Instrument de bord (aéronautique)
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Le poste de pilotage de l'Airbus A319
Le poste de pilotage de l'Airbus A319

Les instruments servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) à présenter au pilote toutes les informations qui lui sont utiles au maintien en vol de son avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air, entraîné par un organe moteur (dans le cas d'un engin sans...), à sa navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :), à ses communications avec les infrastructures de la gestion du trafic aérien et lui permettent d'interagir avec son avion.

Ils sont regroupés sur le tableau de bord (Le tableau de bord est l'élément qui indique au conducteur d'un véhicule (automobile, bateau), les paramètres de fonctionnement de celui-ci. Il est le plus souvent situé face au...) aussi près que possible du pilote. Les quatre instruments de base sont toujours disposés de la même façon (en configuration de T basique) : l'horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline en physique,...) artificiel au centre, l'anémomètre à sa gauche, l'altimètre (Un altimètre est un appareil permettant de mesurer l'altitude.) à sa droite, le gyro directionnel ou plateau de route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) en dessous. Cette disposition permet d'optimiser le circuit visuel au cours du vol. La disposition des autres instruments est relativement standard mais varie d'un avion à l'autre. Avec la généralisation (La généralisation est un procédé qui consiste à abstraire un ensemble de concepts ou d'objets en négligeant les détails de façon à ce qu'ils...) des écrans rassemblant toutes les informations du T de base sur une seule surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière...) de visualisation, les instruments conventionnels ne sont conservés sur les planches de bord équipées d'écrans qu'à titre d'instruments de secours pour pallier une éventuelle défaillance des systèmes électroniques.

Ils peuvent être présentés sous forme classique (voir la première image ci-dessous) ou leurs informations intégrées dans un écran (Un moniteur est un périphérique de sortie usuel d'un ordinateur. C'est l'écran où s'affichent les informations saisies ou demandées par l'utilisateur et générées ou restituées par...) (voir poste de pilotage de l'A319). À noter que les photos correspondent à des avions différents dans des situations de vol différentes ; les indications des instruments ne correspondent donc pas.

Les différents types d'instruments

Les instruments de bord utilisent pour la saisie des informations et leur visualisation différents systèmes : instruments électromécaniques, pneumatiques, électroniques, radioélectriques etc. On pourrait les classer selon leur mode de fonctionnement ou bien leur fonction (informations de vitesse (On distingue :), d'attitude par rapport au milieu environnant, de navigation ou même simplement par ordre alphabétique). La liste ci-dessous ne suit actuellement aucune de ces logiques.

Compas magnétique

Il utilise le champ magnétique terrestre (La Terre possède un champ magnétique produit par les déplacements de son noyau externe – composé essentiellement de fer et de nickel en fusion conducteurs – qui se comporte comme une gigantesque dynamo.) comme référence.

Il est constitué d'une lunette de lecture sur un boitier étanche rempli d'un liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) dans lequel se déplace librement un équipage mobile formé par une rose des caps et des barreaux aimantés. C'est un instrument peu précis qui donne des indications fausses dès que l'avion n'est pas stable sur une trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) rectiligne, horizontale et à vitesse constante. Il est néanmoins utile, notamment lors de prises de caps, ou de repères géographiques (voir article boussole).

De plus, il est influencé par les champs magnétiques engendrées par les équipements électriques de l'avion. Aussi, il est accompagné d'une courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du plan, de l'espace usuels. Par exemple, les droites, les segments, les lignes polygonales et les cercles sont des...) de calibration, établie dans des conditions standard de mise sous tension (La tension est une force d'extension.) des équipements proches.

Enfin, comme pour tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) compas magnétique, il faut tenir compte de la déclinaison du pôle magnétique (Un pôle magnétique est un point de "convergence" des lignes de champ magnétique présentes (contrairement au pôle géographique) ; on parle de pôle nord et de pôle sud.) et des influences locales.

