Initiation à l'Aéronautique - Préparer le BIA - 11e édition

Table des matières

INTRODUCTION 

CHAPITRE I : MÉTÉOROLOGIE et aérologie

1.1. L’atmosphère

1.1.1. La pression atmosphérique

La pression atmosphérique diminue avec l’altitude 

La pression atmosphérique évolue dans le temps et dans l’espace

1.1.2. La température

1.1.3. L’atmosphère standard

1.1.4. Le vent

Représentation du vent 

La direction du vent

1.2. La dynamique de l’atmosphère

1.2.1. La convection

1.2.2. Les vastes zones où l’air descend

1.2.3. Quand l’air monte

1.2.4. Le vent géostrophique

1.2.5. La force de frottement et le vent au sol

1.2.6. La loi de Buys-Ballot

1.2.7. La loi des trois D

1.2.8 Les vents régionaux

1.2.9 Les vents locaux

Les brises marines

Les brises de pentes et de vallées

1.3. Fronts, perturbations et nuages

1.3.1. Les masses d’air et le front polaire

1.3.2. Les perturbations du front polaire

1.3.3. Le front chaud

L’arrivée du front chaud

Les dangers du front chaud

1.3.4. Le front froid

Anatomie du front froid

Le danger du front froid

1.3.5. La traîne

La traîne active

La traîne modérée ou encore la traîne chargée 

La traîne faible 

1.3.6. Les nuages

Les nuages qui se développent verticalement 

Les nuages qui s’étalent horizontalement 

1.4. Les dangers pour le vol

1.4.1. La turbulence

La turbulence d’origine convective

La turbulence d’origine orographique 

1.4.2. Le gradient du vent et la viscosité de l’air

1.4.3. Brumes et brouillards

Les causes et formation 

1.4.4. Le stratus

1.4.5. Les rentées maritimes

1.5. Le dossier de vol

CHAPITRE II : AÉRODYNAMIQUE, aérostatique et principes du vol

2.1. La sustentation et l’aile - notions élémentaires

2.1.1. Écoulement de l’air sur un profil - notion de pression

2.1.1.1. Description d’un profil d’aile

2.1.1.2. Formes de profil

2.1.1.3. Écoulement autour d’un profil

2.1.2 Caractérisation des forces aérodynamiques : portance, traînée 

2.1.3 Paramètres influençant les forces aérodynamiques - expression algébrique

2.1.4. Étude la Polaire (incidence, finesse, décrochage)

2.1.4.1. Expression de la traînée

2.1.4.2. Expression de la portance

2.1.4.3. Étude de la polaire

Finesse aérodynamique

Polaire de l’avion complet

2.1.5. Caractéristiques d’une voilure (géométrie, position, dispositifs hyper et hypo sustentateur et aérofrein)

2.1.5.1. Fixation de l’aile sur le fuselage

2.1.5.2. Dispositifs hypersustentateurs

2.1.5.3. Dispositifs hyposustentateurs

2.1.6. Relation assiette – pente – incidence

2.1.7. Équilibre, stabilité et maniabilité de l’aéronef

2.1.8 Approfondir les lois de l'écoulement de l'air

2.1.8.1. Étude en soufflerie

2.1.8.1.1. Influence de l’incidence

2.1.8.1.2. La direction de la corde de profil (CdP) coïncide rarement avec celle de l’axe longitudinal de l’avion 

2.1.8.1.3. Soufflerie aérodynamique

Le collecteur

La chambre d’expérience

Le diffuseur

Le ventilateur

2.1.8.2. La résistance de l’air

2.1.8.2.1. Mise en évidence

2.1.8.2.2. Paramètres influençant la résistance de l’air

2.1.8.2.3. Étudions l'influence de la forme du corps

2.1.8.2.4. Expression de la résistance de l’air

2.1.8.3. Surfaces portantes

2.1.8.3.1. Plaque plane inclinée

2.1.8.3.2. Surfaces courbes inclinées

2.1.8.4. Influence de l’allongement : traînée induite

2.2. Étude du vol stabilisé

2.2.1. Vol plané

2.2.2. Vol motorisé

2.2.2.1. Le vol en palier rectiligne uniforme

2.2.2.2. Le vol en montée rectiligne uniforme

2.2.2.3. Le vol en descente rectiligne uniforme

2.2.2.4. Le vol en virage symétrique en palier

2.3. l’aérostation (Voir module V pour la partie historique)

