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La VNE est-elle indépendante de l'altitude ?

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  • La VNE est-elle indépendante de l'altitude ?

    Un commentaire dans la notice du Sinus à propos de la VNE m'amène à poser cette question :

    Voler à hautes altitudes où l’air est plus rare peut causer une
    mauvaise interprétation de l’indicateur de vitesse. La vitesse indiquée est à ce
    moment plus basse que la vitesse vraie à laquelle l’appareil est soumis. Plus vous
    volez haut, plus la différence entre IAS et TAS est importante. Attention à cet effet
    spécialement lorsque vous volez haut et à grande vitesse, pour ne pas dépasser la
    VNE accidentellement. Gardez à l’esprit que cela peut arriver même si l’indicateur
    pointe dans l’arc jaune !
    La VNE est elle fonction de la vitesse du tagazou par rapport à la masse d'air qui l'entoure, ou par rapport au sol ?

    A mon avis, la VNE fait référence à la vitesse de déplacement par rapport à la masse d'air dans laquelle on se déplace, et donc, par rapport au sol, elle varie avec l'altitude, sans conséquence pour l'avion...
    Je veux dire qu'un tagazou qui a une VNE de 200 Unités ( ) et qui volle en palier à 10.000 pieds à une vitesse de 180 Unités indiquée sur le badin, est en fait à une vitesse sol de plus de 200 Unités mais que cela n'a pas de conséquence pour la sécurité de la structure.

    Vrai ou faux ? :prop:

    Question subsidiaire : Je réfléchis trop ? :roll:
    Mac Pro G5, OS 10.7.2, carte vidéo ATY RadeonX1900, X-Plane 9.61

  • #2
    Je me pose à peu près la même question, même si de mon côté c'est entre la vitesse indiquée (IAS) et la vitesse vraie (TAS) que mon cerveau balance.

    Ce passage figure dans la doc originale et quand j'ai passé en revue le manuel l'autre jour, il m'a interpellé car il ne colle pas avec ce que j'ai appris jusque là.
    Donc j'ai dû rater quelque chose sur les vitesses.

    Quand je lis ce passage, je comprends que la VNE est exprimée en TAS et qu'il faut la convertir en IAS pour la comparer avec le badin.
    Et pourtant, dans le tableau juste au desus de ce passage, il est bien précisé que ce sont des vitesses IAS...

    J'ai cherché partout sur le net, je n'ai trouvé aucun article qui précise en quoi sont exprimées les vitesses limites (ça doit être tellement évident que personne n'a songé à le préciser...).

    Dans certaines notices d'hélicoptères, il est précisé qu'il faut moduler la VNE avec l'altitude, et le calcul est précisé. J'imagine que ça vient du fait que les pales ne doivent pas franchir le mur du son et que ça pourrait arriver à haute altitude...

    Siouplaît, quelqu'un peut m'expliquer ça dans le style "l'aérologie pour les enfants" ?
    X-Plane 9.21rc2 et 8.64

    Commentaire


    • #3
      Bonjour,

      La VNE est exprime par rapport a un air de reference, pour une temperature et une pression de l'air donnee (atmosphere standard : 15°C et 1013,25 hPa)

      Donc, par defintion de la VNE, structurellement, la machine ne doit pas depasser une certaine vitesse. je repete, c'est structurel. autrement dit, si l'on depasse cette vitesse, il y a un risque pour la machine.

      pour de vitesses inferieures a 200 kts, on peut considerer que l'air est incompressible et donc degager certaines equations simplifies (equations qui seront moins "simplifiees" pour des vitesses superieures).

      on considere que la vitesse propre (vitesse par rapport a l'air, c'est elle qui est utilisee pour les resistances de structure) est egale a la vitesse indiquee (lue sur l'anemometre) majoree de 10% tous les 6000 pieds.
      cela est pour compenser les baisses de pression de l'air au fur et a mesure que l'on monte en altitude.

      il faut egalement tenir compte de la temperature. je peux rentrer dans les details mais ca risque d'en saouler beaucoup...
      disons que l'on n'en tient pas compte dans la mesure ou la correction est faible.

      donc la VNE est donnee a basse altitude, il faut donc retenir que la VNE en altitude sera plus petite et il ne faudra pas l'oublier a mesure que l'on montera...

      c'est plus clair ?

      Commentaire


      • #4
        En soufflerie, c'est la pression de l'air sur la structure qui détermine s'il y a "trop de pression" et donc danger pour la structure, ou "pression raisonnable" et donc pas de danger.
        Cette pression est traduite par l'indication du badin.