Instruments aérodynamiques (ou anémobarométriques)

Ils utilisent les propriétés liées à la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines...) environnant. Une sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà....) (appelée tube de Pitot) disposée sur l'avant du fuselage (Le fuselage désigne l'enveloppe d'un avion qui reçoit généralement la charge transportée, ainsi que l'équipage. Le fuselage d'un avion supporte la voilure et...) ou de la voilure permet de capter la pression totale à un endroit où la pression créée par l'écoulement de l'air autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au...) de l'avion (vent relatif) et la pression atmosphérique (La pression atmosphérique est la pression de l'air en un point quelconque d'une atmosphère.) régnante s'additionnent. Des prises d'air disposées sur le côté du fuselage de l'aéronef (Un aéronef est un moyen de transport capable d'évoluer au sein de l'atmosphère terrestre. On distingue deux catégories d'aéronefs : l'aérostat et l'aérodyne. L'utilisation de ces appareils est...) permettent de mesurer la pression atmosphérique pure (pression statique) à un endroit où le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de...) de l'air n'a aucun effet. La vitesse de l'avion par rapport au vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur...) peut alors être déduite de la différence entre pression totale et pression statique. Cette différence représente la pression dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :), proportionnelle à la vitesse de l'avion par rapport à l'air. Le système installé sur les aéronefs est désigné par le terme anémobarométrique (voir plus bas anémomètre).

Altimètre

Un altimètre est un simple baromètre (Le baromètre est un instrument de mesure, utilisé en physique et en météorologie, qui sert à mesurer la pression atmosphérique. Il peut, de façon secondaire, servir d'altimètre pour déterminer, de...) (exactement le même qui sert aux météorologistes pour lire une pression atmosphérique) qui est étalonné pour indiquer directement une information d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la répartition de la vie sur terre.) exprimée en pieds ou en mètres.

Les scientifiques ont mis au point (Graphie) une échelle, qui met en relation une pression statique directement avec une information d'altimétrie.

On considère en atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) standard que 1 hPa (hectoPascal) correspond à 27 ft (pieds).
Pour mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) la référence de l'atmosphère standard (ou atmosphère type OACI) a été réalisée au niveau de la mer (Le niveau de la mer est la hauteur moyenne de la surface de la mer, par rapport à un niveau de référence adéquat.) (Marseille) à une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud,...) de 15°C, 0% d'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance (linge, pain, produit chimique, etc.).) et une pression atmosphérique de 1 013,25 hPa .
La pression atmosphérique change constamment ; il faut donc recaler l'altimètre pour avoir une information correcte.

Différents calages altimétriques : (voir langage (aéronautique), Code Q)

  • QNH : indique une altitude. Le "0" de l'altimètre correspond au niveau de la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.).
  • QFE : indique une hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.). Le "0" de l'altimètre correspond à une altitude topographique (en cours de disparition, remplacé par les radiosondes sur les avions de ligne).
  • QNE, ou calage au FL (pour Flight Level, en français Niveau de Vol). Le "0" de l'atimètre correspond à l'altitude où l'on rencontre la pression atmosphérique standard ( 1013,25 hPa ). On indique ensuite l'altitude par tranches de centaines de pieds. Ex : le FL 100 correspond à une altitude de 10 000 pieds au-dessus de l'altitude "1013,25 hPa". En raison de la variation constante de la pression atmosphérique, les FL se déplacent continuellement, dans le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du...) vertical (Le vertical (rare), ou style vertical, est un style d’écriture musicale consistant en accords plaqués.).

Ce calage est très utilisé pour les avions de ligne, ainsi que pour la délimitation de zones aériennes fixes, telles les TMA, CTR, et autres zones d'approches ou d'interdictions de survol.

