Le rôle des flammes dans les scénarios de descente en urgence et de décélération rapide

Dans les opérations aériennes, la capacité de gérer l'énergie, à la fois l'altitude et la vitesse, est une compétence fondamentale qui devient essentielle en cas d'urgence. Bien que les volets soient le plus souvent associés au décollage et à l'atterrissage, leur fonction secondaire en tant qu'appareil produisant des traînées les rend précieux dans les scénarios exigeant une descente ou une décélération rapides.

Les volets sont des dispositifs de levage à haute hauteur montés sur le bord de l'aile. Lorsqu'ils sont prolongés, ils augmentent la cambrure de l'aile et, dans certains cas, sa surface et son accord. Cela augmente simultanément la montée et la traînée. Dans des conditions normales d'exploitation, l'avantage de la montée est utilisé pour diminuer la vitesse de décrochage pendant le vol lent.

Cet article s'intéresse aux principes aérodynamiques, aux procédures opérationnelles et aux considérations de sécurité qui régissent l'utilisation des volets pendant la descente d'urgence et la décélération rapide. Il répond aux besoins particuliers des gestionnaires de flotte, des capitaines de formation et des pilotes de ligne qui doivent s'assurer que les procédures d'exploitation normalisées tiennent compte des nuances de déploiement des volets dans diverses configurations d'aéronefs et scénarios d'urgence.

Principes aérodynamiques régissant le comportement des flaps

Soulevez, faites glisser et la courbe de glisser

Pour comprendre pourquoi les volets sont efficaces en cas d'urgence, il faut d'abord examiner la relation entre le levage et la traînée. En vol non accéléré, la masse d'un aéronef est équilibrée par le levage et la poussée est équilibrée par la traînée. Lorsque les volets sont déployés, le coefficient de levage de l'aile augmente, ce qui ferait normalement monter l'aéronef si la poussée et l'assiette demeurent constantes.

À une vitesse donnée, le déploiement des volets déplace le point d'exploitation de l'aéronef plus haut sur la courbe de traînée. Cela signifie que pour le même réglage de poussée, l'aéronef ralentira ou descendra, selon la façon dont le pilote gère la hauteur et la puissance. Dans une descente d'urgence, le pilote réduit généralement la poussée au ralenti et déploie les volets à un réglage qui optimise la traînée sans dépasser la vitesse d'extension du volet (Vfe).

Les volets simples, les volets fendus, les volets fendus et les volets Fowler produisent chacun des profils de dragage différents. Les volets fendus, qui s'étendent vers l'arrière et vers le bas, créent une augmentation importante de la lifting et de la traînée en raison de la surface accrue des ailes et du cambre. Pour les besoins de la descente d'urgence, les volets fendus et les volets fendus offrent une augmentation de la traînée plus prononcée que leur augmentation de lifting, ce qui les rend particulièrement efficaces lorsque la perte d'altitude est nécessaire.

Types de flammes et leurs caractéristiques de traînée

Les exploitants de flottes ayant des types d'aéronefs mixtes doivent reconnaître que la réponse des volets varie considérablement d'un modèle à l'autre. Dans les aéronefs équipés de volets simples, l'augmentation de la traînée est modérée et le taux de descente réalisable avec des volets complets peut être moins spectaculaire que dans les aéronefs équipés de volets à fente ou à volets Fowler.

Les volets fendus, communs aux anciens avions à réaction et à certains types militaires, produisent une traînée élevée avec une augmentation relativement faible de l'effort de levage, ce qui les rend bien adaptés pour la descente d'urgence, car ils fournissent une forte décélération sans produire de portance excessive qui pourrait entraîner des ballons ou nécessiter des changements importants de garnitures de nez vers le bas.

Les volets à fentes et les volets Fowler, bien qu'ils soient plus efficaces sur le plan aérodynamique, présentent d'autres considérations. Les fentes permettent à l'air à haute énergie de circuler sur la surface des volets, ce qui retarde la séparation et maintient l'ascenseur à des angles d'attaque plus élevés. Pendant une descente d'urgence, l'aéronef peut maintenir un angle de descente plus raide sans décrochage, mais le pilote doit être vigilant quant à la gestion de la vitesse.

