d’affichage d’équivalent vent : Pour un planeur, de finesse 35, subissant un vent de face de 50 km/h, on décalera l’origine de l’anneau Mac Cready d’un équivalent vent de 1 m/s. 85 100 110 160 150 180 130 Équivalent vent f ≤ 35 35 ≤ f ≤ 45 f ≥ 45 0.5 m/s 30 40 50 1 m/s 60 70 2 m/s 80 90 Vent effectif de face ( km/h ) Il devra voler à 105 km/h pour garder la meilleure finesse sol. Rappel : On ne corrige pas le vent effectif arrière ...

À partir de 105 km/h le planeur chargé chute moins. INFLUENCE DE LA CHARGE ALAIRE : UTILISATION DES WATER-BALLASTS Planeur 1 : Charge alaire 32 kg/m² Planeur 2 : Charge alaire 43 kg/m² vitesse de finesse max. 100 km/h vitesse de finesse max. 116 km/h 50 100 150 200 Vi ou Vs (km/h) δ -1 -2 À partir de 105 km/h le planeur chargé chute moins. Planeur 2 Planeur 1 -3 -4 Vz (m/s)

CONCLUSION : par petit temps, vidanger ! UTILISATION DES WATER-BALLASTS : AVANTAGES - INCONVÉNIENTS AVANTAGES : dans les transitions entre ascendances, le planeur ballasté ira plus vite et chutera moins ; la vitesse de croisière est améliorée ( 10 à 20 % ). INCONVENIENTS : la vitesse de décrochage augmente ; le taux de chute est plus important à faible vitesse ; pour une même inclinaison le rayon de virage est plus grand. CONCLUSION : par petit temps, vidanger !

LA VITESSE DE CROISIÈRE MAXIMALE – Définition : Vcr = T d1+d2+d3 C Introduction de la notion de temps d3 d2 A d1 B Il ne s’agit plus de voler une distance max pour une altitude donnée, mais de parcourir une distance donnée dans le temps le plus court… Il faudra rechercher le vol à vitesse de croisière maximale…

LA VITESSE DE CROISIÈRE – Posons le problème… Z1 vitesse de transition Z2 d D Notre planeur part du cumulus A, à l’altitude Z1 avec une vitesse de transition Vt . Il espère bien retrouver son altitude Z1 sous le cumulus B qui se trouve à une distance d ! Une course en planeur peut être assimilée à une succession de vols élémentaires comme celui-ci.

LA VITESSE DE CROISIÈRE – Posons le problème … Z1 vitesse de transition h Vzd t1 Z2 d D Pendant cette transition, il va subir un taux de chute total (propre + masse d’air) Vzd, pendant un temps t1, qui va lui faire perdre une hauteur h pour se retrouver à l’altitude Z2

LA VITESSE DE CROISIÈRE – Posons le problème … Z1 vitesse de transition Vza h t2 Vzd t1 Z2 d D Arrivé sous le cumulus B, il faudra qu’il spirale pendant un temps t2, dans une ascendance de force Vza, pour retrouver son altitude de départ Z1

LA VITESSE DE CROISIÈRE – Posons le problème … Z1 vitesse de transition Vza h t2 Vzd t1 Z2 d D Pour cette portion de vol, il aura parcouru une distance d et aura mis un temps T égal à : T = t1 (temps de transition) + t2 (temps de montée dans la prochaine ascendance). Vcr = T d La vitesse de croisière Vcr de notre planeur est égale à : La problématique de l’ascendance à venir est déjà posée …

LE VOL À VITESSE DE CROISIÈRE MAXIMALE : Vcr = T d Pour augmenter sa vitesse de croisière Vcr, la distance d, entre les deux cumulus étant sinon fixe, du moins non modifiable, notre pilote n’a pas d’autre choix que de diminuer le temps total T ; donc diminuer, à la fois, le temps de transition t1 et le temps de montée t2 dans la future ascendance. Règle 1 : L’influence de t2 , donc de la vitesse de montée Vza dans l’ascendance, est beaucoup plus importante que t1 qui dépend la vitesse de transition Vt. Il va donc falloir, certes, optimiser notre vitesse de transition… mais surtout réduire au maximum notre temps de montée dans les ascendances…

Alors comment optimiser notre vitesse de transition ? LE VOL À VITESSE DE CROISIÈRE MAXIMALE Optimisation de la vitesse de transition : L’expression mathématique du cas de vol précédent aboutit à la formule suivante : = Vcr Vt Vza Vza – Vzd Traduction en langage vélivole : Le rapport « vitesse de croisière sur vitesse de transition » ne dépend en définitive que de la vitesse ascensionnelle Vza escomptée dans la prochaine ascendance et de la vitesse totale de chute Vzd, subie pendant la transition… Alors comment optimiser notre vitesse de transition ?