Anémomètre (badin)

Les premiers instruments de mesure de la vitesse étaient constitués d'un levier vertical articulé autour d'un pivot et supportant une palette rectangulaire orientée perpendiculairement à l'écoulement du vent relatif et une aiguille. Il était maintenu en position zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole marquant une position vide dans...) par un ressort calibré (principe du peson). La pression du vent faisait déplacer l'aiguille sur un cadran pour indiquer la vitesse air. Conçu en 1910, il était désigné indicateur Etévé du nom de son inventeur Albert Etévé.

Ce système était appelé antenne à déflection sur le Stampe SV4 (Le STAMPE SV-4 est un biplan conçu pour l'entraînement qui fut plus tard utilisé pour la voltige aérienne.). En 1965, certains Tiger Moth en étaient encore équipés.

Aujourd'hui, le dispositif utilisé est un instrument appelé badin en France (du nom de son inventeur, Raoul Badin) associé au tube de Pitot. C'est un manomètre (Un manomètre est un instrument servant à mesurer une pression.) étalonné en fonction de la loi de Bernoulli (En mathématiques, la distribution de Bernoulli ou loi de Bernoulli, du nom du mathématicien suisse Jacques Bernoulli, est une distribution discrète de probabilité, qui prend la valeur 1 avec la probabilité p...) qui détermine la " pression dynamique " qui est égale à la différence entre la pression totale et la pression statique. Cette pression dynamique, est fonction de la vitesse de l'avion par rapport à l'air et permet d'afficher une information de vitesse air sur le badin. Elle est généralement mesurée en nœuds, mais, sur quelques avions français et sur les avions russes, elle est donnée (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) en kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en...) par heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences (« heure...). L'anémomètre donne la vitesse indiquée (Vi) ou vitesse lue. Cette vitesse correspond à la vitesse propre (Vp) ou vitesse vraie à la pression de 1 013,25 hPa (au niveau de la mer en atmosphère standard) et à la température de 15°C. Avec la baisse de la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de...) de l'air, donc en montant, la vitesse propre est supérieure à la vitesse indiquée (une approximation (Une approximation est une représentation grossière c'est-à-dire manquant de précision et d'exactitude, de quelque chose, mais encore assez significative pour être...) peut être faite en ajoutant 1% par tranche de 600 pieds au dessus de la surface 1 013 hPa).

Les arcs de couleurs donnent les vitesses à ne pas dépasser. L'arc vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont la bande passante est axée sur cette...) définit les conditions normales d'utilisation de l'avion (braquage des commandes à fond sans risque de détérioration), l'arc jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même couleur :) les vitesses à ne pas franchir en air turbulent (Le HMS Turbulent (n° de coque : S 87) est un bâtiment de la classe Trafalgar de sept sous-marins nucléaires d'attaque de la Royal Navy.), l'arc blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux...) la zone où l'on peut utiliser les traînées (volets, trains d'atterrissage (L’atterrissage désigne, au sens étymologique, le fait de rejoindre la terre ferme. Le terme recouvre cependant des notions différentes suivant...), etc.) et le trait rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) la limite à ne pas dépasser sans risque pour la structure de l'appareil.

Voir les vitesses aéronautiques

Pour des avions volant à des vitesses proches de celle du son ou au-delà, d'autres lois sont utilisées, ainsi que d'autres instruments (machmètre).

Variomètre

Dans sa version classique, cet instrument utilise les variations de pression statique pour indiquer des variations d'altitude, c'est-à-dire des vitesses verticales. De l'air à la pression statique extérieure est stocké dans une bouteille appelée capacité qui se met à pression avec un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) connu. La pression dans la capacité est donc en retard par rapport à la pression courante. Au moment de la mesure, l'instrument fait la différence entre la pression extérieure et la pression de la capacité. À noter que le variomètre fonctionne avec un léger temps de retard, dû au temps de remplissage de la capacité.