        En air libre j'ai tendance à croire que c'est la même chose. On vole à basse altitude et la "pression de l'air" donne une indication au badin qui est à peut près égale à la vitesse sol (TAS = IAS).
        En altitude, la pression de l'air est inférieure, ce qui fait qu'il faut voler "plus vite" pour arriver à reproduire la même pression de l'air sur la structure. Le badin nous donne une équivalence de cette pression mais la vitesse sol est très différente.

        Il me semble que le danger venant de la "pression" de l'air sur la structure, tant que la VNE n'est pas atteinte par l'indication donnée sur le badin, on ne risque rien.

        8O
        Mac Pro G5, OS 10.7.2, carte vidéo ATY RadeonX1900, X-Plane 9.61

        Commentaire


        • #5
          Bon, j'essaye à nouveau de m'y coller...

          IAS - Instrument Air Speed (en anglais) = Vi (vitesse indiquée en français)
          C'est la vitesse que l'on lis tout simplement sur l'instrument donc.

          TAS - True Air Speed (en anglais) = Vv (Vitesse Vraie en français)
          C'est la vitesse indiquée (Vi) à laquelle on ajoute une correction barométrique pour connaître sa vitesse par rapport à la masse d'air.
          ATTENTION ! Jean-Yves tu as l'air de confondre masse d'air et déplacement de l'air (vent). Cela n'est pas du tout la même chose !
          - Le vent c'est le déplacement de l'air horizontalement (je crois que ça c'est OK)
          - La masse d'air (c'est à dire la densité de l'air) est plutot un mouvement vertical de l'air (ce n'est pas tout à fait juste quand même...)
          Il y a plus d'oxygène dans l'air au niveau de la mer qu'à 30 000 ft. Ca je pense que c'est OK aussi)

          Donc, plus on monte, moins il y a de frotement (de résistance donc) autour de l'avion, donc on gagne de la vitesse. Comme il y a moins d'oxygène il faut aussi s'occuper de la commande de richesse pour réduire le mélange essence / air. La mélange optimum - au niveau de la mer en standard IACO - est de 1/15eme. C'est à dire 1 volume d'essence pour 15 volume d'air. C'est entre autre pour cela que les avions de ligne volent à ces hautes altitudes. Ils consomment moins et vont plus vite. Sinon ils voleraient à 2 000 ft, pourquoi s'embeter à monter comme ça...

          Il est temps de faire un petit topo du standard IACO :
          Le standard IACO c'est une pression à 1013.2 hPa, au niveau de la mer (donc altitude = 0 ft), et à une température de 15°.
          Voila la donnée de base.

          Revenons à cette histoire de IAS (Vi) et TAS (Vv) :
          Pour connaître votre vitesse indiquée, c'est simple, on lis l'instrument de bord. point.
          Maitenant pour connaître sa vitesse par rapport à la masse d'air (elle sera différente à CHAQUE ALTITUDE !). Cette dernière n'est pas du tout la même au niveau de la mer et à 30 000 ft.

          Pour connaître sa vitesse par rapport à la masse d'air (TAS-Vv), il faut ajouter 1% de sa vitesse indiquée (IAS-Vi) par tranches de 600 ft.

          Concretement :
          Si avec le Sinus vous volez dans l'arc jaune à 180 km/h (IAS-Vi) au niveau de la mer en standard IACO, vous êtes aussi à 180 km/h en vitesse vraie (TAS-Vv)
          Maintenant, si vous volez à 180 km/h à 30 000 ft, les choses sont différentes.
          30 000 ft / 600ft = 50 (rappel, il faut ajouter 1% par tranche de 600 ft)
          Donc il faut rajouter à notre vitesse indiquée (IAS-Vi) 50% pour connaître notre vitesse vraie (TAS-Vv).
          A 30 000 ft et 180 km/h indiqué, nous sommes en fait à 270 Km/h !!!
          Donc pour le Sinus la VNE est exposé, et toi tu es mort (VNE Sinus = 225 km/h)

          Parce que, tout la haut,il y a moins d'air, ok, mais du coup on va plus vite, ok, du coup on a le même frotement d'air autour de l'avion qu'au bord de mer (la même résistance quoi). Les seules choses que l'on gagne (mais c'est génial) c'est une vitesse sol augmenté (je ne tiens pas compte du vent pour cet exemple), et une consomation d'essence tout autant diminuée :D.

