1.7 Vol thermique de plaine : centrer le thermique comme Helmut Reichmann

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Toute règle de centrage présente l'inconvénient d'être un peu rigide à la lumière d'une situation changeante. Les recettes devraient donc être considérées comme techniques de base à affiner dans le monde réel en fonction de facteurs tels que la turbulence, la chaleur, la force du thermique... Ils serviront cependant comme base complémentaire pour la pratique : ''visualiser spatialement les thermiques"

Helmut Reichmann

Le théorème
En général, si nous souhaitons le minimum de perte de temps et avec la meilleure chance de trouver le meilleur taux : la méthode (appelée méthode du “3/4 de tour” par les parapentistes) est universellement appliquée par tout ceux qui planent, libéristes,et oiseaux !

  1. serrez la spirale (environ 30 à 50 °) quand le taux de grimpe diminue.
  2. élargir quand le taux de grimpe s’améliore.
  3. dès que la montée est régulière conservez une cadence constante (inclinaison 25-30°)
  4. à mesure que la montée s’améliore : aplatir la spirale (environ 15-20°)>>HR

En cerclant dans un volume en mouvement permanent, le pilote doit faire varier le rayon de sa spirale.

Suivant l’altitude, les thermiques changent de dimension : la bulle est étroite, la colonne plus large et le planeur devra toujours spiraler serré dans la bulle et progressivement élargir dans la colonne. 

Les thermiques changent aussi au cours de la journée :

  • de caractère : la bulle est souvent turbulente, le thermique formé est plus calme.
  • de forme : le le noyau bouge plus dans la bulle que dans la colonne.
  • l’aérologie varie : l’instabilité, la force de la brise, le vent…

1.7.1 Le rayon de la spirale : inclinaison, taux de chute et Vz

Pour optimiser sa Vz le pilote adapte le rayon de spirale à la largeur et au gradient de la bulle :

  • A faible inclinaison le facteur de charge augmente peu, seulement : 1,06 à 20° d’inclinaison. (fig.1) Le poids apparent du planeur est encore faible, la profondeur seule suffit à controler l’assiette en cerclant à faible taux de chute mais s’il ne serre pas assez le noyau le taux de grimpe sera mauvais.
  • S’il serre trop la spirale son taux de chute le pénalisera : plus le planeur s’incline plus le poids apparent augmente : à 45° il est multiplié par… 1,41 (fig.2) ainsi un planeur de 1 k/gr à un poids apparent de 1400gr en spirale à 45° et de 2kg à 60° !
fig 7-1
fig.1
fig 7-2
fig.2
  • Spiraler serré prés du noyau dans une bonne Vz ou large loin du noyau dans une Vz plus faible ?
    La question se pose surtout dans la pétole ou l’hiver dans les Vz juste positive il faut trouver le bon compromis :

On gère au mieux -tout au long de la pompe- deux situations contradictoires : voler près du centre avec une bonne Vz, forte inclinaison, taux de chute important et voler loin du centre avec faible Vz, faible inclinaison, taux de chute faible. Le point d’équilibre entre ces deux situations dépend beaucoup de l'aérologie, du type de planeur et de sa charge alaire (ballastage).

Robert S

1.7.2. Cadencer dans peu de vent (<10km/h)

La spirales sans vent sont presque rondes : le noyau bouge peu, le flux ascendant régulier, son gradient horizontal de portance modéré est presque symétrique.
Le planeur évolue à faible inclinaison et le ressenti est facile.
Cependant spiraler immédiatement en entrant dans la bulle afin de grimper tranquillement dans des cercles réguliers n’est pas suffisant, il est nécessaire de rechercher régulièrement les meilleures conditions de montée en suivant la bulle.

  • À faible inclinaison, Il est facile de centrer en conjuguant les 3 axes à vitesse régulière dans une bulle qui dérive lentement : un peu de direction dans le sens de la spirale, peu ou pas de contre aux ailerons et un léger soutien à la profondeurs suffiront avec quelques petites corrections pour cadencer.
    La fréquence des recentrages est proportionnelle au diamètre de la bulle et à un différentiel de portance quasi-symétrique : prés du sol la périodicité est d’abord courte en spiralant serré dans une bulle étroite à fort différentiel de portance. Plus haut la périodicité s’allonge, la spirale s’élargit à mesure que la bulle augmente de volume et que le différentiel s’aplatit.
  • Le ressenti guide la cadence selon la forme du gradient horizontal perçu. Dans la turbulence le noyau bouge beaucoup plus dans la bulle près du sol que plus haut dans la colonne formée.