Il existe une version différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à...), où l'instrument est appelé à énergie totale (ou variomètre compensé). Il indique la variation de la somme de l'énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement. L’énergie cinétique d’un corps est égale au travail nécessaire pour...) (due à la vitesse), et de l'énergie potentielle (due à l'altitude). Il est utilisé pour la pratique du vol à voile (Le vol à voile est une activité de loisirs et de compétition au cours de laquelle ses adeptes appelés vélivoles utilisent un aérodyne appelé planeur. Alors que certains...), où il est intéressant de connaître le gain d'énergie du planeur (Un planeur est un aérodyne qui est, par définition, dépourvu de moteur. Il existe toutefois des versions dotées d'un moteur d'appoint...) du à la vitesse verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le fil à plomb.) de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps...) d'air, et ce même lors d'une ressource. En effet en vol à voile, l'absence de moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) fait que la seule cause possible d'une augmentation de l'énergie est une masse d'air ascendante (les frottements sont négligés). Le variomètre à énergie totale indique donc la variation d'énergie traduite en vitesse verticale. Lors de la prise de vitesse précédant le décollage (Le décollage est la phase transitoire pendant laquelle un aéronef passe de l'état statique - au sol - vers le vol.), il indique une valeur positive bien que la vitesse verticale soit nulle. Il existe enfin des variomètres dits " netto " qui déduisent la vitesse verticale de la masse d'air, en fonction des variations de l'énergie totale et des caractéristiques du planeur.

Instruments gyroscopiques

Ils utilisent les propriétés des corps en rotation rapide que sont les gyroscopes : fixité de l'axe du rotor dans l'espace absolu, couple gyroscopique, précession (La précession est le nom donné au changement graduel d'orientation de l'axe de rotation d'un objet ou, de façon plus générale, d'un vecteur sous l'action de l'environnement, par exemple, dans le cas de l'axe de rotation d'un objet,...). Les gyroscopes classiques sont entrainés par une pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) à vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) ou un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il...) électrique qui leur confère une vitesse de rotation très élevée (10 000 t/mn dans le premier cas, 20 000 t/mn dans le second).

Gyro compas / Gyro Directionnel

Il s'agit d'un gyroscope (Un gyroscope (du grec « qui regarde la rotation ») est un appareil qui exploite le principe de la conservation du moment angulaire en physique (ou...) à deux degrés de liberté qui permet de conserver une référence de cap de façon beaucoup plus précise qu'un compas magnétique. Il est asservi à une vanne de flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens...) (en anglais : flux valve) qui permet de le recaler automatiquement en fonction du champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une direction, définie en tout point de...) terrestre. Il est aussi appelé plateau de route.

Horizon artificiel

Il s'agit d'un gyroscope à deux degrés de liberté qui permet de visualiser l'attitude de l'avion par rapport à ses axes de roulis et de tangage et plus précisément de leurs angles avec un plan horizontal : assiette et inclinaison.

Indicateur de virage et de dérapage (bille-aiguille)

L'indicateur de virage est un gyroscope à un degré de liberté (La notion de degré de liberté recouvre plusieurs notions en sciences et ingénierie :) qui permet de visualiser le taux de virage (et non l'inclinaison) de l'avion.

Il est associé à une bille qui se déplace dans un tube incurvé selon la verticale apparente et qui visualise le dérapage de l'avion. La bille fonctionne simplement par gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.). En effet, quand le dérapage est nul et le vol symétrique, la gravité relative (gravité équivalente créée par le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la...) et la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles...) centrifuge) est selon l'axe vertical de l'avion. Si la gravité relative forme un angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) avec la verticale du planeur, c'est qu'il existe un dérapage. En vol à voile, l'indication (Une indication (du latin indicare : indiquer) est un conseil ou une recommandation, écrit ou oral.) donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un...) par la bille est souvent doublée par un fil de laine collé sur la verrière. Le fil de laine est collé par une de ses extrémités, et la dizaine de centimètres du fil (souvent de couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) rouge) se déplace avec le vent relatif. Le fil indique alors l'angle entre le vent relatif et l'axe du planeur, ce qui est la définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.) du dérapage ou de la glissade.

