Carnet d'un Passionné de Simulation de Vol

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Exploration du cockpit d'un avion de ligne 6.7 Procédures d'atterrissage

L’avion continue de descendre le long du glide path, et le pilote continue de surveiller l’état du système de pilotage automatique AFDS. Lorsque l’altitude radio RA atteint 500 pieds, le copilote énonce la valeur actuelle : “500, Vref+5, Sink 700”.

Ici, “500” désigne 500 pieds AFE (Au-dessus de l’altitude du terrain, Above Field Elevation). Hors des zones densément peuplées, l’altitude de sécurité minimale (Minimum Safe Altitudes) est fixée à 500 pieds, c’est pourquoi cette altitude de 500 pieds est un indicateur très important. “Vref+5” signifie que la vitesse actuelle est égale à la vitesse de référence pour les volets à 30 degrés, plus 5 nœuds. Concernant le réglage de Vref, des explications ont été fournies dans la section 5.2 Briefing d’approche. “Sink 700” indique que le taux de descente vertical actuel est de 700 pieds par minute. En dessous de 1000 pieds AFE, la réglementation exige que le taux de descente de l’avion soit inférieur à 1000 pieds par minute, la valeur actuelle de 700 est donc correcte.

Après 400 pieds, le trim de l’empennage horizontal de l’avion commence à tourner automatiquement vers l’arrière. Bien que l’altitude et l’assiette de l’avion restent inchangées, le système de pilotage automatique commence déjà à préparer l’arrondi avant l’atterrissage.

Ensuite, l’avion s’approche progressivement de l’altitude de décision DA, le copilote annonce : “Approaching Minimum”, le commandant de bord répond “Checked”. Immédiatement après, l’avion atteint l’altitude de décision, le copilote annonce : “Minimum”, Si la visibilité est bonne à ce moment, le commandant de bord annonce “Landing”, ce qui indique que l’avion va continuer la procédure de roulage à l’atterrissage. Photo ci-dessus de la piste vue du cockpit à une altitude DA de 220.

Si le pilote ne distingue toujours pas la piste à l’altitude de décision, le commandant de bord annonce “Go Around”, l’équipage doit immédiatement exécuter la procédure de remise des gaz présentée dans la section précédente.

En prenant l'exemple de l'approche ILS de la piste 34L de l'aéroport international de Tokyo (RJTT) illustrée ci-dessus, les standards de catégorie I exigent une altitude de décision DA (DA) d'au moins 220 pieds et une portée visuelle de piste RVR d'au moins 550 pieds (550 mètres) ; les standards de catégorie II exigent une altitude de décision DA (DA) d'au moins 120 pieds et une portée visuelle de piste RVR d'au moins 350 pieds (350 mètres). Les pistes, les compagnies aériennes et les avions certifiés pour la catégorie II nécessitent des capacités de maintenance et des exigences plus strictes que pour la catégorie I, et les pilotes doivent également posséder les qualifications correspondantes pour effectuer une atterrissage aux instruments de catégorie II.

Conformément à la procédure d’atterrissage, le pilote doit généralement déconnecter le pilote automatique et piloter manuellement l’avion, mais il n’y a pas de norme stricte concernant à quelle hauteur ou à quelle phase commencer, cela dépend souvent des préférences et des habitudes du pilote. Les documents en ma possession expliquent ceci (en prenant l’exemple du Boeing 737-500) : à une hauteur de “DA moins 50”, soit avant 170 pieds dans l’exemple de Tokyo, le pilote doit déconnecter la poussée automatique et le pilote automatique, et exécuter l’atterrissage manuellement.

Photo ci-dessus : Emplacement des manettes de poussée et de l'interrupteur de déconnexion de la poussée automatique. Bouton indiqué par la flèche en haut à gauche sur la photo ci-dessus : Interrupteur de déconnexion du pilote automatique (autopilot disengage).