2.3.1. Principes généraux de sustentation

2.3.2. Ballons à air chaud

2.3.3. Ballon gonflé au gaz

2.3.4. Approfondir la connaissance des ballons à air chaud et à gaz

2.3.5. Approfondir la connaissance du dirigeable

2.4. LE VOL SPATIAL

2.4.1 La théorie et la mécanique du vol spatial

2.4.1.1. Loi universelle de la gravitation, dite loi de l’attraction universelle

2.4.1.2. Forces appliquées à un mobile en orbite, par exemple une orbite circulaire autour de la Terre 

2.4.2. Les orbites

CHAPITRE III : ÉTUDE DES AÉRONEFS ET ENGINS SPATIAUX

3.1. CLASSIFICATION DES AÉRONEFS ET ENGINS SPATIAUX

3.1.1. La famille des « aérostats »

3.1.2 La famille des plus lourds que l’air (aérodynes)

3.1.2.1. Les aérodynes certifiés (avions ou hélicoptères ou planeurs)

Aérodyne certifié, motorisé et à voilure fixe (avion)

Aérodyne certifié à voilure tournante (hélicoptère)

Variante de l’aérodyne à voilure tournante : le convertible

Variante de l’aérodyne à voilure tournante : le girodyne expérimental, Eurocopter.

Aérodyne certifié, non motorisé et à voilure fixe (planeur)