Utilisation opérationnelle des flammes en cas de descente d'urgence

Quand et pourquoi les flaps sont choisis

La descente d'urgence est habituellement amorcée en réaction à des événements comme la décompression rapide, la panne de moteur avec incendie, la fumée dans le poste de pilotage ou la perte de pression dans la cabine qui nécessite une descente immédiate à une altitude sécuritaire – généralement 10 000 pieds ou moins, où il n'est pas possible de demander d'oxygène supplémentaire. Dans les avions à réaction, le principal moyen d'obtenir une descente rapide est le déploiement de freins à vitesse ou de spoilers.

Dans les aéronefs d'aviation générale, les volets sont souvent le seul dispositif de renforcement de la vitesse disponible, ce qui rend leur déploiement correct critique. Dans une descente d'urgence typique d'un aéronef léger, le pilote réduit la puissance au ralenti, étend les volets au réglage maximal autorisé pour la vitesse actuelle et établit une assiette de tangage en avant qui maintient la vitesse juste au-dessous de Vfe. Il en résulte une descente contrôlée à un taux qui peut dépasser 2 000 pieds par minute, selon le type et la masse de l'aéronef.

Pour les exploitants de flotte, la principale considération consiste à s'assurer que tous les pilotes comprennent les vitesses d'extension des volets pour chaque type d'aéronef et la séquence appropriée de déploiement. Le déploiement des volets à des vitesses supérieures à Vfe peut causer des dommages structuraux ou même une séparation des volets, ce qui pourrait entraîner une perte de contrôle.

Procédure et technique

La technique d'utilisation des volets pendant une descente d'urgence varie selon les aéronefs, mais suit généralement une logique constante. Le pilote réduit d'abord la poussée au ralenti et étend les freins à vitesse ou les spoilers si disponibles. Ensuite, le pilote étend progressivement les volets, surveille la vitesse pour s'assurer qu'elle demeure en dessous de la limite pour chaque réglage successif.

Une fois les volets au réglage souhaité, le pilote établit une assiette de tangage qui donne le taux de descente cible et la vitesse de l'avion. Dans la plupart des aéronefs, une assiette de tangage comprise entre 10 et 20 degrés de cabré est appropriée, avec des ajustements plus précis pour rester dans les limites. Le pilote doit également gérer les changements de configuration de l'avion, comme les ajustements de coupe et tout changement de vitesse de décrochage.

Une erreur courante est le déploiement de volets trop rapide ou à un réglage excessif. Cela peut provoquer un moment de tangage soudain au fur et à mesure que le levage augmente, suivi d'une décélération rapide qui peut surprendre le pilote. Si le pilote pousse alors le nez vers le bas de façon agressive pour maintenir le taux de descente, l'aéronef peut dépasser Vfe ou entrer dans une condition de survitesse.

Considérations particulières à la flotte

Les exploitants de flottes qui gèrent plusieurs types d'aéronefs doivent tenir compte des différences dans la conception du système de volets. Les avions à flotter, comme la famille Airbus A320, ont des caractéristiques de protection de l'enveloppe qui limitent le déploiement des volets en fonction de la vitesse. Dans ces aéronefs, le pilote peut sélectionner des volets sans craindre de dépasser les limites structurales, mais le système peut restreindre le déploiement de manière à influer sur les performances de descente.

Dans les aéronefs équipés de systèmes manuels ou électriques de volets, le pilote a une maîtrise plus directe, mais aussi une plus grande responsabilité de la surveillance de la vitesse. Dans ces types, les listes de vérification devraient indiquer clairement les vitesses maximales pour chaque réglage des volets et inclure une note sur le temps nécessaire pour étendre les volets complètement.

Pour les exploitants d'aéronefs d'aviation générale à turbine, comme le Beechcraft King Air ou le Pilatus PC-12, le déploiement des volets pendant la descente d'urgence doit être coordonné avec le retrait des plumes d'hélice si un moteur a échoué. Les hélices non encastrées créent une traînée importante et l'ajout de volets peut causer une décélération excessive qui complique le contrôle.