Centrale à inertie (Une centrale à inertie ou centrale inertielle est un appareil de navigation de précision comportant des gyroscopes, des capteurs d'accélération et de vitesse angulaire et calculant en temps réel à...)

La centrale à inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle). Ainsi, un corps immobile ou en...) (en anglais Inertial Navigation System, INS) est composée de 3 gyroscopes à 3 degrés de liberté et d'un trièdre d'accéléromètres. Après une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de stabilisation, tous les mouvements de l'avion autour de la position de référence sont connus. Elle remplace donc l'horizon artificiel et le gyro directionnel. Par intégration des signaux des accéléromètres, les vitesses de l'avion selon les trois axes sont calculées dans le référentiel terrestre. La position de l'avion est ainsi calculée toujours dans le référentiel terrestre, faisant ainsi abstraction ( En philosophie, l'abstraction désigne à la fois une opération qui consiste a isoler par la pensée une ou plusieurs qualités d'un objet concret pour en former une représentation intellectuelle, et le...) des mouvements dus aux courants aériens. La dérive de position est de l'ordre du mile marin à l'heure. Ce système est donc insuffisant pour déterminer l'altitude avec une précision suffisante. Pour corriger les défauts, il existe plusieurs méthodes dont le couplage barométrique ou encore le couplage avec un GPS. Les avions de ligne devant franchir les océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a commencé en 2004 et produit en 2009.) en empruntant les espaces MNPS sont équipés de trois centrales de ce type. On trouve deux types de centrales, celles qui sont équipées de gyroscopes mécaniques ou les plus modernes qui sont équipées de gyrolasers.

Gyrolaser

Un gyrolaser est composé d'un circuit de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm...) parcourant un triangle (En géométrie euclidienne, un triangle est une figure plane, formée par trois points et par les trois segments qui les relient. La dénomination de...) équilatéral. La source de lumière (rayon laser) est appliquée au milieu de la base du triangle, ou elle est séparée en deux faisceaux vers les deux angles inférieurs du triangle où sont placés deux miroirs qui redirigent les deux faisceaux de lumière vers le troisième sommet. La vitesse de propagation de la lumière étant constante, si le triangle est animé d'un mouvement de rotation dans son plan, la distance parcourue dans les deux branches devient différente. Grâce aux propriétés du rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme...), on observe alors une interférence (En mécanique ondulatoire, on parle d'interférences lorsque deux ondes de même type se rencontrent et interagissent l'une avec l'autre. Ce phénomène apparaît souvent en optique avec les ondes...) au sommet du triangle. Un détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou de la situation pour...) photoélectrique peut compter et déterminer le sens de défilement des raies de cette interférence, dont la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi...) est proportionnelle à la vitesse de rotation du triangle sur lui-même. En montant trois dispositifs de ce type selon un trièdre, et en traitant les signaux, il devient possible de déterminer tous les mouvements d'un avion selon ses trois axes comme avec un gyroscope mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de...). En ajoutant les accéléromètres et le traitement de leurs signaux, une centrale à inertie a été reconstituée.

Instruments électromagnétiques

Radioaltimètre

Il utilise un radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou encore la pluie. Un émetteur...) placé sous le fuselage utilisant l'effet doppler.

Il est utilisé pour les procédures d'approche finale ou dans le cadre de la prévention (La prévention est une attitude et/ou l'ensemble de mesures à prendre pour éviter qu'une situation (sociale, environnementale, économique..) ne se dégrade, ou qu'un accident,...) contre le risque de percuter le relief (Le relief est la différence de hauteur entre deux points. Néanmoins, ce mot est souvent employé pour caractériser la forme de la surface de la Terre.). Il indique de façon très précise (à 50 cm près) la hauteur de l'avion par rapport au sol.

