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Atterrir en F-16 dans Falcon

Publié : mer. mai 14, 2008 5:13 pm
par Electro
La bible : http://www.ig-wilson.com/index.php?f16land

Mais auparavant, quelques notions que vous comprendrez mieux en regardant d'abord cette image :

Image

Nous allons définir l'assiette, la pente et l'incidence (que les anglais appellent AOA pour Angle of Attack). Pour définir ces notions, il faut comprendre par rapport à quelles références on les calcule, à savoir l'axe longitudinal de l'avion, l'horizon et la trajectoire de l'avion.

L'horizon... ben c'est l'horizon, la référence zéro, quoi, l'horizontalité absolue.

L'axe longitudinal de l'avion, c'est la droite qui va de la dérive de l'avion jusqu'à son nez : cette droite pointe là où pointe le nez et n'a rien à voir avec la trajectoire de l'avion : quand les avions atterrissent, ils ont souvent le nez haut (un axe longitudinal pointant vers le haut) alors même que leur trajectoire est descendante.

Sur le F16, l'axe longitudinal est symbolisé dans le HUD par la petite croix en haut et au centre du HUD : le gun cross.

Enfin, la trajectoire : c'est la route qui suit l'avion. Sur le F16, cette trajectoire est indiquée par le FPM (flight Path Marker) que les français appellent le vecteur vitesse.

L'angle entre l'axe longitudinal de l'avion (ton gun cross en haut du HUD) d'une part et l'horizon d'autre part, c'est ton ASSIETTE.

L'angle entre l'horizon et ta trajectoire (le FPM dans le HUD), c'est ta PENTE.

Et enfin, l'angle entre l'axe longitudinal de l'avion (ton gun cross en haut du HUD) d'une part et ta trajectoire (le FPM) d'autre part, c'est ton INCIDENCE.

D'où le fait que l'incidence est la somme entre ton assiette et ta pente.

Dans l'image ci-dessous, tirée d'une vraie photo d'un HUD de F-16, l'assiette est très faible puisque le gun cross est à peine au-dessus de l'horizon (3°). En revanche, la pente est assez forte puisque le fpm traîne 6° sous l'horizon. La somme des deux indique l'incidence qui est de 9°.

Image

En bref :
* ton avion a le nez un peu au-dessus de l'horizon (assiette positive mais réduite),
* il descend (puisque pente négative de 6°),
* son incidence est de 9°.




Voici maintenant une illustration en images d'un atterro d'un vrai F-16 :

lorsque le pilote sort le train, une nouvelle ligne apparaît dans le HUD, à 3° sous la ligne d'horizon : cette ligne symbolise la bonne pente et tout ce que le pilote a à faire consiste à superposer la ligne des 3° sur le seuil de piste à rejoindre : au moment où la ligne s'y superpose, il faut que le pilote l'y maintienne, c'est à dire qu'il reste sur le plan à 3°.

A ce moment là, il sait qu'il est sur le plan et il n'a plus qu'à gérer son incidence : si elle est trop faible (par exemple 6°), l'avion sera trop rapide et pas assez cabré et, si elle est trop forte (par exemple 17°), l'avion est trop cabré et la tuyère touchera (le tail strike). Il faut donc que le pilote, tout en restant sur le plan de 3° fasse adopter à son avion une incidence de 11° en finale pour amener l'avion à 13° d'incidence lors de l'arrondi. Pour l'aider à trouver ces 11° et 13°, tout en l'aidant à ne pas dépasser ces valeurs et risquer le tail strike, le HUD là encore apporte des repères visuels au pilote : lors de la sortie du train d'atterrissage, le HUD ajoute deux éléments : la ligne des 3° dont j'ai déjà parlé et un "crochet d'incidence" : si le vecteur vitesse est à la même hauteur que le haut du crochet, cela signifie que l'avion a une incidence de 11° ; si le vecteur vitesse descend pour être au même niveau que le milieu du crochet, cela signifie que l'incidence est de 13° et si le vecteur vitesse descend encore et se trouve au niveau du bas du crochet, l'incidence est de 15°. Tout ce que le pilote a à faire est de :
* superposer le seuil de piste sur la ligne des 3° du HUD pour être sur la bonne pente ;
* mettre son vecteur vitesse sur le seuil de piste également pour être sûr que sa trajectoire l'amène au seuil de piste ;
* réduire sa vitesse pour faire descendre son vecteur vitesse jusqu'à ce que celui-ci soit aligné sur le haut du crochet d'incidence (11° d'incidence), tout en maintenant le vecteur vitesse sur le seuil de piste ;
* maintenir le tout : au final, le pilote superpose sur le seuil de piste la ligne des 3° + le vecteur vitesse + le haut du crochet d'incidence, ce qui signifie qu'il est sur le plan à 3°, que sa trajectoire l'amène au seuil de piste et que son incidence est de 11°... Nulle part il n'est question de vitesse dans tout cela !