Rôle des fusibles dans la décroissance rapide

Décélération de l'approche et de l'atterrissage

Les scénarios de décélération rapide se produisent souvent près du sol, comme lors d'une approche qui devient instable ou lorsque le pilote doit rejeter un atterrissage et exécuter une remise des gaz. Dans ces situations, les volets jouent un double rôle. L'extension des volets augmente la traînée et ralentit l'aéronef, mais elle diminue également la vitesse de décrochage, permettant au pilote de voler à des vitesses plus lentes sans décrochage.

Cependant, la décélération obtenue par extension des volets n'est pas instantanée. L'augmentation de la traînée doit surmonter l'inertie de l'avion, qui, à des vitesses d'approche typiques de 120 à 160 noeuds dans un aéronef de transport, nécessite plusieurs secondes pour produire une réduction de vitesse notable. C'est pourquoi les pilotes combinent souvent l'extension des volets avec la réduction de poussée et, si possible, le déploiement des freins à vitesse.

Les procédures d'exploitation normalisées devraient donc préciser le réglage maximal des volets pour la décélération et les conditions dans lesquelles les volets peuvent être utilisés pour corriger une approche instable. De nombreux opérateurs interdisent l'utilisation de volets pour la décélération pendant le segment d'approche finale au-dessous de 500 pieds, car les changements de tangage et de puissance peuvent déstabiliser la trajectoire d'approche.

Détérioration du vol et gestion de l'énergie

Au-delà de la phase d'approche, les volets peuvent être utilisés pour la décélération en vol en réponse à des événements tels que les instructions de contrôle de la circulation aérienne, l'évitement de la circulation ou la nécessité de réduire la vitesse avant d'entrer dans des conditions d'air turbulent ou de givrage. Dans ces scénarios, le pilote peut ne pas avoir besoin du taux de descente maximal, mais plutôt d'une réduction contrôlée de la vitesse de l'air tout en maintenant l'altitude.

Si le pilote prolonge les volets lorsqu'il est à basse puissance, l'aéronef peut commencer à descendre. Cela peut être acceptable dans certaines situations, comme lorsque le pilote doit aussi perdre de l'altitude, mais cela peut poser problème si l'aéronef est en service près du sol ou des obstacles. Dans de tels cas, les spoilers ou les freins à vitesse sont préférables, car ils produisent une traînée sans augmenter de façon significative la montée.

Pour les exploitants de parcs de véhicules, les programmes de formation devraient comprendre des scénarios qui exigent que le pilote décélére de la vitesse de croisière à la vitesse d'approche tout en gérant les changements de configuration. Ces scénarios permettent de renforcer la compétence en gestion de l'énergie et aident les pilotes à comprendre la relation entre le réglage des volets, la poussée, l'assiette en tangage et la vitesse.

Risques, limites et facteurs humains

Limites structurales et aérodynamiques

Lorsque la vitesse d'accélération dépasse Vfe, les charges aérodynamiques sur les volets peuvent causer une déformation, une défaillance de la charnière ou une séparation. Dans certains aéronefs, la marge entre les vitesses normales de fonctionnement et Vfe est étroite, surtout lors d'une descente à grande vitesse. Les pilotes doivent être formés pour surveiller la vitesse en continu et éviter la tentation d'étendre les volets prématurément afin d'accélérer la descente.

Un autre risque est le déploiement asymétrique des volets, qui peut être causé par une défaillance mécanique, un déséquilibre hydraulique ou une erreur de pilote. Les volets asymétriques produisent un moment de roulement qui peut être difficile à contrôler, particulièrement à basse vitesse ou pendant la torche. Dans une descente d'urgence, le pilote ne reconnaît peut-être pas immédiatement qu'un seul volet n'a pas été prolongé, surtout si l'indication du poste de pilotage est ambiguë.