Instruments de radio-navigation

Ils utilisent des stations au sol ou des satellites (Satellite peut faire référence à :) pour fournir des indications sur la position de l'avion dans l'espace (voir GPS).

Radiocompas (Un radiocompas ou radiogoniomètre est un récepteur radio embarqué à bord d'un navire ou d'un avion lui permettant de recevoir et de goniométrer (mesurer l'angle d'arrivée de l'émission radio) de balises radio ou de...) (ADF - Automatic Direction Finder)

Une antenne sur l'avion capte un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la...) radio (dans la bande de fréquence (Une bande de fréquence définit une plage de fréquences qui ont des propriétés similaires :) de 190 kHz à 1750 kHz) émis par un émetteur au sol appelé NDB (Non Directional Beacon). L'information délivrée au pilote est présentée par une aiguille qui indique la direction de cette station.

VOR (VHF Omnidirectional Range)

Une antenne sur l'avion capte un signal radio (dans la bande de fréquence de 108 à 118 MHz) émis par un émetteur au sol appelé VOR. L'information délivrée au pilote est présentée par une aiguille qui indique le cap à suivre pour se diriger vers (ou s'éloigner de, selon la sélection) cette station.

RMI (Radio Magnetic Indicator)

Il combine sur un même instrument les fonctions ADF et VOR et donne le cap à suivre pour se diriger vers (ou s'éloigner de, selon la sélection) ces stations.

DME (Distance Measuring Equipment)

Un équipement sur l'avion échange un signal radio (dans la bande de fréquence de 960 à 1215 MHz) avec une station au sol. L'information délivrée au pilote est la distance oblique à cette station, sa vitesse de rapprochement (ou d'éloignement) ainsi que le temps nécessaire pour la rejoindre.

ILS (Instrument Landing System)

Une antenne sur l'avion capte deux signaux radio lors des approches. L'information délivrée au pilote est l'écart de sa trajectoire par rapport à l'axe de la piste et la pente qu'il doit tenir pour aboutir au seuil. L'ILS est utilisé pour les atterrissages tous temps en IFR.
L'indication " droite-gauche " est véhiculée par une émission VHF (de 108.1 à 111.95 Mz), tandis que l'indication " haut-bas " est véhiculée par une émission UHF (de 334.7 à 330.95 Mhz)

GPS (Global Positioning System)

Appareil disposant d'une antenne qui capte un signal radio UHF émis par une constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des lignes imaginaires, traçant ainsi une...) de satellites. L'information délivrée au pilote est sa position sur le globe terrestre (latitude, longitude (La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est-ouest d'un point sur Terre (ou sur une autre planète).) et, avec une mauvaise précision, altitude), sa route vraie ainsi que sa vitesse par rapport au sol.

Systèmes de visualisation électronique (EFIS - Electronic Flight Instruments System)

Ils permettent de visualiser sur des écrans (PFD - Primary Flight display, ND - Navigation Display) l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui...) des paramètres nécessaires au pilote. De la même façon, des écrans (ECAM - Electronic Centralised Aircraft Monitoring sur Airbus) permettent d'afficher les paramètres moteurs. Sur Dornier (La société Dornier (Dornier Flugzeugwerke) est une entreprise allemande de construction aéronautique.) Do 328, L'EICAS (Engine Indicating and Crew Alerting System) est un écran central divisé en 2 parties, la 1ère qui symbolise les paramètres moteurs, et la 2ème, le CAS FIELD, dans laquelle sont centralisées toutes les informations et alarmes de l'avion, avec un code couleur selon l'importance du message (La théorie de l'information fut mise au point pour déterminer mathématiquement le taux d’information transmis dans la communication d’un message par un canal de...):

  • Cyan : Informations
  • Ambre : message de dysfonctionnement mineur ou illogique;
  • Magenta : alarmes ou pannes majeures à traiter d'urgence par l'équipage.

