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3. La gouverne de profondeur: La structure interne de la gouverne de profondeur est semblable à celle d'une aile, d'ailleurs les impératifs de rigidité sont grosso modo les même. Il en existe plusieurs modèles, le plus connu étant celui où la gouverne de profondeur vient s'articuler sur un plan fixe; un peu moins connu, la gouverne de profondeur monobloc; encore un peu moins connu, le modèle où la gouverne de profondeur s'articule sur un plan "fixe" qui est lui-même réglable en incidence (donc un plan fixe pas si fixe que ça! ). Ce système permet un réglage de la contribution du plan arrière à la portance, et donc du centrage. Comme les ailerons, et la gouverne de direction, la gouverne de profondeur est elle aussi équipée de tabs permettant au pilote de ne pas avoir besoin de compenser continuellement un déséquilibre constant en tangage qui serait du, par exemple, à la répartition des charges dans l'avion. force qu'il est nécessaire d'éxercer sur une commande de gouverne pour la faire pivoter dépend de la force aérodynamique qui s'éxerce sur elle de la part de l'écoulement d'air.
Pour contrôler le vol Les commandes sont les dispositifs permettant au pilote de contrôler le vol de son appareil depuis le cockpit. Ses axions lui donne la possibilité de mettre l'avion en rotation de l'avion autour de trois axes (tangage, roulis, lacet) mais aussi d'en contrôler la vitesse. En vidéo Contrôle en tangage, en roulis et en lacet Le contrôle en tangage Une rotation autour de l'axe de tangage permet de monter ou de descendre le nez de l'appareil et va ainsi le faire monter ou descendre. Le mouvement est obtenu en faisant bouger une surface mobile située sur l'empennage horizontal, que l'on appelle élévateur ou gouverne de profondeur. Pour les avions dépourvus d'empennage horizontal, ces surfaces mobiles peuvent se situer sur le bord de fuite de l'aile. Le mouvement est assuré en tirant ou en poussant le manche à balais ou le volant. Lorsque le pilote tire sur le manche, la gouverne de profondeur s'élève ce qui « appuie » sur la queue de l'avion qui prend alors un mouvement à cabrer.
Gouverne de direction [ modifier | modifier le code] Contrôle en lacet, à l'aide: d'une ou de deux, voire trois gouvernes de lacet qui est une gouverne de correction du pilotage ou d'attaque oblique (et non de direction); de volets placés au bord de fuite des winglets ou dérives disposées en bout d'aile ( avion-canard ou aile volante) et actionnés d'un seul côté; d'aérofreins en bout d'aile actionnés d'un seul côté pour créer un moment de lacet ( aile volante). Compensateurs [ modifier | modifier le code] Pour diminuer les efforts sur les commandes, des compensateurs peuvent être installés. Ils peuvent être mécaniques (ressorts) ou aérodynamiques (petite surface mobile installée au bord de fuite de la gouverne). Mixage de deux fonctions [ modifier | modifier le code] Une gouverne peut agir sur deux axes, ce qui nécessite un mélangeur mécanique ou électronique: en tangage et roulis, à l'aide des élevons montés sur les avions à ailes delta. Les élevons (de l'anglais elevon, contraction de elevator - aileron) agissent dans le même sens pour le tangage, et en sens inverse pour le roulis; en tangage et lacet, dans le cas d'avions à empennage en V (Fouga Magister, Beechcraft V-35).
La portance différentielle entre les ailes fait rouler l'avion vers la droite. Sur certains avions, les ailerons sont renforcés par des spoilers roulants montés sur la surface supérieure de l'aile. Gouvernes de profondeur Une gouverne de profondeur est une gouverne de direction primaire qui contrôle les mouvements autour de l'axe latéral d'un aéronef. Ce mouvement est appelé " tangage ". La plupart des avions ont deux gouvernes de profondeur, dont une est montée sur le bord de fuite de chaque moitié du stabilisateur. Lorsqu'une entrée de commande manuelle ou automatique est effectuée, les gouvernes de profondeur se déplacent vers le haut ou vers le bas, selon le cas. Dans la plupart des installations, les gouvernes de profondeur se déplacent symétriquement mais, dans certains aéronefs contrôlés par des commandes de vol électriques, elles se déplacent de façon différentielle lorsque cela est nécessaire pour répondre aux demandes d'entrée de commande. Certains types d'aéronefs ont des dispositions pour "déconnecter" les gouvernes de profondeur droite et gauche l'une de l'autre en cas de blocage des gouvernes de direction, tandis que d'autres types utilisent des systèmes hydrauliques différents pour actionner les gouvernes de profondeur gauche et droite afin de s'assurer qu'au moins une surface est opérationnelle en cas de panne(s) du système hydraulique.