Lorsque l’altitude radio RA atteint 100 pieds, le système d’alarme de proximité du sol (GPWS, Ground Proximity Warning System), couplé à l’altimètre radio, émet automatiquement une alerte sonore électronique, annonçant l’altitude actuelle : “One Hundred” “Fifty” “Forty” “Thirty” “Twenty” “Ten”

La hauteur de l’avion lorsqu’il franchit le seuil de piste (runway threshold) doit être de 50 pieds RA, avant cela, l’avion doit maintenir un angle de planage de 3 degrés constant. Après 50 pieds, la manœuvre d’arrondi commence, le taux de descente de l’avion diminue progressivement, L’arrondi (Flare) de l’avion commence lorsque le train d’atterrissage est à 15 pieds du sol, L’assiette de l’avion atteint un cabré de 3 degrés, ce qui permet d’atteindre le taux de descente cible de 150 pieds/minute au toucher des roues (touch down). Le pilote doit simultanément réduire la poussée des moteurs progressivement et en douceur pendant l’arrondi, de sorte que la poussée soit exactement au régime ralenti (Idle) au moment où l’avion touche le sol.

Les pilotes ayant de l’expérience sur de petits avions à hélice pourraient se demander : Commencer l’arrondi à 15 pieds de hauteur et atteindre 3 degrés d’assiette, puis réduire la poussée seulement après l’arrondi, l’avion ne va-t-il pas “ballooner” (s’élever à cause de l’effet de sol) ? Pour l’atterrissage d’un petit avion, il faut généralement réduire la poussée en premier, et le pilote ne tire sur le manche que lorsqu’il ressent que l’avion commence à descendre. Mais pour un avion de ligne, la masse est beaucoup plus élevée que celle d’un petit avion, donc l’inertie est beaucoup plus grande, si l’on utilise la même méthode de pilotage que pour un petit avion, on percutera violemment le sol, ce que l’on appelle un “atterrissage dur” (hard landing).

Par conséquent, les pilotes de ligne peuvent réaliser un atterrissage sûr en suivant simplement les 3 étapes ci-dessus :

  1. Arrondir à 15 pieds au-dessus de la piste
  2. Cabrer à une assiette de 3 degrés
  3. Ramener les manettes de poussée au ralenti

Bien sûr, il est facile de dire ces choses sur papier, mais le pilotage réel est beaucoup plus difficile, sans beaucoup d’entraînement difficile et d’expérience de vol réelle, il est impossible de réaliser un atterrissage parfait.

Après le contact du train principal, on peut entendre le bruit de friction des pneus sur le sol, et la cellule tremble légèrement en raison du contact avec la piste. Le commandant de bord pousse doucement le manche vers l’avant pour amener la roulette de nez sur la piste, puis utilise le palonnier gauche et droit pour contrôler l’avion afin qu’il continue à rouler le long de la ligne centrale de la piste. Au moment où les pneus touchent le sol, la collision violente avec le sol génère une grande quantité de chaleur de friction, usant la surface des pneus, c’est pourquoi au moment de l’atterrissage, on peut souvent voir de la fumée bleue s’échapper sous le train d’atterrissage, laissant de longues traces noires de brûlure des pneus sur la piste. (Photo ci-dessus prise à l’aéroport international d’Osaka Kansai)

Une fois le train d’atterrissage principal au sol, dès que deux des pneus (gauche ou droit) commencent à tourner, la manette des aérofreins (Speedbrake Lever) se déplace automatiquement vers l’arrière jusqu’à la position UP,

En même temps, les aérofreins (également appelés spoilers de vol, flight spoilers, zone n°10 dans l’image ci-dessous) situés près du fuselage sur l’aile s’ouvrent automatiquement. Ensuite, le poids de l’avion pèse sur les pneus, le capteur de sécurité sol/air (air ground safety sensor) installé sur les jambes de train détecte l’état au sol en fonction de la compression de l’amortisseur oléo-pneumatique (Oleo Strut), le système ouvre alors automatiquement les aérofreins situés près de l’extrémité de l’aile (spoilers au sol, zone n°9 dans l’image ci-dessus). Les aérofreins permettent d’augmenter la traînée aérodynamique, réduisant ainsi la vitesse et la portance de l’avion. Les aérofreins d’un Boeing 777 (photo prise à l’aéroport international de Pékin Capitale) : Les aérofreins d’un Airbus A320 (photo prise à l’aéroport international de Tokyo Haneda) : On peut aussi voir sur les photos ci-dessus que les volets sont en position 35 degrés.

