Altimètre Altimètre Baromètre Baromètre

1. L’altimètre nécessite une pression atmosphérique standard comme référence

Le principe de l’altimètre barométrique est de mesurer la pression atmosphérique et de convertir cette pression en une échelle d’altitude. Cependant, la relation entre la pression atmosphérique et l’altitude n’est pas simple à exprimer par une formule. Par exemple, plus on est près du sol, plus la densité de l’air est grande ; plus on est haut, plus la densité de l’air est faible. De plus, à une même pression atmosphérique, les changements de température ont une influence significative sur l’altitude. Par conséquent, il est impossible d’obtenir une valeur d’altitude fiable à partir de la seule lecture de la pression.

La solution à ce problème consiste à définir des conditions météorologiques spécifiques, à savoir l’atmosphère standard. Dans ces conditions, la relation entre l’altitude et la pression/température peut être modélisée par une distribution moyenne approximative.

En comprenant ce problème relatif à l’atmosphère standard, on peut expliquer pourquoi beaucoup de gens sur Internet doutent de la précision des baromètres ou des altimètres.

La définition de l’atmosphère standard est la suivante :

1. Conditions de température Au niveau de la mer, la température est de 15 degrés. En dessous de 11000 mètres, la température diminue de 6,5 degrés pour chaque augmentation de 1000 mètres. Au-dessus de 11000 mètres, la température reste constante à -56,5 degrés.
2. Conditions de pression La pression au niveau de la mer est d’une atmosphère, soit 29,92 pouces de mercure (inHg), 1013,2 hPa.
3. Conditions d’accélération gravitationnelle À la latitude 45 degrés, g = 9,8 m/s^2.
4. Composition de l’air L’air ne contient pas de vapeur d’eau.

Dans l’atmosphère standard, on obtient les relations de conversion suivantes entre altitude, pression et température :

Pour simplifier, retenez simplement que « pour chaque augmentation de 1000 pieds d'altitude, la pression atmosphérique diminue de 1 pouce de mercure, et la température diminue de 2 degrés Celsius ».

Avec l’atmosphère standard comme référence, l’échelle de l’altimètre barométrique est fabriquée selon les conditions ci-dessus. Par exemple, lorsque la température est de 13 degrés et la pression de 28,86 pouces de mercure, l’échelle d’altitude est ajustée à 1000 pieds. Lorsque la température est de 9 degrés et la pression de 26,81 pouces de mercure, l’échelle d’altitude est ajustée à 3000 pieds, et ainsi de suite.

2. Pourquoi faut-il calibrer l’altimètre ?

Tant que les météo correspondent aux conditions de l’atmosphère standard, la lecture de l’altimètre peut être considérée comme la bonne altitude. Le problème est que dans la réalité, ce genre de météo idéal n’existe pas. Par conséquent, on peut considérer que la lecture de l’altimètre barométrique présentera toujours une erreur.

La conclusion est donc la suivante : pour l’utilisation d’un altimètre barométrique, il faut absolument calibrer l’instrument pour obtenir un résultat correct !

Cependant, nous devons aussi savoir que l’objectif de l’utilisation d’un altimètre barométrique n’est pas d’obtenir une valeur précise de l’altitude de vol. Son véritable but est de garantir la sécurité du vol !

Puisque tous les aéronefs volant dans le ciel utilisent la même valeur de calibration, la différence d’altitude entre les avions peut ainsi être garantie : Les avions VFR volant vers l’est utilisent des altitudes de milliers impairs + 500 pieds, Les avions VFR volant vers l’ouest utilisent des altitudes de milliers pairs + 500 pieds. Tout le monde utilise des altitudes différentes, s’espacant de 1000 pieds, ce qui réduit considérablement le risque de collision.

3. Le calibrage de la pression

3.1 Fenêtre Kollsman

Les altimètres barométriques comportent généralement une « fenêtre de réglage de pression de l’altimètre (fenêtre Kollsman) ». En ajustant le bouton en bas à gauche, on peut effectuer une correction de pression sur l’altimètre.

Alors, à quelle valeur faut-il régler la correction ? En général, il y a 3 valeurs de pression utilisables : QFE, QNH, QNE. Ces 3 noms sont difficiles à retenir car ils ne sont pas des abréviations de mots, mais des codes Morse utilisés depuis longtemps, il faut donc les apprendre par cœur.

3.2 QFE

Le « QFE, pression du terrain » est la pression à l’altitude de l’aéroport. FE peut être mémorisé par « Field Elevation ». Si le pilote utilise le réglage QFE pour calibrer l’altimètre, l’aiguille de l’altimètre indiquera 0 pied sur l’aéroport.

L’altitude de vol de l’avion après réglage sur QFE est appelée altitude QFE.

