Vitesse indiquée - Indicated airspeed

La vitesse indiquée ( IAS ) est la vitesse indiquée directement à partir de l' indicateur de vitesse anémométrique (ASI) d'un avion, pilotée par le système pitot-statique . Il utilise la différence entre la pression totale et la pression statique, fournie par le système, pour mesurer mécaniquement ou électroniquement la pression dynamique . La pression dynamique comprend des termes pour la densité et la vitesse. Étant donné que l'indicateur de vitesse ne peut pas connaître la densité, il est par conception étalonné pour supposer la densité atmosphérique standard au niveau de la mer lors du calcul de la vitesse. Étant donné que la densité réelle variera considérablement par rapport à cette valeur présumée lorsque l'aéronef change d'altitude, l'IAS varie considérablement de la vitesse vraie (TAS), la vitesse relative entre l'aéronef et la masse d'air environnante. La vitesse anémométrique étalonnée (CAS) est l'IAS corrigée pour l' erreur d' instrument et de position .

La vitesse indiquée d'un aéronef en nœuds est généralement abrégée KIAS pour " Noeuds - Vitesse Air Indiquée" (vs KCAS pour la vitesse calibrée et KTAS pour la vitesse vraie ).

L'IAS est une valeur importante pour le pilote car ce sont les vitesses indiquées qui sont spécifiées dans le manuel de vol de l' aéronef pour des valeurs de performance aussi importantes que la vitesse de décrochage . Ces vitesses, en termes de vitesse vraie, varient considérablement en fonction de l' altitude-densité . Cependant, à des vitesses de fonctionnement civiles typiques, la structure aérodynamique de l'aéronef réagit uniquement à la pression dynamique, et l'aéronef fonctionnera de la même manière à la même pression dynamique. Comme c'est cette même pression dynamique qui entraîne l'indicateur de vitesse, un avion décrochera toujours, par exemple, à la vitesse indiquée publiée (pour la configuration actuelle) indépendamment de la densité, de l'altitude ou de la vitesse vraie.

En outre, l'IAS est spécifié dans certaines réglementations et par le contrôle de la circulation aérienne lorsqu'il dirige les pilotes, car l'indicateur de vitesse affiche cette vitesse (par définition) et il s'agit de la référence de vitesse principale du pilote lorsqu'il évolue en deçà des vitesses transsoniques ou supersoniques .

Calcul

La vitesse indiquée mesurée par tube de Pitot peut être exprimée par l'équation suivante issue de l'équation de Bernoulli .

${\ displaystyle u = {\ sqrt {\ frac {2 (p_ {t} -p_ {s})} {\ rho}}}}$

REMARQUE: L'équation ci-dessus s'applique uniquement aux conditions qui peuvent être traitées comme incompressibles. Les liquides sont traités comme incompressibles dans presque toutes les conditions. Les gaz dans certaines conditions peuvent être considérés comme incompressibles. Voir Compressibilité . Les effets de compression peuvent être corrigés en utilisant la constante de Poisson . Cette compensation correspond à une vitesse équivalente .

${\ displaystyle u = {\ sqrt {{\ frac {2 \ gamma} {\ gamma -1}} {\ frac {p_ {s}} {\ rho}} \ left [\ left ({\ frac {p_ { t}} {p_ {s}}} \ right) ^ {\ frac {\ gamma -1} {\ gamma}} - 1 \ right]}}}$

où:

• ${\ displaystyle u}$ est la vitesse indiquée en m / s;
• ${\ displaystyle p_ {t}}$ est la stagnation ou la pression totale en pascals;
• ${\ displaystyle p_ {s}}$ est la pression statique en pascals;
• et est la densité du fluide en . ${\ displaystyle \ rho}$${\ displaystyle kg / m ^ {3}}$
• ${\ displaystyle \ \ gamma \,}$ est la constante de Poisson d'un gaz à pression constante pour chauffer à volume constant (1,4 pour l'air).

IAS vs CAS

L'IAS n'est pas la vitesse réelle dans l'air, même lorsque l'aéronef est au niveau de la mer dans les conditions de l'atmosphère standard internationale (15 ° C, 1013 hPa , 0% d'humidité). L'IAS doit être corrigé pour les erreurs d'instrument et de position connues pour montrer la vitesse vraie dans ces conditions atmosphériques spécifiques, et c'est le CAS (Calibrated Airspeed). Malgré cela, la référence de vitesse principale du pilote, l'ASI, indique l'IAS (par définition). La relation entre CAS et IAS est connue et documentée pour chaque type et modèle d'aéronef.

Vitesses IAS et V

Le manuel du pilote de l'avion donne généralement des vitesses V critiques comme IAS, ces vitesses indiquées par l'indicateur de vitesse. Ceci est dû au fait que l'avion se comporte de la même manière au même IAS quelle que soit la TAS: par exemple, un pilote atterrissant sur un aérodrome chaud et haut utilisera le même IAS pour piloter l'avion à la bonne vitesse d'approche et d'atterrissage comme il le ferait lors d'un atterrissage à un aérodrome au niveau de la mer froide même si le TAS doit différer considérablement entre les deux atterrissages.