Si une anomalie nécessitant une remise des gaz se produit après l’atterrissage, dès que les manettes de poussée des moteurs sont poussées vers l’avant, la manette des aérofreins se déplace automatiquement en position Down, les aérofreins sont donc rétractés et n’entravent pas la remise des gaz.

Ensuite, le freinage automatique de l’avion entre en action, en fonction du cran préréglé lors du briefing d’approche, les tambours de frein des roues principales utilisent la friction pour réduire la vitesse de rotation des roues, assurant ainsi le freinage. Il faut noter que si le pilote appuie accidentellement sur les freins du palonnier, le freinage automatique est immédiatement désactivé.

Une fois que le pilote a vérifié que la manette des aérofreins est bien en position UP (ouverte) et que le freinage automatique fonctionne correctement, il peut déployer l’inversion de poussée des moteurs. L’inversion de poussée vise à réduire la vitesse de l’avion, à raccourcir la distance de roulage, à réduire l’usure des composants de freinage et à diminuer le temps passé sur la piste. Par conséquent, si la piste est suffisamment longue, la météo assez bonne et le trafic faible, l’inversion de poussée n’est pas indispensable.

Le terme “Inversion de poussée” (aussi appelée Reverse Thrust) est facile à mal comprendre, car au sens littéral, il s’agirait d’un fonctionnement où le moteur tourne en sens inverse, expulsant l’air de l’arrière vers l’avant pour ralentir. En réalité, l’inversion de poussée consiste à dévier le jet d’air vers l’avant pour atteindre l’objectif de ralentissement. En raison de la conception des moteurs à réaction, ils ne peuvent pas tourner en sens inverse, c’est pourquoi il faut utiliser un inverseur de poussée pour dévier le jet d’air expulsé vers l’avant. Lorsque l’inverseur de poussée est ouvert sur un turboréacteur à double flux, le moteur fonctionne en principe toujours en poussée avant, mais comme la majeure partie de la poussée d’un turboréacteur à double flux provient de la soufflante (fan), en particulier pour les moteurs à haut taux de dilution, environ 70 % de la poussée provenant de la soufflante, la traînée générée par le flux d’air inversé reste supérieure à la poussée de la turbine, atteignant ainsi l’objectif de ralentissement.

Les passagers peuvent entendre le bruit des moteurs augmenter à nouveau après l’atterrissage, ce bruit est celui de l’inversion de poussée.

Regardons maintenant des photos de moteurs avec l’inversion de poussée activée, Cette photo a été prise à l’aéroport de Chūbu Centrair (Nagoya), l’avion est un Airbus A340 de Cathay Pacific, le modèle du moteur est CFM56-5C4, doté d’un inverseur de poussée de type pétale. Lorsque l’inverseur de poussée est activé, les aubes déflectrices s’ouvrent, déviant l’air de la canalisation vers l’extérieur et créant une poussée inverse.

Regardons un autre inverseur de poussée de forme différente. C’est un Boeing 737-800 que j’ai photographié à l’aéroport d’Hiroshima, son modèle de moteur est CFM56-7B24, doté d’un inverseur de poussée de type à cibles (ou portemanteau). Lorsque l’inverseur de poussée est activé, le manchon coulisse vers l’arrière, déviant l’air de la canalisation vers l’extérieur et créant une poussée inverse.

La manette d’inversion de poussée se trouve devant les manettes de poussée, sa forme est pratiquement identique à celle des manettes de poussée, mais elle est d’une taille plus petite, Pic_1.JPG Pour l’utiliser, il faut soulever la manette d’inversion de poussée jusqu’à la position de verrouillage et la maintenir brièvement, jusqu’au déverrouillage. Ensuite, utiliser l’inversion de poussée selon les besoins.

