La polaire des vitesses
Introduction
Oui, nous en avons déjà parlé, mais il est trop fréquent encore d’entendre des pilotes décrire, sans les comprendre, leurs incidents de vols. Avec un minimum de connaissance, il est simple d’éviter le pire, de relever les mains avant le décrochage, ou de les baisser avant la fermeture.
Il est important de scinder en deux ce cours.
Une première partie qui dispense la théorie minimum pour prévenir les incidents de vols. En parapente, on ne dira pas ‘polaire des vitesses’, mais plages de vitesses. Et une deuxième partie, le mois prochain, réservée à ceux qui veulent comprendre les ‘à côtés’, savoir à quoi sert la polaire des vitesses et comment l’utiliser.
Première partie : connaître au moins le minimum
Il est important de connaître le comportement de votre aile aux différentes vitesses. Alors… petit rappel théorique :
Mais que faut-il savoir de plus ?
La vitesse max n’est que très rarement utilisée. D’une part à cause du risque de fermeture en turbulence et d’autre part parce qu’avec les mains hautes, les suspentes de freins ne sont pas tendues. Donc, on ne sent pas les réactions de l’aile. Le pilotage actif est donc difficile ou impossible.
Donc, dans la plus longue partie du vol, on volera à finesse max, c’est-à-dire les suspentes de freins à peine bridées. Vous retrouverez des sensations, votre stabilité en tangage sera meilleure et votre vitesse sera à peine diminuée.
Le taux de chute mini n’est pas forcément la vitesse à adopter lorsque vous volez en thermique. Car si d’un côté elle vous offre un meilleur taux de chute, d’un autre, vous perdez de la maniabilité.
Bien que les vitesses inférieures au taux de chute mini soient ‘peu recommandables’, il est bon de connaître les réactions de son aile aux basses vitesses.
Pour apprendre sans risque, il suffit de travailler en gonflage au sol. Les réactions sont moins vives, mais elles sont très semblables des réactions observables en l’air.
Jouez dans le vent avec les commandes basses. Portez votre attention sur les points durs qui précèdent les phases d’arrêts de vols. Mesurez le temps entre le point dur et le décrochage.
Lors de mon stage initiation, en… j’ai oublié, on disait déjà ‘VITESSE = SECURITE’. Aujourd’hui, c’est toujours d’actualité.
N’oubliez pas que lorsque vous ne comprenez plus ce qui se passe, il ne sert à rien d’enfoncer les deux mains à fond. Mettez-les simplement symétriques aux niveaux des épaules.
Note : ce conseil n’est valable que si vous volez avec une aile EN A/B access.
La finesse
La finesse c’est la distance horizontale que peut parcourir un parapente par rapport à la distance verticale.
Elle peut se calculer avec ces trois mesures.
Deuxième partie : la polaire des vitesses
Après une brève mise en matière, voici maintenant des explications plus précises sur la polaire. A quoi sert-elle, comment la calculer, que peut-on observer, pourquoi est-elle intéressante ?
Calculer sa polaire
Conditions de vols pour réaliser les mesures
En air calme, ça va sans dire… mais surtout sans vent. Les meilleures conditions étant souvent le matin de très bonne heure.
Deux méthodes différentes pour un même résultat
La vitesse verticale est mesurée avec un variomètre en m/s.
Pour la vitesse horizontale, il existe deux moyens de la mesurée.
La première avec un GPS et il n’y a aucun calcul à faire, puisque la vitesse mesurée est la vitesse ‘projetée’ sur le sol.
Enfin il faut tout de même faire les mesures avec la même unité. La vitesse verticale se mesure couramment en m/s, tandis que la vitesse horizontale se mesure en km/h.
Alors pour ceux qui ne savent pas et qui ne veulent pas se prendre la tête :
1 m/s = 3,6 km/h donc 8 m/s = 28,8 km/h
En revanche, pour ceux qui utilisent une sonde (anémomètre embarqué), les calculs, une fois les mesures prises, s’avèrent un peu plus compliqués.
La sonde mesure la vitesse sur trajectoire. Autrement dit la composante horizontale ET la composante verticale de la vitesse. La mesure que vous donne votre anémomètre n’est donc pas celle que vous donne votre GPS… Elle est supérieure (par vent nul évidemment).
Donc si vous mesurez la vitesse horizontale avec un GPS… pas de calcul nécessaire. Mais si vous mesurez la vitesse avec une sonde… Alors il faut ramener la vitesse sur trajectoire à une vitesse horizontale. Comme indiqué ci-après.
Mesures
Pour prendre des mesures, il faut des instruments. Un vario/GPS et idéalement un vario avec sonde de prise de vitesse déportée. Donc une sonde qui vous donne la vitesse sur trajectoire.
Comme indiqué plus haut, on choisira une période calme de la journée bien sûr.
Lors de l’enregistrement. Faites des mesures longues (au moins 30 secondes sans bouger la position des mains une fois la vitesse stabilisée). Partez de bras hauts, gardez 30 à 60 secondes, puis descendez de 10 cm. Gardez 30 à 60 secondes et ainsi de suite jusqu’au niveau du bassin. Pour aller chercher la vitesse de décrochage, je vous conseille de faire a au-dessus de l’eau.