Voir aussi : HUD / Affichage (L' affichage désigne l'application d'une surface de papier script dans un lieu public(et non du foyer)sur un support destiné à son émission, externe ou interne, ce qui en fait un média à part entière sans...) tête haute

Système de gestion de vol

Système de gestion de vol (FMS - Flight Management System)

Il permet grâce notamment à une centrale inertielle couplée à un calculateur d'assister le pilote pendant le vol. Il lui fournit des renseignements sur le pilotage, la navigation, les estimées, la consommation, etc.

Système de pilotage automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a pour fondements...) (PA en français ou AFCS - Automatic Flight Control System)

Il permet, grâce à un ensemble de servocommandes, d'asservir l'avion dans une configuration de vol (mode de base) ou sur une trajectoire donnée (mode supérieur). Ces 2 systèmes partagent le ou les mêmes calculateurs. Ils fonctionnent selon 3 phases : armé (le calculateur acquiert les données), capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui passe au voisinage d'un astre, est retenu dans la gravisphère de ce dernier. La capture de l'objet céleste aboutit à sa...) (le calculateur indique les corrections à effectuer), maintien (le calculateur tient les paramètres).

Directeur de vol (DV)

Il fournit au pilote une aide en lui indiquant le sens et l'amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) des manœuvres à effectuer pour amener l'avion dans une configuration de vol ou sur une trajectoire sélectionnée. Il se présente sous la forme de moustaches sur l'horizon artificiel qu'il s'agit de faire correspondre avec la maquette de l'avion qui y figure, ou sur la forme d'une croix sur laquelle aligner le repère central représentant l'avion.

Instruments de surveillance des paramètres moteurs et autres systèmes

Manomètres

Ils indiquent les pressions d'huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à l'état liquide à température ambiante et qui ne se mélangent pas à l'eau, mais, est cependant plus...), de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) ou d'admission.

Tachymètre (Un tachymètre ou compte-tours est un instrument de mesure permettant d’indiquer la vitesse de rotation d'une pièce en mouvement. Le capteur peut être mécanique, optique ou à courants de Foucault.)

Il indique le régime du moteur (en tr/min) ou du réacteur (Un réacteur peut désigner :) (en% d'un régime nominal).

Systèmes d'alarmes

Avertisseur de décrochage

Il permet de prévenir (par un signal sonore ou une vibration du manche) le pilote lorsque l'avion s'approche de l'angle d'incidence maximum avant décrochage. Ce système s'appelle Stall Warning System

Avertisseur de proximité du sol

L'avertisseur de proximité du sol (GPWS - Ground Proximity Warning System) permet de prévenir (par un message vocal " terrain " ou " pull up ") le pilote lorsque l'avion s'approche du sol. Une version améliorée possède en plus une cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de données sur un support...) plus ou moins fine du terrain qui est présentée aux pilotes sur les écrans EFIS en cas d'alarme. Sur A380 (L'Airbus A380 est un avion civil quadriréacteur long-courrier construit par Airbus en Allemagne, Espagne, France et Royaume-Uni et assemblé à Toulouse.), le programme présente une vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) en coupe latérale du plan de vol (Le plan de vol est un document déposé par le pilote avant le vol auprès de l'autorité assurant le contrôle de la circulation aérienne. Il permet d'initier le dialogue avec les contrôleurs de la navigation...).

Dispositif d'évitement de collisions

Le dispositif d'évitement de collisions (TCAS - Traffic and Collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) Avoidance System) permet de prévenir (sur un écran et par un message vocal " trafic ") le pilote lorsque l'avion s'approche d'un autre avion. Il peut également proposer (en se synchronisant avec le TCAS de l'autre appareil : coordination des manœuvres) une manœuvre d'évitement dans le plan vertical (climb: monter, descend: descendre). Le BEA préconise de suivre les instructions du TCAS en priorité sur les instructions données par le Contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) aérien (suite à la collision en plein ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) de 2 avions au-dessus du sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) de l'Allemagne - voir Vol 2937 Bashkirian Airlines).

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