3.3 QNH

Le « QNH, pression réduite au niveau de la mer », comme son nom l’indique, corrige la pression barométrique locale comme si elle était au niveau de la mer. NH peut être mémorisé par « Not Here ». Si le pilote utilise le réglage QNH pour calibrer l’altimètre, l’aiguille de l’altimètre indiquera l’altitude au-dessus du niveau de la mer de cet aéroport, ce qui correspond aux données de l’aéroport indiquées sur les cartes. Par conséquent, lors du décollage, de la montée, de la descente et de l’atterrissage à proximité de l’aéroport, il est nécessaire de régler l’altimètre sur la valeur QNH. Cela garantit que tous les avions qui décollent et atterrissent utilisent la même norme pour mesurer l’altitude de vol, empêchant les accidents tels que les collisions avec le sol/entre avions ou les rapprochements dangereux.

Le QNH peut être obtenu via la tour de contrôle ATC, les informations ATIS de l’aéroport, les rapports météo METAR, etc. Il y a déjà de nombreux articles d’introduction sur ce site, je ne m’attarderai donc pas là-dessus.

À propos du service d’information terminale automatique ATIS À quoi ressemble l’ATIS lors d’un typhoon ? Résumé du format des rapports météo réguliers d’aviation (METAR) Informations météo gratuites fournies par la NOAA

Il faut faire attention à la relation entre le calibrage de la pression et l’indication d’altitude. Si la valeur de correction de la pression est supérieure à la valeur actuelle, l’indication de l’altimètre augmentera même si l’altitude de vol n’a pas changé. Inversement, si la valeur de correction de la pression est inférieure à la valeur actuelle, l’indication de l’altimètre diminuera même si l’altitude de vol n’a pas changé.

Prenons un exemple : un vol de Tokyo à Osaka. Le QNH de Tokyo est de 29,92, celui d’Osaka est de 28,86. Après avoir calibré sur 29,92 à Tokyo, on monte à l’altitude de croisière de 4000 pieds. Si on n’effectue pas de correction à l’arrivée à Osaka, comme la pression à Osaka est inférieure à celle de Tokyo, l’indication de l’altimètre augmentera progressivement (car la pression est plus faible en altitude), le pilote, pour maintenir l’indication de 4000 pieds, fera descendre progressivement l’avion. Par conséquent, si l’on ne corrige pas vers le QNH local, l’altitude réelle de l’avion sera inférieure à 4000 pieds, pour atteindre finalement 3000 pieds.

On peut imaginer à quel point c’est dangereux. Le pilote pense être à une altitude de 4000 pieds, mais l’altitude réelle est de 3000 pieds. Si l’avion vole de nuit ou dans les nuages et ne voit pas les obstacles environnants, et qu’il y a une montagne de 3100 pieds sur la trajectoire, l’avion s’écrasera sans aucun doute. De même, si l’avion passe d’une zone chaude à une zone froide, l’indication de l’altimètre sera supérieure à l’altitude réelle, le pilote doit surveiller attentivement les environs pour éviter les accidents.

Voyons maintenant ce qui se passe si le pilote ajuste la correction après être entré dans la zone d’information d’Osaka. Après avoir réglé de 29,92 à 28,86, l’altitude de vol n’a pas changé, mais la valeur indiquée par l’instrument diminuera, le pilote, pour maintenir l’altitude de 4000 pieds, devra augmenter les gaz et monter à cette altitude.

Cet exemple montre que l’indication de l’altimètre barométrique ne fournit qu’une donnée d’altitude relativement précise. Lors des différentes phases de vol, le pilote doit effectuer des corrections constantes et ajuster l’altitude de vol en fonction des besoins.

3.4 QNE

Le « QNE, pression standard » fait référence à la pression au niveau de la mer dans des conditions standard d’atmosphère, sa valeur est de 1013,2 hPa (29,92 pouces de mercure). Il n’y a pas vraiment de moyen mnémotechnique pour le QNE, il faut retenir QFE et QNH, et le dernier sera QNE.

Près de l’aéroport, on peut utiliser le QNH comme standard, mais lors des vols entre aéroports, la pression varie, et il est impossible d’établir d’innombrables stations de mesure au sol ou sur l’océan pour déterminer le QNH. Ainsi, si tous les avions utilisent uniformément un standard, à savoir le QNE, cela simplifie le calibrage de l’altimètre et garantit la sécurité en l’air.

Dans quelles conditions doit-on ajuster le QNH au QNE ? Selon la réglementation, il existe une altitude de transition. Lorsque l’on dépasse cette altitude, le pilote doit régler l’altimètre sur le QNE, c’est-à-dire 29,92 pouces de mercure, 1013,2 hPa. De plus, chaque pays a des règlements différents concernant l’altitude de transition. Par exemple, lors de la montée, elle est de 3000 mètres en Chine, 14000 pieds au Japon, 18000 pieds aux États-Unis, 6000 pieds au Royaume-Uni, et 11000 pieds à Singapour et en Thaïlande. Parfois, on peut voir sur les cartes japonaises une « ligne de changement de réglage d’altimètre » (altimeter setting changing line), lorsque l’on franchit cette ligne, il faut ajuster l’altitude de transition.