Exemple en images : image 1 : On y voit que le pilote est en dernier virage et que le seuil de piste est un peu plus haut que la ligne des 3°. Il est donc un peu au-dessus du plan. C'est pourquoi son vecteur vitesse n'est pas sur la ligne des 3° mais en-dessous (sur la ligne des 5° du HUD) : le pilote rejoint donc le plan par le dessus en adoptant une pente de -5° jusqu'à ce qu'il rejoigne le plan. Comme il est en virage, il a besoin d'un peu d'énergie qu'il dépensera en tournant : c'est pourquoi le vecteur vitesse est très légèrement au-dessus du haut du crochet d'incidence : il a donc une incidence d'environ 9°.

Image


Image 2 : La ligne des 3° est désormais sur le seuil de piste et le vecteur vitesse est également aligné dessus. Un seul élément manque encore à l'appel qui est l'incidence : on voit que l'avion est trop rapide (162 knts) puisque son incidence devrait être de 11° alors que la capture vidéo indique une incidence de 9°.

Image


Enfin, image 3 : Sur cette dernière image, la qualité est moins bonne car le monteur a superposé l'avion en train de se poser et la vue HUD mais on voit que le pilote a réduit sa vitesse (il est passé de 162 knts à 146 knts) pour pouvoir augmenter son incidence (passée de 9° à 13°). Comme c'est au moment de l'arrondi, le vecteur vitesse est remonté vers l'horizon et se situe donc entre la ligne à 3° et l'horizon (il est donc sur un plan à 1.5° pour son arrondi). L'incidence est idéale puisqu’elle est à 13°.

Image

Publié : mer. mai 14, 2008 5:26 pm
par Jallie
sympa les photos ;)
Pour appeler un chat --> un chat ;)

le Rouge c'est --> ASSIETTE ( example : 25° à cabrer )

l'Horizon Bleu
et
en VERT c'est le Vecteur Vitesse (le Piper dans le HUD)

on peut très bien avoir une ASSIETTE Positive ...et descendre avec une pente Négative.

Publié : mer. mai 14, 2008 6:36 pm
par Electro
Jallie a écrit :sympa les photos ;)
Salut Jallie, je voulais que ce soit bien clair !

Sinon, pour le chat = le chat, je ne suis pas complètement d'accord :

* la ligne rouge = l'axe longitudinal ;
* la ligne bleue = l'horizon ;
* la ligne verte = la trajectoire.

Et :

* l'angle entre l'horizon et la l'axe longitudinal = l'assiette ;
* l'angle entre l'horizon et la trajectoire = la pente ;
* l'angle entre l'axe longitudinal et la trajectoire = l'incidence.


Avec la photo complétée :

Image

Publié : mer. mai 14, 2008 6:45 pm
par Electro
Et si l'on reprend les trois photos du HUD du F-16 en train d'atterrir, on voit que :

Image 1 :
* assiette : + 3° (l'avion est peu cabré)
* pente : entre - 5° et - 6° (l'avion a un plan de descente fort)
* incidence : entre 8 et 9° (l'incidence est relativement peu élevée : l'avion va vite)

Image 2 :
* assiette : entre + 6° et + 7° (l'avion se cabre)
* pente : - 3° (le pilote diminue la pente)
* incidence : entre 9 et 10° (il augmente progressivement l'incidence et sa vitesse diminue)

Image 3 :
* assiette : + 11.5° (l'avion est très cabré)
* pente : - 1.5° (la pente est très faible afin de ne pas solliciter trop le train d'atterrissage)
* incidence : 13° (l'incidence est idéale : ni trop grande ce qui risquerait de heurter la queue de l'avion, ni trop faible, ce qui signifierait que l'avion vole trop vite).