Lorsque la vitesse de l’avion tombe à 60 nœuds, le copilote annonce “60 Nœuds”, le commandant de bord commence alors à baisser la manette d’inversion de poussée, avant que la vitesse n’atteigne la vitesse de taxiage, il ramène doucement la manette à la position de ralenti inversion. Une fois que les moteurs ont atteint le ralenti inversion, il continue à baisser complètement la manette d’inversion de poussée.

Ensuite, avant la vitesse de taxiage (en dessous de 10 nœuds), appuyez doucement sur les freins situés devant les pédales pour désactiver l’armement du freinage automatique, puis utilisez le freinage manuel selon les besoins pour contrôler la vitesse de roulage de l’avion. L’action de désactiver le freinage automatique est facile à dire, mais très difficile à réaliser, le timing et la force doivent être maîtrisés avec beaucoup de maturité, si l’on appuie trop fort, l’avion freinera brutalement, paniquant ou blessant les passagers, si l’on appuie trop doucement, le freinage automatique peut ne pas se désactiver, l’avion étant bloqué par le système de freinage automatique et s’arrêtant sur la piste. Ces situations doivent être évitées à tout prix.

Fin

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2017/10/14 Copions une explication sur l’A320 tirée de 承擔壓力與責任 (Note du traducteur : texte original conservé en chinois dans la citation suivante, la traduction française suit le bloc de citation si nécessaire, mais ici je vais traduire le contenu pour la cohérence du texte français).

「空中巴士在正常情形下的降落模式,不再幫機師做自動配平的工作。」華勒斯說,「這也是容易混淆新手的原因。」在爬升、巡航、下降的過程中,飛行電腦都可以幫機師做自動配平的工作,讓機師的操縱更簡單省力,但是在飛機下降通過50呎高度的時候,飛行電腦會轉換成降落模式,不僅不再幫機師做自動配平,不僅如此,通過30呎高度後,還會強制飛機的水平安定舵往下轉,這會造成機頭會往下,而機師要做的就是將操縱桿往後扳去抵銷機頭下降的力量,讓飛機操控起來和傳統飛機一樣。「操控的技巧和傳統飛機一樣,」華勒斯解釋,「此時飛機完全操控在機師手上,飛行電腦不再予以輔助。」

因此在平漂的階段,若是發生太早而飛機掛在空中時,要做的是把操縱桿鬆開或放一點,因為飛機已經有一個水平安定面往下的動作,機頭自然會往下;若是將操縱桿往下推,會造成飛機的下降率過大,在低高度的時候會很危險,因為操縱桿需要往後扳的更大,才能減少下降率。

空中巴士的飛機最不適合新手來飛,因為這是線傳操控的飛機,飛行員在側向操縱桿上得不到飛機最真實的反應,於是儀表掃描的速度變得非常重要。特別是在風大的時候,飛機常常被吹偏,如果是儀表掃描速度不夠快,會來不及做反應。「飛機已經偏了才去修正,往往都太遲,」華勒斯解釋道,「因為線傳操控的飛機需要一點時間反應,讓電子訊號傳到液壓系統,然後控制面才會移動。」不像傳統小飛機,依靠鋼纜去拉動控制面,可以立即達到修正的效果。

新手飛行員的儀表掃瞄速度比較慢,太慢修正的結果,會造成飛機一直在不正常的下滑道上,飛機忽高忽低、左右偏移很容易造成不穩定進場;或是在低高度時,為了要追回正常下滑道,用過大的下降率修正;或是為了怕重落地,反而太早平漂,讓飛機在低空停滯,下降率減為零,直到速度掉了動能少了,才變成自由落體般的掉下來。

「A good landing comes from a good approach!」華勒斯說,「是以前一個資深機長分享的飛行訣竅。」這句話一點都沒錯,一般乘客只能感受到降落的瞬間,主輪接觸跑道的力道去評斷機師的技術,但只有全程坐在駕駛艙內的機師可以知道整趟到底是不是一個好的進場。