          Maitenant revenons au Sinus. La VNE et toutes les vitesses sur le manuel sont exprimées en IAS-Vi. C'est comme ça sur tous les manuels je crois. Ou alors elle va s'exprimer en Mach pour les heutes altitudes.
          On ne peut pas faire un manuel en TAS-Vv? De un, sur le Sinus il n'y a pas d'indicateur de TAS-Vv, de deux, la masse d'air est différente tous les jours, toutes le heures...La pression athmosphérique change continuellement. Aujourd'hui à LFKJ (Ajaccio) elle est de 1024 hPa au bord de mer, dans 2 heures, elle sera peut-être de 999 hPa (s'il y a une tempête tropicale qui arrive :lol:. non parce que si c'est le cas, en deux heures ça fait court pour que la pression se casse la gueule comme ça et c'est qu'il y a une méchante dépréssion qui arriiiive !)

          Donc au dela d'une certaine altitude (la hauteur c'est pas la même chose), et bien notre annémomètre n'est plus dans le coup, c'est pour cela qu'en liner, on switch en mode MACH. Largement plus fiable.

          Dans les manuels on donne aussi des IAS - Vi par tranches d'altitudes et avec des indications de poids total en charge. C'est aussi beaucoup pour ne pas "cramer" les moteurs et les laisser respirer.

          Deux choses encore à propos des vitesses :

          La GS (ground speed en englais) Vs (Vitesse sol en français) : C'est la vitesse par rapport au vent.
          Si vous faites route au 180° à 200 Km/h et que le vent est de face pour 20 km/h, votre vitesse sol (Gs-Vs) sera de 160 Km/h.
          Si vous faites route toujours au 180° vent dans le dos de 20 km/h, votre vitesse sol (GS-Vs) sera de 200 km/h.

          Reprenons notre exemple Sinus :

          IAS-Vi (Vitesse Indiquée)= 180 km/h, vent 50 km/h dans le dos, altitude 30 000 ft.
          TAS-Vv (Vitesse vraie) = 180 km/h + 50% = 270 km/h
          GS-Vs (Vitesse sol)= 270 km/h + 50 km/h = 320 km/h
          Ca commence à aller vite hein !

          Par vent de travers c'est un peu plus compliqué pour connaitre sa vitesse sol, voir le sujet que j'ai ouvert "petites formules" : ICI (je ne trouve plus le liens sur ce forum...)

          Une autre vitesse vient se caler entre l'IAS - Vi et la TAS-Vv. C'est la vitesse après correction de l'erreur de l'instrument (KIAS). Les instruments ne sont pas parfait en effet, et la mécanique et ses frotements induisent quelques erreurs. A moins d'un gros bug, la correction n'est pas importante.

          Encore une chose, pour la Vitesse vraie (TAS-Vv), on l'appelle aussi la Vp (Vitesse propre).

          Bon voila, j'espère avoir répondu à vos questions, il y a peut-être des erreurs, c'est enfoui un peu loin dans ma mémoire tout ça :roll: et chui pas pilote de ligne, avec une mémoire d'éléphant absolument infaillible...

          VNE = IAS-Vi TOUJOURS !!!

          A plus.
          Manu
          RAX (Retraité de Affaires X-Plane)
          Ex Cavok, ex Helicoland, ex Windsocks, ex too much addict...

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          • #6
            Les VNE comme ont dit sont une science inexacte
            Pour les limites de structures ce serait le IAS
            pour les limites de flutter ce serait le TAS
            fais que vous avez pas tort en fait, ca peut dependre
            Pour le genre d'avion comme le motoplanneur, je pense que c'est plus le IAS qui est prit en compte, puisque il volle bas et lentement, mais ca depend du constructeur surement....???
            Juste pour rajouter un petit truc,
            la TAS c'est la CAS corrigee de l'erreur de densite et temperature de l'air, mais bon, c'est pas tres important.

            10% tous les 6000 pieds
            1% par tranche de 600 ft
            :lol: Moi je me souvient de 2% pour chaque 1000ft d'altitude-pression, mais c'est loint aussi :roll:
            Win XP-Vista / OpenArtist / Mac os X
            TrackIr - X45 - CH Pro pedal

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            • #7
              1% pour 600 ou 2% pour 1000 c 'est une estimation de la loi
              IVAO/VATSIMF-HFCE
              mac OS 10.6.8+ Cybord 3D ch throttle 4 quadrant /mac OS 10.6.8/TS (plantronics DSP 500) /Xplane v9.70 + palonnier CH + TrackiR 5 + TrackPRO

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              • #8
                Explication patiente et didactique, merci...
                Je buche, j'y réfléchis un bon coup, et je ne vous embête plus que si je touve un truc intelligent à dire (pas comme je fais d'habitude, quoi)
                Mac Pro G5, OS 10.7.2, carte vidéo ATY RadeonX1900, X-Plane 9.61

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                • #9
                  Bon, j'ai tout bien lu, j'ai pas sorti mes cours, mais intuitivement y'a un truc qui me dérange dans vos propos...


