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La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

  1. #1
    evrardo

    La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Bonjour à tous et à toutes,

    Lorsqu'un avion décolle puis atteint son altitude de croisière, est ce que sa trajectoire reste "automatiquement" parallèle au sol, ou est ce que le pilote doit effectuer des corrections pour éviter que l'avion finisse par sortir de l'atmosphère terrestre ?

    Merci pour vos explications.

    -----

    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

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  3. #2
    trebor

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Bonjour evrardo,
    De l'info sur l'altimètre :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Instrum...Altim.C3.A8tre
    Bonne journée
    il vaut mieux supprimer la cause que ses effets

  4. #3
    evrardo

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par trebor Voir le message
    Bonjour evrardo,
    De l'info sur l'altimètre :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Instrum...Altim.C3.A8tre
    Bonne journée
    Salut Trebor, tu es Trèbon, mais ton lien ne répond absolument pas à ma question !
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  5. #4
    Amanuensis

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Faut des corrections en permanence.

    La vitesse verticale dépend de la portance et de la masse. La première varie avec les conditions locales de l'air, et avec l'incidence, celle-ci variant par exemple si le centre de masse se déplace toutes choses égales par ailleurs. La seconde baisse avec la consommation de kéro. Tous ces petits effets doivent être corrigés pour que l'avion reste à altitude constante.

    Par ailleurs, il ne risque pas de sortir de l'atmosphère: les avions ont des "plafonds" de fonctionnement; par exemple trop haut les moteurs fonctionnent mal, par manque d'oxygène (et il y a d'autres limitations). En allant trop haut les avions risquent de décrocher: ils ne montent plus, mais ce n'est pas nécessairement auto-stabilisé: ils peuvent passer en descente rapide si ce n'est pas contré correctement.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  6. #5
    mariposa

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Bonjour à tous et à toutes,

    Lorsqu'un avion décolle puis atteint son altitude de croisière, est ce que sa trajectoire reste "automatiquement" parallèle au sol, ou est ce que le pilote doit effectuer des corrections pour éviter que l'avion finisse par sortir de l'atmosphère terrestre ?

    Merci pour vos explications.
    Bonjour,

    En restant parralléle au sol je pense que tu veux dire a distance constante du sol auquel cas il décrit un arc de cercle dans un potentiel gravitationnel constant et donc il ne risque pas de sortir de l'atmosphere!!!

  7. #6
    Bluedeep

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Par ailleurs, il ne risque pas de sortir de l'atmosphère: les avions ont des "plafonds" de fonctionnement; par exemple trop haut les moteurs fonctionnent mal, par manque d'oxygène (et il y a d'autres limitations).
    Surtout la masse de réaction étant l'air la poussée diminue au fur et à mesure qu'on monte; comme la trainée diminue aussi ce n'est pas génant pour le vol horizontal.

    On définie le plafond pratique comme étant l'altitude où le taux de montée descend en dessous de 300 ft/mn.

  8. #7
    evrardo

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Faut des corrections en permanence.

    La vitesse verticale dépend de la portance et de la masse. La première varie avec les conditions locales de l'air, et avec l'incidence, celle-ci variant par exemple si le centre de masse se déplace toutes choses égales par ailleurs. La seconde baisse avec la consommation de kéro. Tous ces petits effets doivent être corrigés pour que l'avion reste à altitude constante.

    Par ailleurs, il ne risque pas de sortir de l'atmosphère: les avions ont des "plafonds" de fonctionnement; par exemple trop haut les moteurs fonctionnent mal, par manque d'oxygène (et il y a d'autres limitations). En allant trop haut les avions risquent de décrocher: ils ne montent plus, mais ce n'est pas nécessairement auto-stabilisé: ils peuvent passer en descente rapide si ce n'est pas contré correctement.
    Salut Amanuensis,
    Un petit calcul montre que si un avion garde une trajectoire sans corrections, après une distance de 1000 km, son altitude aura augmenté de 78 km!
    Donc il faut bien des corrections de trajectoire en permanence.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  9. #8
    Amanuensis

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Un petit calcul montre que si un avion garde une trajectoire sans corrections, après une distance de 1000 km, son altitude aura augmenté de 78 km!
    Quel calcul?