Mise sous forme graphique de LE VOL À VITESSE DE CROISIÈRE MAXIMALE Optimisation de la vitesse de transition : Encore une fois l’anneau Mac-Cready va nous y aider : Mise sous forme graphique de +3 = Vcr Vt Vza Vza – Vzd +2 Vza +1 50 100 150 200 Vi (km/h) vitesse de croisière Vzd -1 vitesse de transition -2 85 100 110 160 150 180 130 -3 -4 Vz (m/s) Règle 2 : Si l’origine de l’anneau Mac-Cready est calée sur l’ascendance prévue, l’aiguille du variomètre indique la vitesse de transition qui donnera la meilleure vitesse de croisière.

LE VOL À VITESSE DE CROISIÈRE MAXIMALE Optimisation de la vitesse de transition : La règle reste valable en cas de dégueulante, elle prend en compte Vzd, vitesse de chute totale du planeur, Vzd = vitesse de chute propre + vitesse de chute de la masse d’air ; le vol à vitesse de croisière maximale exige une grande prudence, la perte d’altitude est plus importante et ne se justifie que si vous êtes sûr de reprendre une bonne pompe ; pour optimiser la vitesse de transition on doit caler le Mac-Cready sur la valeur de l’ascendance À VENIR, d’où la difficulté … par sécurité on choisit un calage intermédiaire compris entre la moyenne des Vz déjà rencontrées et celles espérées … tout changement de la charge alaire modifie la polaire, donc le calage de l’anneau Mac-Cready, planeur chargé => vitesses augmentées.

Règle 3 : On ne cumule pas les différentes corrections LA VITESSE DE CROISIÈRE MAXIMALE Prudence dans l’utilisation des corrections Règle 3 : On ne cumule pas les différentes corrections Si vous êtes ballasté, dans une zone de dégueulante, avec une correction Mac-Cready de croisière, cumulée avec une correction de vent face, on ne va pas tarder à faire connaissance … 85 100 110 160 150 180 130 Priorité : Sortir de cette zone de m… Alors oubliez la croisière max, volez à Vi de finesse max, vidangez les ballasts, repartez, même vent dans le dos, vers une zone plus accueillante. Car avant tout, il faut rester en l’air… Attention : une correction de 1 m/s au Mac-Cready fait perdre 5 points de finesse .

Tiens, tiens, de la visite… LE VOL À VITESSE DE CROISIÈRE MAXIMALE Diminution du temps dans l’ascendance : Il s’agit d’augmenter sa vitesse verticale moyenne dans l’ascendance Vza, pour diminuer le temps t2 passé dans la pompe (dont on a dit que c’était le facteur le plus influent sur la vitesse de croisière). Soigner le pilotage : pas de dérapage intérieur ou extérieur (glissade ou dérapage pour les anciens) qui diminue les performances du planeur ; Négliger les pompes trop faibles par rapport à la moyenne du jour ; Centrer au mieux l’ascendance pour rester dans les meilleures Vza ; déterminer le meilleur compromis entre inclinaison, vitesse, rayon de virage, en fonction de la puissance de l’ascendance ; Tiens, tiens, de la visite… Quitter l’ascendance avant le plafond si elle faiblit trop ; En dernier recours écouter les champions parler…

les 3 tranches d’altitude ( selon plafond ) STRATÉGIE DE VOL : les 3 tranches d’altitude ( selon plafond ) Z (m) Faut pas rigoler ! ! ! 1800 300 m * 1500 Voler à la vitesse de croisière max ( Mac Cready décalé : meilleure vitesse de croisière ) Rechercher la performance N’exploiter que les meilleurs thermiques ( à la Vza moyenne) 1000 Voler à la vitesse de finesse max ( Mac Cready calé à l'origine + correction vent de face ) Ne plus délaisser les pompes moyennes (≥ à la Vza moyenne) Envisager la vidange des ballasts Repérer les grandes zones plus favorables aux vaches 500 Priorité : rester en l’air ( Vidange ballasts, sauf si on est vraiment sûr de soi ) Voler à la vitesse de finesse max ( + éventuellement correction vent de face ) Prospecter toutes les ascendances SÉCURITÉ : Trouver et rester en local d’un champ vachable SOL ( * Définition des conditions VMC – Distance verticale par rapport aux nuages . )