                  La VNE nous est donnée sur le badin.
                  Cette VNE traduit qu'a vitesse élevée, la pression de l'air sur la structure de notre bourzingue risque de lui arracher les plumes.

                  Le badin nous donne notre vitesse par rapport à l'air... en mesurant la pression de cet air sur une surface donnée.

                  Donc, pour moi, si la vitesse indiquée est A à 0ft, et qu'elle est A a 20 000ft, c'est que les efforts sur la structure à 0ft et a 20 000ft sont les mêmes... bien que la vitesse sol soit clairement différente !

                  Donc, toujours selon mon intuition (je suis pas pro en méca flu, hein...), la VNE varie effectivement en fonction de l'altitude.

                  ceci dit il ne fait aucun doute que vous avez raison... mais c'est pas correct pour mon intuition !
                  Volez bien, volez plein !
                  "THE ROTOR IS THE LIMIT!" ... Et c'est ton MFD qui doit te le dire.
                  "The flight deck is the ultimate human machine interface (HMI) application. It uses human senses of touch, hearing and sight in a safety critical situation."
                  VATSIM : F-ZBPH

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                  • #10
                    non le VNE est identique quelques soit l'altitude.

                    sinon comment tu connaitra ta vitesse correctement (en recorrigeant l'altitude)

                    par contre la dnesité est plus faible lorsque l on est à 20 000 feet, donc on va plus vite, mais on mesure le mem ratio. Mais la densité est plus faible

                    donc la vitesse est constante (rapport avec la densite et la surface)
                    IVAO/VATSIMF-HFCE
                    mac OS 10.6.8+ Cybord 3D ch throttle 4 quadrant /mac OS 10.6.8/TS (plantronics DSP 500) /Xplane v9.70 + palonnier CH + TrackiR 5 + TrackPRO

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                    • #11
                      Un grand merci à tous pour vos contributions.
                      Ce qui me rassure, c'est que ça n'était pas si simple que ça.
                      Surtout que.... je n'ai toujours pas compris :crybaby: !!

                      Partons de la démonstration de Manu, qui a le mérite de répondre très clairement à ma question (qui était de savoir si la VNE est exprimée en IAS ou en TAS, ou en autre chose, pourquoi pas, je suis ouvert à tout...)
                      Manu nous dit "VNE = IAS".
                      Donc, comme le badin est en IAS aussi, cool man, pas besoin de conversion !
                      Ca tombe bien, ça colle avec mon intuition (celle de Jean-Yves aussi) : c'est la pression qui excite le badin à X Km/h, c'est aussi la pression qui casse mon avion. Donc la VNE est bien en IAS, et en altitude il y a moins de pression, donc la TAS peut augmenter, je m'en fous, tant que je reste à vitesse IAS < VNE, tout va bien !
                      Ca colle aussi avec ce que nous dit clj "La VNE est exprime par rapport a un air de reference, pour une temperature et une pression de l'air donnee (atmosphere standard : 15°C et 1013,25 hPa) " : ça tombe bien, c'est pile la définition de l'IAS !

                      Eh bé non, pas si simple qu'i dit le Manu. I dit :
                      "A 30 000 ft et 180 km/h indiqué, nous sommes en fait à 270 Km/h !!!
                      Donc pour le Sinus la VNE est explosée, et toi tu es mort (VNE Sinus = 225 km/h) "

                      Ah, donc la VNE est une vitesse exprimée en TAS.
                      Et là voyez-vous, je suis perplexe, passque je sens comme un paradoxe, et toute ma construction logique se désintègre aussi sûrement qu'un Sinus à 300 Km/h (IAS, hein)
                      Celà dit, quand on tombe de 30 000 pieds, ça laisse le temps de réfléchir... :angel_not:

                      En passant, j'ai fait l'essai avec le Sinus, voui Messieurs, j'ai risqué ma vie pour faire avancer la science ! Eh ben rien, il casse pas le Sinus, même en piqué moteur à fond et toutes les cases "maso" cochées...
                      X-Plane 9.21rc2 et 8.64

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                      • #12
                        Trouvé sur un site dédié au vol à voile sur la page concernant le vol à haute altitude :



                        Decreased VNE at Altitude

                        Wave formation depends in part on wind speed increasing with altitude. This means as you climb you will have to increase your IAS just to remain stationary over the ground. You need to remember the glider's designer established VNE to protect you from flutter of the control surfaces. Since flutter is based on True Airspeed, not Indicated Airspeed, VNE will decrease as you climb. A placarded table inside the glider specifies the VNE at successively higher altitudes. Your safety depends on observing these speeds.