    J'ai comme un doute que vous n'avez pas pris la courbure de la Terre (= le non parallélisme des verticales) en compte... 1000 km, cela donne 360/40 = 9 degrés de non parallélisme entre les verticales aux deux extrémités. Cela modifie la direction du poids par rapport à l'avion, cela ne donnera pas un mouvement rectiligne.
    Dernière modification par Amanuensis ; 14/03/2014 à 09h49.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  10. #9
    Arzhur

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Un petit calcul montre....
    J'aimerais bien voir la tête du calcul, un avion de ligne c'est pas un missile qui suit une trajectoire rectiligne si on touche à rien.

  11. #10
    evrardo

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Quel calcul?

    J'ai comme un doute que vous n'avez pas pris la courbure de la Terre (= le non parallélisme des verticales) en compte... 1000 km, cela donne 360/40 = 9 degrés de non parallélisme entre les verticales aux deux extrémités. Cela modifie la direction du poids par rapport à l'avion, cela ne donnera pas un mouvement rectiligne.
    Si la trajectoire de l'avion est exactement perpendiculaire à la ligne reliant le centre de la Terre à son point de décollage, on obtient une différence de hauteur de 78 km après un voyage de 1000 km.
    Il faut donc effectivement des corrections pour que l'avion suive la courbure de la Terre. C'est ça?
    vol rectiligne.png
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  12. #11
    Arzhur

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Je ne vois pas encore ta PJ...mais si tu te places dans un cas ou ton avion à une trajectoire rectiligne, ça me semble logique de devoir la corriger pour suivre la courbure de la terre ( qui n'est pas rectiligne).


    ps : puis perso un avion sans correction de trajectoire je le vois plus s'écraser au sol plutôt que d'aller à 78km

  13. #12
    Amanuensis

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Si la trajectoire de l'avion est exactement perpendiculaire à la ligne reliant le centre de la Terre à son point de décollage, on obtient une différence de hauteur de 78 km après un voyage de 1000 km.
    J'avais bien compris que les 78 km venaient de là, mais cela suppose une trajectoire rectiligne dans le référentiel géocentrique. Mais on ne peut pas justifier une telle hypothèse, car les forces sur l'avion n'ont pas constamment une résultante nulle si rien n'est corrigée.

    Si on se met dans le référentiel terrestre, la pesanteur change de direction de 9°, et si on se met dans le référentiel géocentrique (cas du dessin) c'est la réaction de l'air (portance + traînée) qui change de direction de 9°.

    Pour avoir l'équation du mouvement "sans correction" faut prendre ce décalage angulaire en compte. Pas très évident de dire ce que ça donne sans bosser un peu, mais le résultat ne peut pas être une trajectoire rectiligne.
    Dernière modification par Amanuensis ; 14/03/2014 à 10h30.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  14. #13
    evrardo

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par Arzhur Voir le message
    Je ne vois pas encore ta PJ.
    Pourquoi tu me parles de Police Judiciaire ici?

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    J'avais bien compris que les 78 km venaient de là, mais cela suppose une trajectoire rectiligne dans le référentiel géocentrique. Mais on ne peut pas justifier une telle hypothèse, car les forces sur l'avion n'ont pas constamment une résultante nulle si rien n'est corrigée.
    Autrement dit mon schéma ne serait juste que dans un cas théorique où il n'y aurait pas de pesanteur.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  15. #14
    Amanuensis

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Pourquoi tu me parles de Police Judiciaire ici?
    Pièce Jointe.

    Autrement dit mon schéma ne serait juste que dans un cas théorique où il n'y aurait pas de pesanteur.
    Et des conditions atmosphériques indépendantes de l'altitude , mais cela devient bizarre de parler d'avion, alors, non?
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  16. #15
    Bluedeep

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par Arzhur Voir le message
    J'aimerais bien voir la tête du calcul, un avion de ligne c'est pas un missile qui suit une trajectoire rectiligne si on touche à rien.
    Et on a jamais vu non plus un missile partir sur une trajectoire tangentielle à la surface terrestre. Quoique en tirant depuis le milieu de l'océan ça doit être possible.

  17. #16
    Arzhur

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Et on a jamais vu non plus un missile partir sur une trajectoire tangentielle à la surface terrestre
    Je veux bien te croire, c'était surtout pour l'image (même en poussant très fort ça passe pas (pour faire une quasi-droite) ?)
    Dernière modification par Arzhur ; 14/03/2014 à 12h35.