1.7.2. Cadencer dans plus de vent (>15km/h)

Attention ce passage est sujet à controverse, il n’exprime que le ressenti de son auteur et l’observation des milans du coussoul 

  • L’appréciation visuelle de la vitesse en thermique couché :
    Vue du sol par son pilote immobile, l’appréciation de la vitesse du planeur est faussée.
    D’une part ”l’effet de parallaxe” est trompeur en suivant l’angle sous lequel on voit le planeur (de face, de profil, etc…).
    D’autre part si on se fie trop à la vitesse/sol  le planeur semble freiné face au vent puis accélérer vent de dos alors qu’il est sensé spiraler à vitesse-air régulière dans une masse d’air qui dérive !
    La tendance à voler trop lentement en vent arrière vient de là, alors que le planeur devrait voler à vitesse de manœuvrabilité optimale pour répondre dans la turbulence qui le freine.  Le contrôle de l’assiette est donc primordial car si le planeur lève le nez la sanction est immédiate, la spirale glissera vers la dé-gueulante la pluspart du temps sous le vent du thermique !
    Dans le vent la mayonnaise s’accélère, il faut être réactif au manche et anticiper pour épouser la forme changeante de la bulle sans se faire éjecter ; le ressenti permet au pilote de dessiner son ”image mentale du thermique” pour anticiper la cadence en tenant compte des temps de réaction cumulés pilote et planeur.
  • Le gradient horizontal de portance ressenti est abrupt prés du noyau : le noyau est alors beaucoup plus fort que sa périphérie, plus le gradient horizontal de portance est abrupt plus il faudra serrer la spirale.
  • Le noyau bouge beaucoup, il fait varier la forme du gradient en permanence.
  • Le gradient ressenti est dissymétrique (fig.3), conjugué à la turbulence il repousse la plus-part du temps le planeur sous le vent du thermique dans la zone de forte dé-gueulante. (voir paragraphe 1.4.2) Le centrage conduira à ovaliser la spirale  pour ne pas se laisser entraîner.

,

Serrer la spirale pendant le 1/2 tour sous-le-vent au plus prés du noyau puis élargir au-vent

HR
fig.3

Vent 20 à 30 km/h : 
Le gradient horizontal de portance est abrupt, le noyau ovale semble se régénérer au vent, la spirale ”glisse” systématiquement sous-le-vent du thermique ou la zone de friction turbulente entre l’ascendance et la grosse dé-gueulante est à éviter !

  • Toutefois le schéma n’est pas figée car le noyau se déplace et peut même inverser la pente du gradient, et lorsque le pilote a trop élargi face au vent il devra allonger la branche vent de dos pour ne pas sortir devant la bulle!
  • Le gradient ressenti s’aplanit avec l’altitude à mesure que la bulle s’organise et s’élargit, il est toujours plus facile de cadencer une colonne thermique large qu’une bulle.

1.7.3.1 Pilotage

  • En ovalisant la spirale selon la force du vent et la forme du thermique, le rayon de virage et la vitesse varient sur un même tour : face au vent le planeur élargit sa spirale à…30° d’inclinaison puis vent de dos (il dérive vite) , il doit serrer à…50° en adaptant sa vitesse aux variations rythmées du rayon de virage : lentement vent de face, plus vite vent de dos.
  • La cadence est rythmée (fig 4)
    • Vent-de-dos : il incline et serre le virage (augmente la cadence) avec un bref ordre à cabrer pour rebondir à forte inclinaison (à 45° d’inclinaison la direction devient à 50% profondeur et la profondeur à 50% direction). L’effet de rebond recherché sera amélioré par les snap-flaps ou volets dynamiques.
    • Face au vent : le pilote rend la main en élargissant avec moins d’inclinaison. (diminue la cadence).
      Le tout en contrôlant l’inclinaison aux ailerons (à contre) et sans tomber dans le sur-pilotage qui se paye pendant la phase vent-arrière de la spirale : trop de direction demanderait beaucoup de contre aux ailerons pour empêcher l’aile intérieure de plonger, pas assez de direction élargit la spirale sous-le-vent de la bulle.