Aérodyne ultra léger, certifié, LSA

3.1.2.2. Aérodynes et aérostats non certifiés (ULM)

3.1.3. Le drone

3.1.4. Le spatial

3.1.4.1. Engins aérospatiaux (lanceurs, vaisseaux spatiaux)

Les lanceurs 

Les vaisseaux spatiaux

3.1.4.2. Engins spatiaux (satellites, sondes)

Les satellites artificiels

Les sondes

3.2. LES GROUPES MOTOPROPULSEURS

3.2.1. Le moteur à pistons

3.2.1.1 Description

Description sommaire des composants 

3.2.2.2. Fonctionnement du moteur dit à quatre temps 

3.2.2.3. Allumage par magnéto

3.2.2.4. Installation, circuits, accessoires 

3.2.2.5. Caractéristiques des moteurs thermiques

3.2.2. L’hélice

3.2.2.1. Description

3.2.2.2. Fonctionnement

3.2.3. Les turbomachines

3.2.3.1. Le turboréacteur

3.2.3.1.1. Principe

3.2.3.1.2. Turboréacteur simple flux

3.2.3.1.3. Turboréacteur double flux

3.2.3.2. Le turbopropulseur

3.2.3.3. Le turbomoteur (un turbopropulseur particulier)

3.2.3.4. Conclusion

3.2.4. Motorisation électrique

3.2.4.1. Histoire

3.2.4.2. Les technologies

3.2.4.3. Rappel électricité

3.2.4.4. Analogie électrique thermique

3.2.4.5. Ordres de grandeur, limitations et contraintes

3.2.4.6. Certification LSA du Virus électrique de Pipistrel

3.2.5. Le drone et ses systèmes

3.2.5.1 Généralités

3.1.5.2. Le système de drone

3.2.6. La fusée et son moteur

3.2.7. Contraintes liées au développement durable (réduction de bruit, optimisation énergétique)

3.3. STRUCTURES ET MATÉRIAUX

3.3.1. Forces et contraintes

3.3.2. Éléments de construction

3.3.2.1. Fuselage

Principes de construction

Différents types de fuselages

3.3.2.2. Voilure et empennage

Principe de construction

Installation sur avion des plans mobiles

3.3.2.3. Systèmes de propulsion

Fixation d'un moteur sur la structure

Emplacement des systèmes de propulsion

3.3.2.4. Atterrisseurs

Généralités

L’amortisseur

Le train auxiliaire

Le train principal 

Les freins

3.4. LES COMMANDES DE VOL

3.4.1. Les axes de l’aéronef

3.4.2. Commandes de vol primaires

3.4.2.1. Principe de fonctionnement des commandes de vol primaires

Le gauchissement

La profondeur 

La direction

3.4.2.2. Architecture des commandes de vol primaires (cinématique)

Préambule

Évolution des commandes de vol

Un pas vers les commandes de vol électriques

3.4.3. Les commandes de vol secondaires

Introduction aux commandes de vol secondaires

Dispositifs hypersustentateurs 

Dispositifs hyposustentateurs

3.5. L’INSTRUMENTATION DE BORD

3.5.1. Rôle des instruments de bord

3.5.2. Installation, conception, disposition

3.5.3. Instruments de conduite de l’avion

3.5.3.1. Anémomètre

3.5.3.2. Altimètre et Variomètre

L’altimètre

Les calages de l’altimètre

Lecture de l’altimètre 

Le variomètre

3.5.3.3. Coordinateur de virage ou « bille aiguille »

3.5.3.4. L’horizon artificiel

3.5.4. Instruments de contrôle

3.5.5. Instruments de navigation

3.5.5.1. Le compas

3.5.5.2. Le conservateur de cap

3.5.6. Les instruments à affichage intégré, les EFIS

CHAPITRE IV : NAVIGATION, RÉGLEMENTATION, SÉCURITÉ DES VOLS

4.1. LA NAVIGATION

4.1.1. Les grands principes de navigation

4.1.1.1. La Terre

4.1.1.2. Coordonnées géographiques

4.1.1.2.1. Les méridiens

4.1.1.2.2. Les parallèles

4.1.1.3. Les cartes

4.1.1.3.1. Échelle d’une carte

4.1.1.3.2. L’unité de distance

4.1.1.3.3. Différence d’un écart de longitude mesuré à l’équateur et sur un parallèle

4.1.1.4. L’orientation sur la Terre

4.1.1.4.1. La route

4.1.1.4.2. Déclinaison magnétique

4.1.1.4.3. Le cap

4.1.1.4.4. Calcul de route et distance

4.1.1.4.5. Les vitesses

4.1.1.4.6. L’effet du vent

4.1.1.4.6.1. Sur la vitesse propre Vp

4.1.1.4.6.2. Sur le cap 

4.1.1.4.6.3. Le triangle des vitesses 

4.1.1.5. Modes de navigation

4.1.1.5.1. La navigation à l’estime

4.1.2. Les outils de navigation

4.1.2.1 Cartes aéronautiques en VFR

4.1.2.1.1. Les cartes aéronautiques 1/500 000e et 1/1 000 000e