                        Sur cette autre page (http://www.auf.asn.au/groundschool/f...ting_airspeeds) il est dit que la vitesse indiquée (IAS) reflète la pression dynamique alors que la vitesse vraie (TAS) reflète elle la vitesse du flux d'air. Ils donnent même une formule approchée pour définir la diminution de la VNE avec l'altitude.

                        Daniel
                        Intel I5 6500 3,2 Ghz, RAM 16 Go, GeForce GTX 960 2 Go, Linux Ubuntu 18.04
                        Portable Asus Intel i5 2,8 Ghz, RAM 8 Go, GeForce 840M, Windows 8.1 64bits
                        #AMD II X2 245 2,9 Ghz, RAM 8 Go, GeForce GTX 650 1 Go, Linux Ubuntu 14.04
                        #AMD 64x2 5200 2,6 Ghz, RAM 4 Go, GeForce 9600 GT 512 Mo, Linux Ubuntu 10.04
                        #MacBook Pro 15" 2,4 Ghz, RAM 4 Go, GeForce GT 330 M 256 Mo, Mac OS 10.6

                        Commentaire


                        • #13
                          Youpi !! J'ai compris ! :D :idea:

                          La VNE est toujours exprimée en IAS.
                          Si seule la pression risquait de casser l'avion, le trait rouge du badin serait toujours valable, mais à haute altitude, on peut atteindre des vitesses (TAS) où quelque soit la densité de l'air, il y a des phénomènes d'écoulement et de turbulences qui risquent de faire battre les ailes.
                          Donc pour les planeurs et autres Sinus (structure fine et souple, donc fragile), ces effets sont assez importants pour devoir ajuster la VNE avec l'altitude.
                          Désolé Manu, je vois maintenant que c'est ce que tu m'expliquais mais je ne pigeais pas.

                          Est-ce aussi valable pour un Rallye ou un Jodel ou ces effets sont-ils suffisamment insignifiants pour être négligés (ils montent moins haut et ont les ailes plus rigides) ?

                          Merci à vous tous, je m'endors un peu moins bête ce soir.

                          Manu, t'as vu ? Daniel a trouvé un tableau de la VNE selon l'altitude, tu le rajoutes à ton manuel ?

                          Et pour ceux qui ont ce post jusqu'au bout, vous êtes bons pour vous essayer au brevet de base ou au PPL. Examen blanc ici !
                          X-Plane 9.21rc2 et 8.64

                          Commentaire


                          • #14
                            bonjour,

                            ne vous prenez pas autant la tete et souvenez vous :

                            - la VNE existe pour tous les appareils
                            - elle depend de l'altitude et de la temperature
                            - on pose : Vp=Vi+10%(Vi) tous les 6000 pieds

                            allez et n'oubliez pas non plus que il ne suffit pas de monter "haut" pour etre "haut"...: qui peut m'expliquer la notion d'altitude densite...? he he he :lol:

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                            • #15
                              Salut,
                              Merci Daniel.
                              Manu, t'as vu ? Daniel a trouvé un tableau de la VNE selon l'altitude, tu le rajoutes à ton manuel ?
                              Ben pour ceux qui ont la flemme de calculer en vol, volez avec le Sinus panel B, les infos TAS sont sur la moving map ;-)

                              Il faut simplement penser que les arcs de couleur "bougent" virtuellement et continuellement avec l'altitude. Je crois que ça existe d'ailleur sur certains avions.

                              Dans l'exemple que j'ai donné plus haut, l'arc jaune à 30 000 ft ne va plus de 135 à 220 Km/h (standard ISO / IAS=TAS), mais de 67 à 110 km/h si l'on voulait qu'il donne une valeur en TAS-Vv(Vp)! Gaffe !

                              ManuG
                              RAX (Retraité de Affaires X-Plane)
                              Ex Cavok, ex Helicoland, ex Windsocks, ex too much addict...

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