  18. #17
    evrardo

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Pour conclure, un pilote d'avion, ou le pilote automatique, doivent continuellement corriger l'altitude de l'engin.
    Oui, je sais, je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  19. #18
    Moinsdewatt

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Bonjour à tous et à toutes,

    Lorsqu'un avion décolle puis atteint son altitude de croisière, est ce que sa trajectoire reste "automatiquement" parallèle au sol, ou est ce que le pilote doit effectuer des corrections pour éviter que l'avion finisse par sortir de l'atmosphère terrestre ?

    Merci pour vos explications.
    Vous vous posez de faux problémes.

    La trajectoire choisie n' est evidemment pas la ligne droite comme vous avez dessiné.
    J' ai pilote un planeur il y a 20 ans, et evidemment ce qui est cherché en régime de croisière c' est l' altitude constante.

    Un pilote se fout complètement de la ligne droite telle que dessinée.

    Arretez de vous faire des noeuds au cerveau.

    Et établir une vitesse de croisière à altitude constante est extrêmement facile. Que ça soit en petit avion ou avec un gros porteur.
    C 'est méme le plus facile du pilotage. Et même sans pilote automatique.
    Dernière modification par Moinsdewatt ; 15/03/2014 à 20h05.

  20. #19
    Moinsdewatt

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Pour conclure, un pilote d'avion, ou le pilote automatique, doivent continuellement corriger l'altitude de l'engin.
    Oui, je sais, je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps.
    Non, le pilote automatique marche en fonction de l' altitude, pas de la pseudo trajectoire rectiligne que vous avez dessiné et qui n' intéresse personne à part peut étre votre esprit légèrement tordu.

  21. #20
    evrardo

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par Moinsdewatt Voir le message
    La pseudo trajectoire rectiligne que vous avez dessiné et qui n' intéresse personne à part peut étre votre esprit légèrement tordu.
    Merci pour le compliment mais je n'ai jamais piloté d'avion. Si pour toi la question est stupide, elle ne l'est pas pour moi.

    Et je rappelle quand même la Charte du Forum:
    2 - La courtoisie est de rigueur sur ce forum


    Mais sans rancune hein! On a tous parfois de petits mouvements d'humeurs!
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  22. #21
    Mct92mct

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Bonjour, un avion suit en général (quand il n'est pas détourné)une courbe isoipse...
    Le contrôleur aérien lui donne un niveau par ex 350 ou 400 et il s'y tient grâce à un appareil automatiquement asservi à l'altimètre qui est en fait un appareil sensible aux équipressions.
    Les lignes équi-pression étant en général sensiblement parallèles au niveau de la mer, l'appareil à tendance lui aussi, à suivre la courbure de la terre grâce à une correction permanente du Pilote automatique (sauf quand celui ci fait défaut cf vol AIR France Rio Paris).
    Dernière modification par Mct92mct ; 17/03/2014 à 14h08.

  23. #22
    Arzhur

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Bonjour,

    En fait ça me tracasse aussi cette question.

    Si on reste dans le cas d'un avion "sans correction" c'est à dire : le pilote est au FL350 (par exemple) et à T0 il ne touche plus ni à son inclinaison ni à sa poussée...comment évolue l'avion ?

    Sur le "cours terme" je verrais bien (au doigt mouillé) l'avion prendre l'altitude qui lui donne l'équivalent vitesse qu'il avait à T0. En gros il va monter/descendre suivant les rafales de vents et les variations de masse volumique de l'air.

    Sur le "long terme" je vois moins bien :
    L'avion va perdre du poids, j'imagine donc qu'il va monter. J'imagine aussi que son centre de gravité va bouger...mais je ne vois pas l'effet.
    Si on part d'un avion de ligne classique (centrage avant je crois), vers où se déplace son centre de gravité au fur et à mesure du vol et quel effet ça a? Il pique ou il cabre plus ?

  24. #23
    evrardo

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par Arzhur Voir le message
    Bonjour,

    En fait ça me tracasse aussi cette question.
    Ah, pour ceux qui se moquaient de ma question initiale. Ce n'est pas si évident que ça, car tous les pilotes effectuent des corrections en vol pour rester à la bonne altitude. Mais s'ils ne faisaient pas de corrections? En prenant le cas, pour simplifier, que le vent est nul.
    Que se passerait il?
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  25. #24
    Amanuensis

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Dépend de l'emplacement du carburant, j'imagine.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  26. #25
    Arzhur

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Dépend de l'emplacement du carburant, j'imagine.
    Oui je pense bien aussi, si on part que la totalité est dans les ailes...est-ce que ça aide à savoir vers où se déplace le centre de gravité (et les conséquences de ce déplacement) ?


    ps : j'ai oublié de préciser que le pilote automatique aussi ne "touche" à aucune commande.