4.1.2.1.2. Les points communs aux deux cartes

4.1.2.1.3. Les spécificités de la carte aéronautique 1/500 000e

4.1.2.1.4. Les spécificités de la carte aéronautique 1/1 000 000e

4.1.2.2. Les aides à la navigation (la radionavigation) 

4.1.2.2.1. Le VOR (VHF Omni Range)

4.1.2.2.2. Le DME (Distance Measuring Equipment)

4.1.2.2.3. L’ADF : Automatic Direction Finder

4.1.2.3. GPS 

4.2. RÉGLEMENTATION AÉRONAUTIQUE

4.2.1. Les organisations

4.2.1.1. L’organisation de l’aviation civile internationale (OACI)

4.2.1.2. L’Agence européenne de la sécurité aérienne (AESA)

4.2.1.3. EUROCONTROL

4.2.1.4. La conférence européenne de l’aviation civile (CEAC) 

4.2.1.5. L’organisme national de tutelle de l’aviation civile, la DGAC

4.2.2. Contrôle d’un aéronef

4.2.3. Organisation d’un espace aérien

4.2.3.1. Les grands principes de la Convention de Chicago

4.2.3.2. Les services rendus

4.2.3.3. Les règles de vol

4.2.3.4. Règles d’anti-abordage

4.2.3.4.1. Routes convergentes

4.2.3.4.2. Dépassement

4.2.3.4.3. Routes face à face

4.2.3.4.4. Règles générales de priorité

4.2.3.4.5. Règles de priorité entre les différents aéronefs

4.2.3.5. L’espace et le contrôle aérien

4.2.3.6. Classification des espaces aériens

4.2.3.7. La réglementation des drones

4.2.3.8. Alphabet aéronautique international

4.2.3.9. L’infrastructure

4.2.3.9.1. L’aérodrome

4.2.3.9.1.1. Le bloc technique

4.2.3.9.1.2. La piste

4.2.3.9.1.3. La ou les voies de circulation

4.2.3.9.2. Le balisage lumineux

4.2.3.10. Les procédures

4.2.3.10.1. En VFR

4.2.3.10.2. En IFR

4.2.4. Titres aéronautiques

4.3. SÉCURITÉ DES VOLS

4.3.1. Gestion des risques

4.3.2. Performances humaines et limites

4.3.3. Prise de décision

CHAPITRE V : HISTOIRE ET CULTURE DE L’AÉRONAUTIQUE ET DU SPATIAL

5.1. DU MYTHE À LA RÉALITÉ

5.1.1. Mythe d’Icare

5.1.2. Cerf-volant

5.1.3. Utopie et projets (Léonard de Vinci)

5.1.4. Imitation de la nature et ses limites

5.1.5. Essor des ballons (voir aussi le chapitre 2.3) 

5.2. DES PRÉCURSEURS AUX PIONNIERS et pionnières

5.2.1. Approche scientifique du vol plané

5.2.2. Premiers vols motorisés des plus lourds que l’air

5.2.3. Innovations et exploits

5.3. LES ENJEUX MILITAIRES ET LES ÉVOLUTIONS DE L’AÉRONAUTIQUE

5.3.1. Première Guerre mondiale : les techniques et les pilotes (hommes et femmes)

5.3.1.1. Les techniques

5.3.1.2. Les pilotes et membres d'équipage

5.3.2. La Seconde Guerre mondiale : le rôle décisif de l’avion et des innovations

5.3.2.1. Innovations

5.3.2.2. Innovations Seconde Guerre mondiale

5.3.2.3. Innovations et rôle décisif

5.3.2.4. Les pilotes de la Seconde Guerre mondiale

5.3.3. L’après-Seconde Guerre mondiale : la guerre froide

5.3.4. Automatismes (interface homme/machine, drone)

5.4. LES ENJEUX ÉCONOMIQUES ET LES ÉVOLUTIONS DE L’AÉRONAUTIQUE ET DU SPATIAL

5.4.1. Grandes étapes du développement de l’aviation commerciale

5.4.2. Place de l’industrie aéronautique dans l’économie, la diversité des métiers

5.4.3. Grandes avancées scientifiques et innovations

5.5. LES ENJEUX SOCIOCULTURELS DU DÉVELOPPEMENT DU SECTEUR AÉRONAUTIQUE

5.5.1. Place de l’aviation sportive et de loisir

5.5.2. Les grands raids : retombées symboliques et commerciales (ex : Aéropostale, les traversées)

5.5.3. Nouvelle représentation du monde (ex. : Saint-Exupéry, Clostermann, le cinéma, etc.)

5.6. LES ENJEUX ÉCONOMIQUES, SOCIAUX CULTURELS ET LES ÉVOLUTIONS DU SPATIAL

5.6.1. Développement des lanceurs, la conquête spatiale

5.6.2. Place de l’industrie spatiale dans l’économie, la diversité des métiers

5.6.3. Le spatial et extension de ses applications civiles (GPS–Galileo–télécommunications) 

5.6.4. Retombées scientifiques : météorologie, médecine, cartographie, études des sols et des végétations

ANNEXE 1 

ANNEXE 2

CARTE DES COURBES ISOGONES

COURBES D’ÉGALE DÉCLINAISON MAGNÉTIQUE

ANNEXE 3

TABLEAUX DE CONVERSION D’UNITÉS

ANNEXE 4

ENGLISH BASIC VOCABULARY