Centrage et stabilité - Méthode de centrage


Par Robert FOURNIER - Canada

Note préliminaire: cet article a été rédigé avec des unités impériales (comme les violettes du même nom).
Pour les lecteurs européens, vous pouvez trouver une traduction de cet article avec des unités métriques dans le document Word téléchargeable ici.

Un très grand merci à Robert Fournier pour sa contribution.

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Le centrage par la méthode des pesées en quelques étapes faciles

Il faut d’abord réunir…

…des objets:


- une ou plusieurs balances (ayant une plage d’utilisation suffisante et donnant des résultats identiques) ;
- un niveau ;
- un ruban à mesurer ;
- un fil à plomb ;
- une craie ;
- une calculatrice ;
- des morceaux de bois (pouvant servir de tares, au besoin) ;
- du papier et un crayon ;
- un lieu à sol cimenté et de niveau ;
- un avion! (complet et prêt à voler).

…des données:

- le repère (appelé «datum» en anglais) recommandé par le concepteur ou le manufacturier;
NOTE: a défaut de recommandation, on emploiera comme repère le plan avant du moyeu de l’hélice ou la cloison pare-feu.
- l’endroit, sur l’avion, où placer le niveau (au niveau, l’avion est alors dans sa position normale de vol en palier) ;
- la contenance des réservoirs d’essence, en soustrayant l’essence inutilisable ;
- la masse totale autorisée («gross weight» en anglais) ;
- les limites avant et arrière de centrage, ces limites étant exprimées en tant que distances du repère;
NOTE: si les limites sont exprimées en pourcentage de la corde de l’aile, on peut les convertir à l’aide de cette formule: (P x C) + D dans laquelle:
P = pourcentage de la corde de l’aile définissant la limite ;
C = longueur de la corde de l’aile (distance du bord d’attaque au bord de fuite) ;
D = distance entre le repère et le bord d’attaque.




1ère étape: la préparation


- Placer l’avion dans le lieu choisi (approximativement de niveau) ;

- Mettre dans les réservoirs l’essence inutilisable et seulement celle-ci ;
NOTE: Cette quantité peut être évaluée différemment suivant que l’avion est au sol ou en position de vol. Normalement, une valeur acceptable est obtenue en laissant l’avion reposer sur ses roues, en mettant de l’essence dans les réservoirs et en drainant le surplus par le séparateur de sédiments («gascolator»).

- Sauf pour l’essence, l’avion doit être prêt à voler: quantité d’huile normale dans le moteur, batterie en place, toiles de protection et accessoires de blocage des gouvernes enlevées, etc. ;

- Appliquer le frein de stationnement, si disponible.




2ème étape: la mise de niveau


- mettre l’avion de niveau transversalement (le niveau est alors orienté dans le sens des ailes) en stationnant celui-ci à l’endroit approprié: si nécessaire, il suffit de tourner l’avion dans une autre direction pour compenser une petite dénivellation du terrain ;

- placer le niveau à l’endroit recommandé  et mettre soigneusement l’avion de niveau longitudinalement (le niveau est alors orienté dans le sens du fuselage). A cet effet, deux méthodes peuvent être employées, suivant qu’il s’agit d’un avion à train classique ou tricycle.

Avion à roulette de queue:
On place une caisse sous la roulette et, au besoin, des cales sous la caisse ;
NOTE: on peut aussi placer les cales entre la roulette et la caisse mais il faudra en tenir compte, en tant que tares, au moment de la pesée (c’est-à-dire qu’il faudra soustraire leur poids).

Avion tricycle:
On place des feuilles de contreplaqué sous la roue de nez ou on dégonfle un peu le pneu jusqu'à obtenir le niveau (on peut aussi placer des feuilles de contreplaqué sous le train principal).
NOTE: la caisse ou les feuilles de contreplaqué doivent être assez grandes pour recevoir les balances sans débordement.




3ème étape: le marquage et la mesure des stations


- Avec la craie et le fil à plomb, on marque sur le sol la position du repère, la position des roues et la position de chacune des stations dans le sens longitudinal (sens du fuselage). Les stations correspondent à tous les lieux où un changement de poids est susceptible de survenir (fréquemment ou rarement): hélice, tableau de bord, réservoirs d’essence, sièges du pilote et des passagers, soute à bagages, etc. Même si toutes les données ne servent pas dans l’immédiat, on peut créer des stations qui seront autant «d’outils de travail» dans le futur ;

- On mesure ensuite la distance entre le repère et la position des roues ainsi qu’entre le repère et chacune des stations.



4ème étape: la pesée

Avec trois balances (de même épaisseur):
Placer les balances sous les roues et noter les poids.

Avec une seule balance:
Insérer la balance sous une roue et des cales de même épaisseur que la balance sous les deux autres roues, pour que l'avion reste parfaitement horizontal. Changer de roue et noter les poids à mesure.



5ème étape: le calcul des poids et centrages


Le but de cette étape est d’examiner différents «scénarios» concernant l’avion en exploitation. Pour chacun des scénarios, on vérifie si le poids et le centrage (position du centre de gravité) sont acceptables.

Les scénarios sont choisis en fonction de situations réalistes permettant d’explorer à la fois les conditions normales et les conditions extrêmes de chargement.

NOTE: il est souhaitable de s’intéresser particulièrement à l’effet du chargement vis-à-vis des stations dont les valeurs s’éloignent le plus du CG normal. Par exemple, ce peut être le cas d’une soute à bagages située derrière le cockpit.

On calcule d’abord le poids et le moment de l’avion à vide. Ces données vont simplifier les calculs subséquents.


On calcule ensuite le poids et la position du centre de gravité suivant les différents scénarios. On vérifie, pour chacun, si le poids et le centrage sont acceptables. Ces scénarios sont établis en fonction de l’exploitation prévue de l’avion et de situations fortuites possibles (ex.: panne d’essence).


Calcul de la position du centre de gravité:

Moment total F poids total

A la suite de ces calculs on peut donc vérifier si le poids total est inférieur ou égal au poids total autorisé, et si le centre de gravité est situé entre les limites avant et arrière.


Exemple de calculs


Données (il s’agit d’un avion ultra-léger monoplace à train classique):

Mesures (en pouces):
- pare-feu = repère
- train principal = 25
- siège du pilote = 42
- réservoirs d’essence = 45
- soute à bagages = 78
- roulette de queue = 180
Limite avant de centrage = 35
Limite arrière de centrage = 39

Poids total autorisé = 650 livres
Essence utilisable = 9 gallons impériaux
Pesée (en livres):
- roue droite = 176
- roue gauche = 174
- roulette = 26

Poids et moments de l’avion à vide:







Scénarios:

Avec pilote et 1 gallon d’essence:

_ _ _ _

Avec pilote et plein d’essence:


_ _ _ _


Avec pilote, plein d’essence et 20 livres de bagage



En conséquence:


On calcule le poids maximal des bagages en formulant une équation à une inconnue, à partir des données du scénario «pilote et plein d’essence»: (23405 + 78x) / (609 + x) = 39
Après avoir résolu, on obtient: x = 8,87

Donc, dans ces conditions, il est possible d’emporter 8,87 livres de bagages. Vérification:




Origine de l’article: proposition de Robert FOURNIER par l'intermédiaire de Paul PONTOIS
Auteur: Robert FOURNIER - Canada (juin 2001) 
Mise en ligne: Thibaut CAMMERMANS

Pour toute question, correctif, mise au point, ajout: contacter l'auteur (fourniro@gmail.com).


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