  27. #26
    Amanuensis

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Je ne suis pas spécialiste. En recherchant sur le web, je trouve là https://en.wikipedia.org/wiki/Center...%28aircraft%29 que, dans l'exemple, le fuel est plus arrière que les passagers, et j'imagine que les passagers sont en majorité à l'arrière.

    Si c'est correct, le centre de masse à zéro fuel (ZFCG dans leur jargon) doit être plus avant que le CG au décollage, et donc la consommation de fuel amène un couple à piquer.

    L'incidence plus faible va faire baisser la portance, mais le poids diminue en même temps. Du coup on ne peut pas conclure, cela dépend duquel effet est le plus important.

    [Par ailleurs, j'ai l'impression que sur les avions de ligne modernes, la stabilité en tangage est assurée par le PA. S'il n'agit plus, peut-être que l'instabilité est telle que l'avion va à la cata, par oscillations de plus en plus grandes par exemple...

    Cf., https://fr.wikipedia.org/wiki/Stabil...%28aviation%29 , "La tendance pour les avions commerciaux de conception moderne est de diminuer la stabilité longitudinale (stabilité longitudinale active), tout en donnant au pilote des efforts de commande artificiels comparables à ceux d'un avion normalement stable."]
    Dernière modification par Amanuensis ; 18/03/2014 à 05h14.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  28. #27
    Bluedeep

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par Arzhur Voir le message
    Si on reste dans le cas d'un avion "sans correction" c'est à dire : le pilote est au FL350 (par exemple) et à T0 il ne touche plus ni à son inclinaison ni à sa poussée...comment évolue l'avion ?
    Un avion sans correction correctement trimé (c'est à dire que les efforts sur les commandes ont été neutralisé via les trims) va rester en vol horizontal ..... un certain temps.
    Bon, sur les avions de lignes, de toute manière il n'y a pas de liaison directe vers les commandes, c'est le "FBW" (fly-by-wire : commandes de vol électriques) qui s'en charge. Mais par ailleurs il est intéressant aerodynamiquement de perdre un peu de stabilité; ce n'est pas génant pour le pilote, le FbW s'occupe de restituer la stabilité.

  29. #28
    evrardo

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Je vais poser ma question autrement:
    Du haut d'un immeuble de 40 m, je tire avec un fusil de science fiction ayant une portée de 1000 km.
    Est ce que la balle du fusil va rester parallèle au sol, donc avoir un trajectoire courbe. Ou est ce qu'elle restera parfaitement horizontale et dinira par sortir de l'atmosphère?
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  30. #29
    Bluedeep

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Je vais poser ma question autrement:
    Du haut d'un immeuble de 40 m, je tire avec un fusil de science fiction ayant une portée de 1000 km.
    Est ce que la balle du fusil va rester parallèle au sol, donc avoir un trajectoire courbe. Ou est ce qu'elle restera parfaitement horizontale et dinira par sortir de l'atmosphère?
    Ce n'est pas du la même question, donc pourquoi dire "Je vais poser ma question autrement" ?????

    Les deux sujets n'ont que peu de rapport : dans un cas, c'est la trajectoire balistique d'une balle de fusil dans l'autre le comportement en vol horizontal d'un avion en vol propulsé.

  31. #30
    Amanuensis

    Re : La trajectoire d'un avion suit elle automatiquement la courbure de la Terre?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Je vais poser ma question autrement:
    Du haut d'un immeuble de 40 m, je tire avec un fusil de science fiction ayant une portée de 1000 km.
    Est ce que la balle du fusil va rester parallèle au sol, donc avoir un trajectoire courbe. Ou est ce qu'elle restera parfaitement horizontale et dinira par sortir de l'atmosphère?
    En l'absence d'atmosphère, la balle suivra une orbite képlerienne. Elle aura une trajectoire non horizontale, courbée vers le sol (on suppose la vitesse initiale parfaitement horizontale), . Pour une vitesse max de balle de fusil (1 km/s disons), elle rencontrera le sol. Faut une vitesse supérieure à celle d'orbite circulaire (7 km/s) pour qu'elle sorte de la (non existante par hypothèse) atmosphère.
    Dernière modification par Amanuensis ; 18/03/2014 à 07h36.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

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