Publié : mer. mai 14, 2008 7:14 pm
par WarWolf
Merci des infos, très instructif.

C'est vrai que l'attero sur Falcon est assez particulier, ça change pas mal des autres simus (qui n'a pas fait racler les tuyères à ses débuts dans falcon :sweatdrop )

Publié : mer. mai 14, 2008 7:15 pm
par Arekushi
Aaah ben chouette ! Je vais enfin me servir correctement de ce crochet d'incidence ! :sweatdrop

Aru

Publié : mer. mai 14, 2008 7:42 pm
par DeeJay
Excellant ! :yes::yes::yes:

Publié : mer. mai 14, 2008 7:48 pm
par DeeJay
Excellant ! :yes::yes::yes:

Publié : mer. mai 14, 2008 9:01 pm
par Ramius
Rahhh génial ! Merci pour ce tuto, j'ai avancé bien plus vite avec une lecture qu'en presque 2 soirs de test zé essais avec le manuel d'origine !

Question : J'ai bien assimilé que la position du fpm se gère aux gaz et que la position du glide se gère au manche mais comment bien positionner le haut du crochet d'incidence sur le seuil de piste ?

Publié : mer. mai 14, 2008 9:08 pm
par Ramius
bon ok, je viens de refaire un vol, a priori la position du crochet se gére aussi au manche, le truc c'est que le glide "bouge" beaucoup, beaucoup plus lentement que le crochet par rapport au seuil ! C'est bien ça ?

Publié : mer. mai 14, 2008 9:10 pm
par DeeJay
Ramius a écrit :Rahhh génial ! Merci pour ce tuto, j'ai avancé bien plus vite avec une lecture qu'en presque 2 soirs de test zé essais avec le manuel d'origine !

Question : J'ai bien assimilé que la position du fpm se gère aux gaz et que la position du glide se gère au manche mais comment bien positionner le haut du crochet d'incidence sur le seuil de piste ?
Un mix des deux !...
Ramius a écrit :bon ok, je viens de refaire un vol, a priori la position du crochet se gére aussi au manche, le truc c'est que le glide "bouge" beaucoup, beaucoup plus lentement que le crochet par rapport au seuil ! C'est bien ça ?
Qu'appel tu "Glide" ... car je ne pense pas que tu parles du Glide de l'ILS! ...?

Publié : mer. mai 14, 2008 9:17 pm
par Ramius
Qu'appel tu "Glide" ... car je ne pense pas que tu parles du Glide de l'ILS! ...?
La ligne des 3°, il me semble qu'elle s'appel glide ? non ?

Publié : mer. mai 14, 2008 9:31 pm
par *Aquila*
Le FPM, c'est très précisément "vers où tu vas". Si tu conserves une incidence précise (disons +10°), plus tu seras rapide, plus ton appareil tendra à grimper. Plus tu seras lent, plus il tendra à descendre. Le FPM matérialise ça en temps réel.

Ce qui signifie: on peut très bien avoir une incidence positive et descendre (c'est le cas à l'atterro). J'ai pris une bonne vieille habitude en appontant des warbirds sur des PA d'escorte (tout petits!): on ralentit en augmentant l'incidence, on accélère en réduisant l'incidence. On grimpe en mettant des gaz. On descend en réduisant les gaz. Après, une cohérence naturelle s'installe et tout ça se mixe naturellement. Mais de la sorte, tu évites de tout faire en même temps.

C'est ainsi que beaucoup (moi y compris) font, sur F-16 sous Falcon, l'arrondi aux gaz: en mettant des gaz, l'avion descend de moins en moins vite, le FPM monte vers l'horizon (il ne doit pas l'atteindre) et on pose délicatement ses papattes sur la piste!

Edit: le Glide, c'est la droite imaginaire matérialisant la pente idéale en finale. Par extension, tes barres ILS te permettent de savoir si tu es sur le glide, au-dessus ou au dessous.