Idéalement il faut faire plusieurs mesures au cours d’un même vol et dans des directions différents (2éme mesure à 180° de la première). Cela permet de pouvoir faire une moyenne des vitesses/sol GPS.
Mettez toutes ces mesures dans un tableur XLS.
Voici une polaire d’une voile EN-B que j’ai mesurée il y a quelques années. Et rassurez-vous, 8 de finesse, c’est bien pour une EN-B. Les constructeurs de parapente nous donnent souvent des mesures qu’on ne peut reproduire dans la réalité. Un peu comme la consommation des voitures.
Dessiner sa polaire
D’abord il faut faire les moyennes des mesures. Ecarter les mesures aberrantes et faire la moyenne des mesures restantes par régime de vol.
Ensuite, les reporter en m/s dans une feuille exel et en faire un graphique.
Une fois le graphique réalisé, il est important de regarder si la courbe est cohérente et au besoin, modifier les mesures.
Tableau des mesures
| Vhorizontale (km/h) | Vhorizontale (m/s) | Vverticale (m/s) | Finesse |
| 18 | 5,5 | -1.5 | 3.66 |
| 23 | 6.3 | -1.1 | 5.73 |
| 28 | 7.7 | -1 | 7.7 |
| 32 | 8.8 | -1.1 | 8 |
| 37 | 10.3 | -1.3 | 7.9 |
| 41 | 11.4 | -1.5 | 7.6 |
| 45 | 12.5 | -1.75 | 6.9 |
| 55 | 15.3 | -2.5 | 5.1 |
Evolution de la polaire des vitesses avec la charge alaire
La charge alaire est une mesure utilisée en aéronautique pour spécifier le rapport entre la masse au décollage de l’aéronef et la surface portante de sa voilure ou de son aile ; elle s’exprime en kg/m2.
Pour mieux imager la situation, vous prenez deux ailes identiques, mais avec des pilotes de poids différents. Que va-t-il se passer ? La théorie connue : la finesse reste la même, cependant, les vitesses augmentent (vitesse verticale et horizontale).
Une fois de plus, une belle image vaut mieux qu’un long discours.
On observe effectivement que la finesse reste la même. On voit aussi que la voile la plus chargée, en rouge, vole plus vite pour un même régime de vol que la voile la moins chargée. Les points de correspondances mesurés passent par les mêmes lignes de finesses. Mais on peut aussi observer une augmentation de la plage de vitesse pour le pilote le plus lourd.
Rappel sur la finesse air et la finesse sol
Un simple rappel, pour mieux comprendre ce qui suit. C’est une simple question de repères. Soit on se met à la place de la molécule d’air, soit on se met à la place de l’observateur immobile au sol.
La finesse-air varie uniquement en fonction de la vitesse de l’aile, tandis que la finesse-Sol varie non seulement en fonction de la vitesse de la voile, mais aussi et surtout en fonction de la direction et de la vitesse de l’air dans lequel on vole.
A quoi sert la polaire des vitesses en parapente
A réussir son brevet de pilote… Mais pas uniquement. La polaire nous permet de comprendre quel est le meilleur régime de vol il faut pratiquer en fonction de la masse d’air dans laquelle on se trouve.
5 cas différents :
- L’air est calme… On reste à finesse max
- La masse d’air monte, on va avoir tendance à freiner
- La masse d’air descend, on va avoir tendance à accélérer
- On vole vent de face, on va avoir tendance à accélérer
- On vole vent arrière, on va plutôt freiner
Voyons ça avec l’image ci-après
La meilleure finesse se situe là où la ligne de finesse tangente la polaire. Et on voit bien, en faisant évoluer la source (selon la l’origine de la masse d’air) que la position de la ligne de finesse change.
C’est donc à ça que sert la polaire des vitesses. On ne développera pas ici le McCready.
McCready et polaire des vitesses
Mais on peut en parler un peu.
Ce sont des tables établies à partir de la polaire d’un appareil et qui permettent de voler à la meilleure finesse en fonction du vent rencontré. Voici un lien vers une vidéo de Baptiste Lambert sur l’exploitation de la polaire en parapente. Une autre vidéo bien plus indigeste, mais intéressante pour qui aime les voix de robots : McCready en planeur
Conclusion
La polaire est utilisée (selon des tables) en planeur, car leurs performances sont bien supérieures aux nôtres. Mais cet instrument barbare peut nous servir à nous aussi, médiocres volants.
Pour comparer deux ailes, par exemple. Pour connaître la meilleure finesse de notre aile et le meilleur régime à utiliser pour l’exploiter.
Mais surtout, elle vous permettra de glaner quelques précieux points pour vos différents brevets.
En espérant avoir été le plus clair possible. Je reste à votre disposition à l’adresse suivante pour toute question : parapente360.com@gmail.com
Quelques liens vers d’autres articles Parapente360.com :
- Un lien vers les rafales en parapente
- Un lien vers les traînées en parapente
Bonjour, je tiens à vous remercier pour ce cours qui en étant débutant dans le parapente, m’apporte beaucoup par rapport à mes craintes et qui me donne plus de bases à mettre en œuvre, afin de pouvoir voler en toute « sérénité ».