Les gouvernes de profondeur réagissent à un mouvement vers l'avant ou vers l'arrière du manche ou de la commande. Lorsque le pilote déplace les commandes vers l'avant, la surface de la gouverne de profondeur est déviée vers le bas. Cela augmente la cambrure du stabilisateur, ce qui entraîne une augmentation de la portance. La portance supplémentaire sur la surface de la queue provoque une rotation autour de l'axe latéral de l'avion et entraîne un changement d'assiette de l'avion en piqué. L'inverse se produit lors d'un mouvement vers l'arrière des commandes du poste de pilotage. Gouvernes de direction La gouverne de direction est une gouverne de direction primaire qui contrôle la rotation autour de l'axe vertical d'un avion. Ce mouvement est appelé "lacet". La gouverne de direction est une surface mobile qui est montée sur le bord de fuite de la dérive ou de l'aileron. Contrairement à un bateau, le gouvernail n'est pas utilisé pour diriger l'avion; il est plutôt utilisé pour surmonter un lacet défavorable induit par un virage ou, dans le cas d'un avion multimoteur, par une panne moteur et permet également à l'avion d'être glissé intentionnellement lorsqu'il est nécessaire.
La vitesse de braquage des ailerons jouera aussi un rôle. L'effet sera plus important pour un braquage rapide. À noter que le lacet inverse n'existe que pendant la phase de braquage des ailerons. Le lacet induit Sur les aéronefs à grande envergure comme les planeurs, dans un virage l'aile extérieure (aile haute) parcourt une distance supérieure à l'aile intérieure (aile basse) dans le même laps de temps. Ceci provoque une différence de vitesse entre les deux ailes donc une différence de portance et de traînée. L'aile haute traînant davantage est retenue en arrière. Elle crée un couple de lacet qui entraîne le nez de l'aérodyne vers l'extérieur du virage. Pour contrer ce lacet induit le pilote devra mettre un peu de palonnier à l'intérieur du virage. Le roulis induit Dans un virage l'aile extérieure (haute) a une portance supérieure à l'aile intérieure (basse). Cette portance plus forte engendre une augmentation de l'inclinaison. Pour contrer ce roulis induit et stabiliser l'aérodyne à l'inclinaison désirée, le pilote devra maintenir en permanence un peu d'aileron à l'extérieur du virage.
Il en existe différents types mais le principe de fonctionnement reste le même. Deux moteurs électriques ou hydrauliques (généralement un normal et un de secours) entaînent un vérin composé d'une vis sans fin. L'ensemble du mécanisme est soit monté à l'arrière du fuselage (Airbus), soit monté dans le plan fixe vertical (Fokker et Falcon). La tête du vérin est fixée à l'avant au PHR. En faisant tourner les moteurs dans un sens ou dans l'autre, la tête du vérin monte ou descend et fait varier l'incidence du PHR, qui sert alors de compensateur et le braquage de la gouverne n'est plus nécessaire. Sur l'Airbus 300 le débattement du PHR est de 3° vers le haut et 12° vers le bas. À noter que sur certains gros porteurs le PHR sert également de réservoir de carburant. Assistance Sur les avions de transports modernes en raison des dimensions importantes des gouvernes et des forces aérodynamiques s'exerçant dessus, ainsi que la longueur des tringleries pour atteindre ces gouvernes, le pilote n'agit plus directement sur les gouvernes mais sur des servo-commandes qui produisent la force nécessaire pour braquer les gouvernes.