L’altitude indiquée par l’instrument après correction avec le QNE est appelée « Altitude Pression PA (Pressure Altitude) ».

À l’altitude pression, en raison des variations de pression, l’altitude de vol de l’avion change aussi constamment. Par exemple, lors d’un vol de San Francisco à Tokyo, l’altitude réelle de l’avion peut fluctuer comme dans le graphique ci-dessous, mais tant que tous les avions utilisent la même valeur de calibration 29,92, leur espacement vertical est garanti, garantissant ainsi la sécurité du vol.

4. Comment connaître l’altitude de vol réelle ?

En général, pour les petits avions, l’utilisation de l’altitude QNH et de l’altitude pression PA suffit, mais il est nécessaire de maîtriser le calcul de l’altitude réelle et de l’altitude de densité, qui influence les performances de l’avion. Je vais essayer de résumer cela ci-dessous.

PA (Pressure Altitude) Altitude Pression C’est l’altitude QNE mentionnée plus haut, c’est-à-dire l’altitude indiquée par l’altimètre lorsqu’il est calibré sur 2992 dans des conditions de pression standard.

IA (Indicated Altitude) Altitude Indiquée La valeur indiquée par l’altimètre.

CA (Calibrated Altitude) Altitude Calibrée L’altitude obtenue après correction de l’IA en raison des erreurs de l’instrument. En général, tous les instruments mécaniques/électroniques présentent des erreurs plus ou moins importantes. Par exemple, sur un aéroport à une altitude de 100 pieds, si après réglage QNF l’altimètre indique 120 pieds, on peut considérer que cet altimètre a une erreur de +20 pieds. Cette erreur peut être ajustée pendant la maintenance, mais avant l’atelier, il suffit d’additionner ou de soustraire cette erreur à l’IA, pour pouvoir continuer à utiliser cet altimètre. L’altitude ainsi obtenue après correction de l’erreur est donc le CA.

TA (True Altitude) Altitude Vraie L’altitude de vol réelle de l’avion par rapport au niveau de la mer. En général, les petits avions n’ont pas d’instrument capable de mesurer directement l’altitude vraie, mais on peut la calculer en mesurant la PA et le CA (ou l’IA), puis en utilisant la température extérieure avec une règle de calcul de vol.

DA (Density Altitude) Altitude de Densité L’altitude de densité est la valeur obtenue après correction de la PA en fonction de la température. Pourquoi avons-nous besoin de l’altitude de densité ? Parce que l’altitude de densité est utilisée pour calculer les performances de l’avion. De nombreux indicateurs dans les manuels de vol ou manuels d’exploitation sont basés sur l’altitude de densité, il est donc crucial pour le pilote de connaître cette altitude. Par exemple, une baisse de température contracte l’air, augmentant sa densité (faible altitude de densité), ce qui augmente les performances de l’avion. Inversement, une hausse de température dilate l’air, diminuant sa densité (haute altitude de densité), ce qui réduit les performances de l’avion. Sur les petits avions, pour calculer l’altitude de densité, il faut d’abord mesurer la PA, puis utiliser la règle de calcul de vol pour obtenir cette valeur.

À propos de la règle de calcul de vol : Fabriquer sa propre règle de calcul E6B Un meilleur modèle gratuit de règle de calcul E6B à faire soi-même L’application E6B sur iOS – iE6-B

Fin

Un plagiaire qui ne dit même pas bonjour http://blog.163.com/congrashino@126/blog/static/1209258120146164356850/

Mise à jour 2018/04/19 Concernant l’influence de la température sur l’altimètre barométrique, voici deux articles connexes Analyse de l’état des corrections de basse température dans l’aviation civile chinoise

L'influence des basses températures sur l'exploitation des aéronefs ne doit pas être sous-estimée, que ce soit lors des phases de départ, de croisière, de descente, d'approche ou de remise des gaz, l'influence est plus ou moins présente, surtout lors de la phase d'approche finale où l'altitude de vol devient de plus en plus basse pour préparer l'atterrissage, si la marge de sécurité n'est pas suffisante, il est très probable de déclencher une alarme de proximité du sol ou de causer une collision en vol contrôlé (CFIT).

Des experts ont utilisé le modèle de collision fourni par le 8168 de l’OACI (conception de procédures de vol aux instruments et à vue) pour calculer que dans des conditions de froid extrême sur un aéroport, si un aéronef vole selon des procédures sans correction de basse température pour l’altimètre barométrique, la probabilité de collision est d’environ 10^-4, alors que selon la réglementation la probabilité de collision acceptable est de 10^-7, on voit ainsi que la probabilité de collision de l’aéronef est augmentée d’un facteur étonnant de 1000 par rapport aux conditions normales.

Pourquoi n’y a-t-il pas de correction de haute température ?