Dans le meilleur des cas, le bref ‘’pompage’’ (*) de la profondeur pendant la partie vent-de-dos est accompagné par la direction proportionnellement à l’inclinaison du planeur mais on peut s’autoriser quelques approximations tant que le planeur reste collé au noyau ; on pourra ensuite lisser la spirale dès que le thermique s’élargit.

 

fig 7-4

fig.4  Dessin animé : tout bouge à chaque tour : le centre de spirale, les rayons et angles d’inclinaison suivent les mouvements du noyau. (Pilotage en mode 1)

  • Le rythme des changements de cadence est proportionnel à la largeur de la bulle et à son gradient : rapide et fréquent à forte inclinaison prés du sol dans une bulle étroite, elle sera progressivement plus coulée dès que la spirale peut être élargie…sans oublier que rien n’est jamais figé en aérologie ou toute règle doit être assez souple pour s’adapter à chaque situation.
  • Deux façons de cadencer la spirale sur l’axe de tangage en pilotage 3 axes :

Cadencer à cambrure constante
Dérive + Profondeur + contre aux ailerons. (fig.5)

Pendant la partie vent arrière de la spirale (B) la Vz faiblit, le pilote serre la spirale brièvement en pompant au manche au rythme de l’inclinaison : il augmente la cadence.
Puis rend la main face au vent (A) pour élargir dans la bonne Vz : il diminue la cadence.

Cadencer à cambrure variable 
Dérive + Profondeur + Courbure avec les snap-flaps ou volets dynamique en pilotage 4 axes + contre aux ailerons. (fig.6)
L’aide des snap-flaps améliore l’effet de rebond, les variations de vitesse sont atténuées : ça simplifie le pilotage pour serrer la partie sous-le-vent de la spirale.(*)
Sous-le-vent de la spirale (B), Vz diminue, les snap-flaps (mixage profondeur>cambrure) augmentent l’effet de rebond recherché pour serrer brièvement la spirale au plus prés du noyau.

fig.5
fig.6

(*) Pendant le bref pompage le planeur est souvent incliné à plus de 45°, le facteur de charge augmente vite (multiplié par 1,41 à 45°) : à vitesse constante plus on serre la spirale, plus il faut cambrer le profil pour éviter le décrochage.

  • Le pilotage 4 axes (initié par Helmut Quabeck dans les années… 1990), permet de doser l’effet de rebond. Pour utiliser cette technique il faut assigner la courbure au manche de gaz… et se donner le temps d’apprivoiser la méthode.
  • Le meilleur des variomètre ne remplacera jamais les signes envoiyés par le planeur et le ressenti de pilotage mais il peut les compléter.
    Dans le vent en basse couche il est rare d’aligner deux tours de spirale identiques car le noyau bouge beaucoup ; il est plus aisé de spiraler à proximité qu’à distance où le ressenti s’estompe et quand il faut être très réactif , l’aide du variomètre le complète efficacement à condition de tenir compte d’un retard d’information de plus d’1/4 de tour en spirale serrée.

1.7.4. Mais dans quelle direction devons nous spiraler ?

  • Dans la colonne thermique la rotation antihoraire du thermique est anecdotique

Une partie des mythes les plus intéressants sur les thermiques sont concernées par la direction de rotation. Évidemment, ce serait avantageux de schématiser la rotation des thermiques dans le sens antihoraire puisque cela permettrait de réduire la vitesse et la force centrifuge d'une spirale serrée comme cela peut s'observer surtout dans basses couches. La plupart du temps le choix de la direction qui conduira au meilleur taux de grimpe possible dépendra de notre première manœuvre de centrage réelle et ceux qui ont un ''bon côté'' défini en spirale et qui ne veulent pas spiraler dans l'autre sens se privent souvent de la possibilité de centrer immédiatement la meilleure portance

HR
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