Publié : mer. mai 14, 2008 11:43 pm
par DeeJay
Ramius a écrit :La ligne des 3°, il me semble qu'elle s'appel glide ? non ?
...Non.

Publié : jeu. mai 15, 2008 5:24 am
par Jallie
Ramius a écrit :La ligne des 3°, il me semble qu'elle s'appel glide ? non ?
en fait GLIDE ça ve dire --> Pente ;)

mais la grande différence , c'est que la ref de la Pente d'approche est par rapport --> AU SOL (l'entrée de Piste visée)

c'est souvent utilisé pour une approche IFR, pour se référencer en finale , sur une bonne pente ( example --> rapellez sur le Glide ;) )

mais pas là, car dans le cockpit, c'est avec le Piper que tu vas t'axer, est la REF n'est pas fixé au sol ...mais se déplace avec l'avion.

Donc , le terme de GLIDE n'est pas " juste" à utiliser pour une approche à VUE.

Publié : jeu. mai 15, 2008 10:29 am
par Electro
Ramius : Pour ne pas te perdre dans des notions IFR (vol aux instruments), oublie ces notions de glide pour le moment.

Tu dis que la "ligne des 3°" varie plus lentement que tes deux autres indicateurs, à savoir le FPM (qui symbolise la trajectoire instantanée de l'avion) et le crochet d'incidence. C'est parfaitement normal et c'est même souhaitable. Car le fpm réagit à tout changement de puissance (si tu remets les gazs, le FPM repart vers le haut et si tu les réduis, le FPM repart vers le bas) alors que la position de l'avion par rapport au sol a plus d'inertie.

Pour comprendre cela, il faut 2 ou 3 notions de mécanique de vol.

Un aérodyne subit 4 forces, opposées deux à deux :

* pour voler, il faut trouver un moyen ou un autre de compenser son poids : soit on tente de devenir un "plus léger que l'air" et on fait un aérostate (une mongolfière) ; soit on veut faire voler du "plus lourd que l'air" et il faut créer une force d'égale intensité à celle qui vous ramène vers le sol et il faut donc combattre son poids. Pour les aérodynes, c'est par le moyen d'une aile autour de laquelle on fait s'écouler de l'air : la portance qui en résulte est une combinaison de deux facteurs : l'incidence de l'aile par rapport à l'écoulement de l'air ET la vitesse de cet écoulement (ce dernier point est une simplification affreuse car il faudrait faire entrer des notions de densité de l'air, etc... mais on va pas se compliquer à outrance la vie). D'ailleurs, une petite expérience sur l'autoroute, à l'arrière d'une voiture montre cela : si tu sors la main à plat (incidence nulle), tu ne sens que la traînée engendrée par la main (qui te pousse la main vers l'arrière) mais la main n'est poussée ni vers le haut ni vers le bas. Si tu orientes la main vers le haut, elle va avoir tendance à partir vers le haut car son incidence positive crée une portance vers le haut qui dépasse le poids de la main. Au même moment, on sent que la main a, plus encore qu'avant, tendance à partir vers l'arrière : en augmentant l'incidence on a augmenté la traînée... Si on garde la main dans la même position (on lui conserve donc son incidence) et que la voiture ralentit progressivement jusqu'à l'arrêt (on diminue donc la puissance), la force vers le haut (la portance) va diminuer au fur et à mesure que la vitesse diminue, et la main aura de moins en moins tendance à partir vers le haut car sa portance n'équilibrera plus son poids. A un moment donné, la main redeviendra "plus lourd que l'air" et il faudra faire un effort physique pour la maintenir en l'air.

Le schéma des quatre forces est le suivant :

Image

* Pour faire varier la portance, on peut donc agir sur la puissance (la vitesse) et sur l'incidence. Pour agir sur la puissance, le pilote met les gazs et, pour agir sur l'incidence, le pilote agit sur le manche : s'il tire dessus, il crée un couple cabreur sur l'avion qui a le même effet que l'enfant qui met la main vers le haut à l'arrière de la voiture : il augmente l'incidence. S'il pousse sur le manche, il crée un couple piqueur qui a l'effet inverse.