Marge de blocage et contrôle

Les volets abaisseront la vitesse de décrochage, mais ils modifieront aussi les caractéristiques de décrochage de l'aile. Avec les volets étendus, le décrochage tend à être plus bénin dans certains aéronefs, mais plus brusque dans d'autres. Dans les aéronefs à ailes fortement balayées ou à roues d'air avancées, le déploiement des volets peut modifier la répartition des levages par travée, augmentant la probabilité de décrochage de la pointe si l'aéronef est piloté à un angle d'attaque élevé.

Dans les scénarios de décélération rapide, le pilote peut être tenté d'utiliser des volets pour ralentir l'aéronef tout en tournant simultanément pour éviter la circulation ou le relief. Cette combinaison d'un angle d'attaque élevé, d'un angle de braquage et d'un prolongement des volets peut créer des conditions qui conduisent à un décrochage ou à une perte de contrôle.

Coordination et communication entre les équipages

Dans les opérations à équipages multiples, l'utilisation des volets en cas d'urgence nécessite une communication claire et un partage des tâches. Le pilote volant (PF) devrait annoncer le réglage prévu des volets, et le pilote surveillant (PM) devrait confirmer que la vitesse est dans les limites et appeler la position du volet pendant l'extension.

Les exploitants de la flotte devraient également tenir compte des facteurs humains qui influent sur les décisions relatives aux volets. Lors d'une urgence stressante, les pilotes ont tendance à fixer une seule action, par exemple en descendant le plus rapidement possible, et à négliger des considérations secondaires comme les limites de vitesse ou la nécessité de configurer l'aéronef pour l'atterrissage.

Formation et normalisation dans la flotte

Scénarios de simulation et compétence

Pour être efficace, il faut des scénarios réalistes de simulation qui obligent les pilotes à gérer plusieurs tâches sous pression temporelle. Un scénario bien conçu pourrait combiner une décompression rapide à l'altitude de croisière avec une panne moteur et une exigence de descendre jusqu'à 10 000 pieds en décélérant pour approcher la vitesse. Le pilote doit déployer les volets correctement, gérer la poussée, communiquer avec le contrôle de la circulation aérienne et se préparer à un atterrissage potentiel, tout en surveillant les limites structurales et la coordination de l'équipage.

Pour les exploitants de flotte, la clé est de s'assurer que les scénarios de formation sont représentatifs des types d'aéronefs de la flotte et de l'environnement opérationnel dans lequel ils volent. L'exploitant de jets régionaux opérant en terrain montagneux peut devoir mettre l'accent sur les techniques de descente qui maintiennent le dégagement de terrain tout en atteignant un taux de descente élevé.

Élaboration de procédures opérationnelles normalisées

Les procédures normalisées d'utilisation des volets en cas d'urgence doivent être claires, concises et cohérentes dans l'ensemble de la flotte. Elles doivent préciser les conditions dans lesquelles les volets peuvent être utilisés pour la descente d'urgence par rapport à la décélération, le réglage maximal des volets pour chaque scénario et la séquence d'actions pour déployer les volets en conjonction avec d'autres dispositifs de drag.

Les gestionnaires de la flotte devraient également tenir compte de l'incidence des modifications ou des améliorations apportées aux volets. Par exemple, la modernisation d'un nouveau système d'actionnement des volets ou l'installation d'ailettes peuvent modifier les caractéristiques de la traînée des volets.

Études de cas et leçons tirées

Bien que certains détails ne soient pas toujours accessibles au public, un examen des bases de données sur la sécurité aérienne révèle plusieurs thèmes communs dans les incidents liés aux volets. Dans un cas bien documenté, un avion commercial a subi une décompression rapide à haute altitude et le pilote a déployé des volets en pleine extension avant de réduire la vitesse sous Vfe. La survitesse qui en a résulté a entraîné la séparation des carénages de la voie des volets, entraînant une perte de contrôle qui a obligé l'équipage à exécuter un atterrissage d'urgence avec des dommages asymétriques aux volets.