L’AUTONOMIE DU PLANEUR – Le local rapproché ou f = 10 ou local visuel Z (m) 1500 Maxi 15 km, décalé dans le vent Vw = 10 km/h 10 km Facile, tu divises ta hauteur en mètres par 100, ça te donne ton autonomie en km 1000 Finesse 10 5 km 500 SOL La marge de sécurité est telle … que la PTL est comprise !

Trop compliqué pour moi . L’AUTONOMIE DU PLANEUR – Le grand local ou f = 20, Z > 500 m/sol 1000 m (de 500 à 1500 m) à finesse 20 = 20 km + 5 km à finesse 10 ; total 25 km À 25 km je dois être à 25000 / 20 soit 1250 m mini + PTL 250 m ; total 1500 m Z (m) 1500 Maxi 25 km, décalé dans le vent Vw = 10 km/h 15 km 1000 Finesse 20 Trop compliqué pour moi . 5 km 500 Finesse 10 250 m SOL

L’AUTONOMIE DU PLANEUR – L'autonomie calculée ou local mesuré … Z (m) 1500 Finesse 30 ou plus 1000 Vw = 10 km/h Finesse 20 500 Finesse 10 SOL Bon, je me casse. c’est trop fort Et je mesure comment ???

CALCUL D’AUTONOMIE DU PLANEUR – LE LOCAL MESURÉ… Solution riche : calculateur de bord + GPS + vario électronique (intègrent un maximum de paramètres) ; Calculer sa finesse réelle au cours d’une transition ; (intègre le vent, mais n’est valable que dans une direction) et faire son exercice de calcul mental. Se faire une règle (omnidirectionnelle mais ne tient pas compte du vent) ; Encore mieux : combiner les 2 méthodes précédentes. Attention ! Il est impératif, sur la campagne, de voler au QNH !

L’ATTERRISSAGE EN CAMPAGNE : comment se poser aux vaches… Comme sur ton terrain, avec les repères sol en moins, c’est pas le moment d’improviser … But : Diminuer le stress, pour garder toute son attention sur le champ choisi et la précision de son pilotage

V E R D O L’ATTERRISSAGE EN CAMPAGNE : avant de se poser aux vaches… V ent E tat de surface R elief D imensions O bstacles

Etat de surface Choisir par ordre de préférence : L’ATTERRISSAGE EN CAMPAGNE : avant de se poser aux vaches… Etat de surface Choisir par ordre de préférence : 1 - Champs labourés et hersés 2 - Jeunes céréales max 10 / 15 cm 3 - Labours non hersés 4 - Cultures basses (sol visible) 5 - Cultures fourragères 6 - Prairies d’herbes basses ou fauchées

Etat de surface Il faut refuser : L’ATTERRISSAGE EN CAMPAGNE : avant de se poser aux vaches… Etat de surface Il faut refuser : 1 - Les prairies non fauchées 2 - Les cultures en sillons 3 - Les cultures hautes 4 - La vigne 5 - Les champs à relief 6 - Les champs avec lignes électriques

L’ATTERRISSAGE EN CAMPAGNE : quelques conseils quand même … Rejoins une zone posable suffisamment tôt (voir autonomie du planeur) Choisis ton champ vers 400-500 m/sol et reste en local tout en essayant de raccrocher, construis ta PTL À 200 m/sol mini passe en vent arrière et évite de changer d’avis sauf en cas de force majeure. Attention ! Après quelques heures de vol et plusieurs centaines de kilomètres, l’indication de l’altimètre est forcément fausse !

L’ATTERRISSAGE EN CAMPAGNE : check-list vache … En plus de l’habituel Tout Va Bien, Ça Roule … Tiens, on parle de moi

THE END Merci de votre attention.

BIBLIOGRAPHIE… MANUEL DU PILOTE VOL À VOILE – SFACT ECOLE DE VOL SUR LA CAMPAGNE – FFVV LA COURSE EN PLANEUR – Helmut Reichman LE VOL SPORTIF – Bruno Balay CTS