* De ces deux moyens d'action sur la portance, la variation d'incidence est ce qui agit le plus vite : c'est la raison pour laquelle on pilote la vitesse au manche à l'atterrissage : si tu vas trop vite, il est beaucoup plus rapide d'augmenter l'incidence pour casser la vitesse (car la traînée va augmenter tout de suite ; en plus, tu vas annuler la composante du poids qui va vers le bas... mais c'est une autre histoire) que de couper les gazs. Pareillement, si tu vas trop lentement, il faut pousser sur le manche pour réduire l'incidence afin de réduire la traînée immédiatement (et ajouter de la composante de poids vers le bas).

L'autre moyen d'action, la variation de puissance, est important mais est lent à agir : c'est rapide avec les hélices (vissées dans l'air, elles agissent tout de suite) mais la plupart des avions à hélice ont une puissance faible : ça agit donc rapidement mais ça produit peu d'effets (ainsi, pour prendre de la vitesse en cap-10 avant d'entamer une figure, on ne joue pas sur les gazs mais seulement sur la pente : on pousse sur le manche jusqu'à obtenir la vitesse désirée). Sur jet, il y a beaucoup de puissance disponible mais également une plus grande inertie du moteur dans ses variations de puissance.

Voilà la raison pour laquelle ton FPM bouge vite : les corrections au manche qui jouent directement sur l'incidence et les corrections de puissance font rapidement varier la portance et donc ta trajectoire : le FPM bouge donc rapidement sur le HUD puisque ta trajectoire change.

En revanche, la ligne des 3° bouge lentement dans le HUD car elle te dit juste sur quelle trajectoire à long terme ton avion se trouve : si tu es sur les 3° magiques, pour en bouger, il va falloir agir sur ta portance en, par exemple :
* poussant sur le manche : en réduisant la portance, tu combats moins ton poids et l'avion va donc adopter une trajectoire descendante de plus en plus marquée. Le FPM va rapidement tomber dans le HUD pour te montrer cela mais ton F-16 va mettre un certain temps à bouger : au début, la trajectoire n'est que légèrement descendante et l'avion n'est plus sur la ligne des 3° mais sur celle des 2.9° ; le mouvement continue à s'amplifier et l'avion passe sur la ligne des 2.7°, etc... mais ton FPM aura marqué cette tendance bien plus vite que la position de la piste par rapport à la ligne des 3° (dans notre exemple, la piste va "monter" de plus en plus dans le HUD puisque tu descends).




Petit exercice : définis l'assiette + la pente + l'incidence du F-16 dans toutes les illustrations qui suivent (remarque : comment calculer l'incidence sur ces photos ? Il y a en effet une difficulté : les 3 premières photos ne montrent pas le gun cross (en effet, le gun cross est hors champ de l'image) : la solution consiste à se référer au crochet d'incidence + à la position du FPM par rapport au crochet. Pour les deux dernières, il n'y a pas de crochet d'incidence (car le train d'atterrissage n'est pas sorti). Mais le gun cross est visible et l'on peut donc là encore calculer l'incidence) :

Image

Assiette ?
Pente ?
Incidence ?


Image

Assiette ?
Pente ?
Incidence ?



Image

Assiette ?
Pente ?
Incidence ?



Image

Assiette ?
Pente ?
Incidence ?



Image

Assiette ?
Pente ?
Incidence ?

Publié : jeu. mai 15, 2008 1:00 pm
par Electro
Pour la correction des tests, et pour bien voir comment déduire des indications du HUD les informations suivantes :
* le plan de descente ;
* la pente ;
* l'incidence ;
* l'axe longitudinal de l'avion,

voici les corrigés :

IMAGE 1
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IMAGE 2
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IMAGE 3
Image



IMAGE 4
Image



IMAGE 5
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Publié : jeu. mai 15, 2008 4:09 pm
par Electro
Dernier point que j'oubliais (mais après, cette explication devrait être complète !!) : tout ne bouge pas dans le HUD :

I.- Repères fixes du HUD quand le train n'est pas sorti :
* la ligne d'horizon : elle est fixe et... collée à l'horizon !
* le gun cross : il est fixe et indique où vont aller dans les premières secondes les obus du canon de 20mm du F-16. Comme le canon est orienté droit devant, le gun cross se superpose à l'axe longitudinal de l'avion.