Dans un autre cas, un pilote d'aviation générale a tenté de ralentir rapidement en déployant des volets complets à une vitesse nettement supérieure à Vfe. Les volets ont échoué asymétriquement, produisant un moment de roulis que le pilote ne pouvait pas contrer. L'avion a quitté le vol contrôlé et a pénétré dans une vrille dont il ne pouvait pas se remettre. La décision du NTSB a noté que la décision du pilote de dépasser la vitesse de fonctionnement du volet était la cause probable, et le rapport a souligné la nécessité d'une formation approfondie sur les limitations des volets.

Ces cas illustrent la nature du double tranchant des volets comme outil d'urgence. Ils sont extraordinairement efficaces lorsqu'ils sont utilisés correctement mais impitoyables lorsqu'ils sont mal appliqués. Pour les exploitants de flotte, la leçon est claire : chaque pilote doit comprendre non seulement quand il faut étendre les volets mais aussi quand il ne faut pas. Les procédures d'exploitation standard, la formation et les contrôles récurrents devraient renforcer les limites et la logique qui les sous-tendent.

Intégration avec les systèmes modernes de pont de vol

Les avions modernes équipés de systèmes électroniques d'instruments de vol (EFIS) et de systèmes de gestion de vol (FMS) fournissent aux pilotes des données en temps réel qui peuvent appuyer les décisions relatives aux volets. Les vecteurs de tendance de la vitesse, les indicateurs de limite de volets et les avertissements sonores pour les conditions de survitesse aident les pilotes à rester dans l'enveloppe opérationnelle.

Les exploitants de la flotte devraient veiller à ce que les pilotes soient formés à utiliser efficacement ces outils d'automatisation sans en dépendre trop. En cas de défaillance du système, comme une perte d'indication de vitesse ou un défaut de fonctionnement du capteur de position des volets, le pilote doit être prêt à gérer l'aéronef en utilisant des techniques manuelles et des références de sauvegarde.

Contexte environnemental et opérationnel

Dans les conditions de givrage, le déploiement des volets peut exacerber l'accumulation de glace sur les surfaces des ailes et des volets. Certains aéronefs disposent de systèmes anti-givrage qui protègent le bord d'attaque mais non les volets et le déploiement des volets dans des conditions de givrage peut entraîner la formation de glace sur les surfaces des volets, modifier leurs caractéristiques aérodynamiques et entraîner éventuellement un décrochage ou une perte soudaine de levage.

De même, dans les environnements à haute altitude ou à forte intensité, la réduction de la densité de l'air affecte à la fois les performances de l'aéronef et l'efficacité aérodynamique des volets. Le même réglage des volets qui produit une descente de 2 000 pieds par minute au niveau de la mer peut ne donner que 1 200 pieds par minute à une altitude de densité de 1 000 pieds.

Conclusion

Les volets ne sont pas seulement des outils de décollage et d'atterrissage; ils sont des éléments essentiels du système de gestion de l'énergie de l'aéronef, et leur rôle dans les scénarios de descente en cas d'urgence et de décélération rapide ne peut être surestimé. En augmentant la traînée, les volets permettent aux pilotes de réduire rapidement l'altitude et la vitesse, ce qui permet de contrôler de façon essentielle les situations où le temps et les marges sont limités.

Pour les exploitants de flotte, le défi consiste à assurer une compréhension et une performance normalisées pour tous les groupes de pilotes et types d'aéronefs, ce qui exige des investissements dans la formation qui vont au-delà de la mémorisation par roulement des chiffres et de la compréhension véritable des principes aérodynamiques au travail.

En fin de compte, l'utilisation sécuritaire des volets en cas d'urgence est attribuable à la connaissance, au jugement et à la pratique. Les pilotes qui comprennent pourquoi les procédures – et qui les ont appliquées dans des conditions réalistes – sont beaucoup plus susceptibles de prendre des décisions judicieuses sous le stress.

Pour de plus amples informations sur l'aérodynamique des volets et les procédures d'urgence, le GAA Airplane Flying Handbook[ fournit un aperçu fondamental des dispositifs de levage.]AOPA Emergency Procedures Course[] offre des conseils pratiques aux pilotes d'aviation générale.]]Boeing Aero Magazine[]]]][FLT:]:00][F][F=F=