Extrait du FAA-H-8083-25A Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge

Lorsqu’un avion quitte tout juste la terre ou l’eau, par rapport à une situation de vol en palier à une certaine altitude, il peut obtenir une portance suffisante à une vitesse légèrement plus lente. Ce phénomène est l’effet de sol.

Lorsque l’avion vole à une hauteur de quelques pieds au-dessus du sol, le flux d’air vertical près de l’aile étant restreint par le sol, les modèles de flux d’air sur les trois axes de l’avion changent, ce qui modifie l’écoulement ascendant (upwash), l’écoulement descendant (downwash) et les vortex de bout d’aile. La surface du sol entrave et modifie le modèle de flux d’air pendant le vol, ce qui crée l’effet de sol.

Une fois l’avion près du sol, les caractéristiques aérodynamiques de l’aile changent. Lorsque le coefficient de portance reste inchangé, l’écoulement ascendant, l’écoulement descendant et les vortex de bout d’aile s’affaiblissent tous.

Nous savons tous que le principe de la portance en vol provient principalement de la différence de pression au-dessus et en dessous de l’aile, l’aile générant une masse d’air continuellement vers le bas pour soutenir le fuselage. Cependant, plus l’écoulement descendant est fort, plus il est difficile pour l’aile de pousser l’air vers le bas. Lors du décollage et de l’atterrissage, à des angles d’attaque élevés, la traînée induite est plus importante et la vitesse de vol est plus lente. En vol à basse vitesse, la traînée induite devient un facteur important affectant les caractéristiques de performance. (Mais la traînée parasite reste pratiquement inchangée.)

En raison de l’effet de sol, les vortex de bout d’aile s’affaiblissent, ce qui modifie la distribution de la portance le long de l’envergure, entraînant une diminution de l’angle d’attaque induit et de la traînée induite. Comme indiqué ci-dessus, la traînée induite étant le facteur déterminant à basse vitesse et grand angle d’attaque (c’est-à-dire lors du décollage et de l’atterrissage), sa réduction entraîne : L’aile peut obtenir une portance suffisante avec un angle d’attaque plus faible ; Si l’angle d’attaque est constant, le coefficient de portance de l’avion augmente. Il est évident que la poussée doit également être réduite en conséquence, sinon l’altitude augmentera.

Il y a aussi un point à noter, en raison des changements de l’écoulement ascendant, de l’écoulement descendant et des vortex de bout d’aile, cela affecte également les instruments de vitesse (changement de l’erreur de position du système anémométrique). L’effet de sol augmente les données de la source de pression statique, le résultat étant que les indications du Badin et de l’Altimètre sont inférieures aux valeurs réelles. Par conséquent, le pilote a l’impression que la vitesse indiquée lors du décollage est souvent inférieure à la vitesse normalement requise.

L’aile ne produit un effet de sol significatif que lorsqu’elle est tout près du sol. Lorsque la hauteur de l’aile est égale à l’envergure, la traînée induite ne diminue que de 1,4 %. Lorsque la hauteur de l’aile est égale à 1/4 de l’envergure, la traînée induite diminue de 23,5 %. Lorsque la hauteur de l’aile est égale à 1/10 de l’envergure, la traînée induite diminue de 47,6 %. Par conséquent, on ne ressent l’effet de sol que juste après le décollage et avant l’atterrissage. L’envergure du Cessna 172N est de 36 pieds, soit environ 11 mètres. Selon les données ci-dessus, on ne peut ressentir l’effet de sol que lorsque l’altitude descend à 2-3 mètres.

Une fois l’avion décollé et hors de l’effet de sol, il faut prêter attention aux points suivants : Pour maintenir la même portance, le système nécessite une augmentation de l’angle d’attaque, L’augmentation de la traînée induite et l’augmentation correspondante de la poussée nécessaire, La réduction de la stabilité et le relevé instantané du nez de l’avion ; L’augmentation de la vitesse affichée due à la baisse de la pression statique.

Par exemple, si le pilote ne comprend pas correctement l’effet de sol, il pourrait penser que le décollage est normal même si la vitesse est inférieure à la vitesse de référence. Mais une fois l’avion sorti de la hauteur de l’effet de sol, il risque de se retrouver dans une situation de vitesse de décollage insuffisante, n’atteignant pas les performances requises pour la montée initiale. Surtout en cas de charge lourde, de haute densité d’altitude et de température élevée, l’avion risque de ne pas obtenir assez de portance et de retomber sur la piste. Le pilote doit veiller à ne rentrer le train d’atterrissage et les volets que lorsque l’avion a atteint un certain taux de montée positive.

De même, lors de l’atterrissage, si un certain angle d’attaque est maintenu, l’entrée dans l’effet de sol entraînant une augmentation du coefficient de portance, il est nécessaire de réduire la poussée. Un effet de flottement (float) peut alors se produire. Si la vitesse de cabrage est trop élevée à ce moment, une distance de flottement importante peut se produire.