II- Repères fixes quand le train est sorti :
* la ligne des 3° : elle est fixe et se situe 3° sous la ligne d'horizon (et donc 2° au-dessus de la ligne des -5°). Lorsque tu superposes n'importe quel objet au sol (et par exemple le seuil de piste) et cette ligne, cela signifie que, à cet instant précis, tu es sur un plan de descente à 3° par rapport à ce point. Etant donné que 3° = 5%, cela signifie que si, à ce moment précis où tu superposes le point au sol et la ligne à 3°, tu te mets à descendre de 5 mètres pour 100 mètres avancés, tu toucheras le sol au point voulu.
* le crochet d'incidence : il est fixe également, mais sa fixité ne se fait pas en rapport avec la ligne d'horizon mais avec le gun cross (l'axe longitudinal de l'avion) : en effet, le haut du crochet sera TOUJOURS 11° en dessous du gun cross, son milieu sera à 13° sous le gun cross et le bas du crochet sera à 15° sous le gun cross.

III- Repère mobile :
* le FPM : lui peut se déplacer sur tout le HUD, voire sortir du HUD : si tu coupes les gazs ET que tu tires sur le manche, tu vas pouvoir tirer le maximum d'incidence admis par l'ordinateur de vol du F-16, à savoir 25° (au-delà, l'ordinateur de vol ne te laisse plus tirer sur le manche) : le gun cross sera donc à sa place habituelle, à savoir en haut du HUD, tandis que le FPM sera 25° en dessous, c'est à dire qu'il sera sorti des limites du HUD par le bas.
Il peut également se déplacer sur les côtés lorsqu'il y a du vent de travers. Ou bien lorsque l'avion ne vole plus de manière symétrique.

Publié : jeu. mai 15, 2008 4:12 pm
par amraam
Attention quand meme, je fais du gros pinaillage, mais ce n'est pas vraiment 3° mais 2.5° ;).

Amraam.

Publié : jeu. mai 15, 2008 4:14 pm
par Electro
amraam a écrit :Attention quand meme, je fais du gros pinaillage, mais ce n'est pas vraiment 3° mais 2.5° ;).

Amraam.

Euh... bon, on va pas refaire tous les calculs !! :sweatdrop

Mais, dont acte : 2.5° !!

Publié : jeu. mai 15, 2008 9:49 pm
par Ramius
Encore merci pour toutes ces super explications =)

J'ai suis à une bonne vingtaine d'atterro et je ne crash plus l'avion, c'est déjà ça ! Je penses plus ou moins avoir pigé tous les paramétres.

Reste un problème : je flotte et rebondit une fois systématiquement, d'après les docs ça serait dut à une vitesse excessive pourtant en générale j'arrive entre 140 et 150knts... encore trop rapide ?

Publié : jeu. mai 15, 2008 10:01 pm
par *Aquila*
Pas évident de te répondre à propos d'une vitesse sans savoir tes emports et la masse de pétrole à bord. :)

Publié : jeu. mai 15, 2008 10:23 pm
par DeeJay
Ramius a écrit :en générale j'arrive entre 140 et 150knts... encore trop rapide ?

Je crois que tu n’as toujours pas compris !?

On ne pose pas à la vitesse, mais à l’incidence … 13° idéalement au touché… la vitesse elle, dépendra toujours de ta masse alors que l’incidence non !

La vitesse de poser, si VRAIMENT tu veux raisonner en vitesse, est la vitesse que tu as quand tu es stabilisé à 13° d’incidence…

PS: Il faut en être convaincu, on peut très bien se poser parfaitement sans aucune info de vitesse … un chasseur se pose a l’incidence.

Publié : jeu. mai 15, 2008 10:26 pm
par Electro
le f16 est connu pour rebondir... dans la réalité comme dans OF !!

Publié : jeu. mai 15, 2008 10:33 pm
par *Aquila*
Electro a écrit :le f16 est connu pour rebondir... dans la réalité comme dans OF !!
Est-ce que, dans la réalité, un légère action sur la profondeur (à piquer) se pratique? Sous OF, AF et RV, un très léger coup de manche au toucher permet d'empêcher ce rebond sans perdre d'incidence, ou alors un tout petit degré.