Alors que l'IAS peut être utilisé de manière fiable pour surveiller des vitesses critiques bien inférieures à la vitesse du son, ce n'est pas le cas à des vitesses plus élevées. Un exemple: parce que (1) la compressibilité de l'air change considérablement à l'approche de la vitesse du son, et (2) la vitesse du son varie considérablement avec la température et donc l'altitude; la vitesse maximale à laquelle une structure d'aéronef est sûre, la vitesse à ne jamais dépasser (abrégée V _NE ), est spécifiée à plusieurs altitudes différentes dans les manuels d'exploitation des aéronefs plus rapides, comme indiqué dans l'exemple de tableau ci-dessous.

Plonger ci-dessous	IAS mph	IAS km / h
30 000 pieds (9100 m)	370	595
25 000 pi (7 600 m)	410	660
20 000 pieds (6 100 m)	450	725
15000 pieds (4600 m)	490	790
10000 pieds (3000 m)	540	870

Réf: Notes du pilote pour le moteur Tempest V Sabre IIA - Air Ministry AP2458C-PN

IAS et navigation

Pour la navigation, il est nécessaire de convertir l'IAS en TAS et / ou en vitesse sol (GS) en utilisant la méthode suivante:

• corriger l'IAS en fonction de la vitesse anémométrique étalonnée (CAS) à l'aide d'une table de correction spécifique à l'avion;
• corriger CAS à la vitesse vraie (TAS) en utilisant la température de l'air extérieur (OAT), l'altitude-pression et la CAS sur un ordinateur de vol E6B ou une fonctionnalité équivalente sur la plupart des GPS ;
• convertir TAS en vitesse sol (GS) en tenant compte de l'effet du vent .

Avec l'avènement de la navigation radar Doppler et, plus récemment, des récepteurs GPS , avec d'autres équipements de navigation avancés qui permettent aux pilotes de lire directement la vitesse sol , le calcul TAS en vol devient inutile aux fins des estimations de navigation.

La TAS est la principale méthode pour déterminer les performances de croisière de l'avion dans les spécifications du constructeur, les comparaisons de vitesse et les rapports des pilotes.

Autres vitesses anémométriques

À partir de l'IAS, les vitesses suivantes peuvent également être calculées:

• convertir CAS en vitesse anémométrique équivalente (EAS) en tenant compte des effets de compressibilité (non nécessaires à vitesse lente ou à basse altitude); L'EAS est utilisé par les ingénieurs aéronautiques et certains aéronefs volant à très haute altitude comme l'U-2 et le SR-71;
• convertir EAS en vitesse vraie (TAS) en tenant compte des différences d' altitude-densité .

Sur les gros avions à réaction, l'IAS est de loin l'indicateur de vitesse le plus important. La plupart des limitations de vitesse des aéronefs sont basées sur les IAS, car les IAS reflètent étroitement la pression dynamique. Le TAS est généralement affiché également, mais uniquement à titre indicatif et généralement pas dans un endroit bien en vue.

Les avions de ligne modernes incluent également la vitesse au sol (GS) et le Machmètre . La vitesse sol indique la vitesse réelle utilisée par l'avion par rapport au sol. Ceci est généralement connecté à un GPS ou à un système similaire. La vitesse sol n'est qu'une aide au pilote pour estimer si le vol est à l'heure, en retard ou en avance sur l'horaire. Il n'est pas utilisé à des fins de décollage et d'atterrissage, car la vitesse impérative pour un avion volant est toujours la vitesse contre le vent.

Le Machmètre est, sur les avions subsoniques, un indicateur d'avertissement. Les aéronefs subsoniques ne doivent pas voler plus vite qu'un pourcentage spécifique de la vitesse du son. Habituellement, les avions de ligne ne volent pas plus vite qu'environ 85% de la vitesse du son, soit Mach 0,85. Les avions supersoniques , comme le Concorde et les chasseurs militaires, utilisent le Machmètre comme principal instrument de vitesse à l'exception des décollages et des atterrissages.

Certains aéronefs ont également un indicateur de vitesse de roulage à utiliser au sol. Étant donné que l'IAS commence souvent à environ 74 à 93 km / h (40 à 50 nœuds) (sur les avions à réaction), les pilotes peuvent avoir besoin d'une aide supplémentaire pour faire rouler l'avion au sol. Son autonomie est d'environ 0 à 93 km / h (0 à 50 nœuds).

Voir également

Références

Bibliographie

• Gracey, William (1980), «Measurement of Aircraft Speed ​​and Altitude» (11 Mo), publication de référence de la NASA 1046.