NAVIGATION AÉRIENNE

NOTIONS DE BASE


Rappel des différents Nords

Le Nord vrai (Nv) ou géographique
Le Nord vrai est un terme de navigation se référant à la direction du pôle Nord géographique. Ce Nord est le point de rencontre des longitudes et est situé sur l'axe de rotation de la terre. Il représente la référence pour toutes les cartes.
Le Nord vrai est aussi appelé Nord géographique (Ng).
Le Nord magnétique (Nm)
La terre baigne dans un champ magnétique dont toutes les lignes de champ convergent en un seul point appelé le PÔLE MAGNETIQUE ou NORD MAGNETIQUE (Nm). Ce pôle magnétique n'est pas fixe et se déplace en moyenne à plus de 50 km par an depuis le début du siècle. Il s’est éloigné du Canada, où il était localisé depuis un siècle, pour se diriger vers la Sibérie, se rapprochant ainsi du pôle Nord géographique.
La direction en un point quelconque de la terre de ce Nord magnétique est donnée par la pointe de l'aiguille d'une boussole. Voir le compas magnétique.
La déclinaison magnétique (Dm)
La déclinaison magnétique est, en un point donné sur la surface de la Terre, l'angle formé entre la direction du pôle Nord géographique et le Nord magnétique.
Comme le pôle magnétique n'est pas fixe et se déplace, la déclinaison magnétique varie également. En 2022, la déclinaison magnétique en France métropolitaine va de 1° Ouest (Brest) à 3° Est (Strasbourg).
La Dm est OUEST ou négative si le Nm est à gauche du Nv.
La Dm est EST ou positive si le Nm est à droite du Nv.
La déviation (d)
Le compas magnétique est pertubé par toutes les masses métalliques se trouvant à bord d'un avion (moteur, radios, masses métalliques, etc..). La déviation est la valeur de l’erreur instrumentale du compas, c’est donc l’angle compris entre le Nm et le Nc
- d est OUEST si le Nc est à gauche du Nm.
- d est EST si le Nc est à droite du Nm.

Differents Nords

Les différents caps

Le cap est l’angle de la trajectoire d'un aéronef entre le Nord de référence et l’axe longitudinal de l’avion.
Cap vrai (Cv)
Le cap vrai correspond au cap suivi par de l’axe longitudinal de l’avion par rapport au Nord vrai. S’il n’y a aucun déplacement de la masse d’air à l’altitude du voyage, le cap vrai et la route vraie sont identiques (pas de dérive).
Cap magnétique (Cm)
Le cap magnétique correspond au cap de l’avion par rapport au nord magnétique corrigé de la dérive éventuelle.
Cap compas (Cc)
Le cap compas est l'indication lue par le pilote pour suivre une route. Il est corrigé de la déviation magnétique, de la déclinaison magnétique et de la dérive éventuelle.

Differents Nords

Les différentes routes

Route vraie (Rv)
La route vraie est la route réelle suivie par un avion soumis à la dérive due au vent. C’est la route que l’on mesure sur les cartes avec un rapporteur par rapport au Nord vrai.
Route magnétique (Rm)
La route magnétique est l'angle entre la direction suivie par un avion, et la direction du Nord magnétique. C'est également la route vraie corrigée de la déclinaison magnétique. Elle est très importante pour le choix des niveaux de vol. Sachant qu'en France la déclinaison magnétique est négative (algébriquement), il est facile de la calculer. (Voir ci-dessus la valeur de la déclinaison magnétique).

Differentes Routes

Les triangles de vitesse

Ils peuvent être obtenus par 3 méthodes :
- par calcul ;
- par tracé graphique ;
- par computeur.
Vitesse propre de l'avion Vp. C'est la vitesse de l'avion dans la masse d'air, il s'agit en fait de la vitesse lue sur l'anémomètre (Indicated air speed - en anglais).
Vw : vitesse du vent (Velocity wind - en anglais) exprimée en Kt.
Le vent se décompose en deux forces :
- la première composante est perpendiculaire à la trajectoire (vent traversier), elle influe donc complètement et uniquement sur la dérive.
- la deuxième composante est parallèle à la trajectoire (vent effectif) et influe uniquement sur la vitesse sol.
La vitesse sol d'un avion Vs (Ground speed - en anglais) est la résultante de la vitesse propre Vp et de la vitesse du vent Vv.
- α = angle entre le cap suivi et la direction du vent
Ci-dessous le triangle des vitesses.

Triangle des vitesses

Note. Les vents fournis par les services météorologiques sont toujours donnés par rapport au Nord géographique.

Calcul de la dérive (X)

L'angle de dérive ou plus simplement dérive se compte toujours à partir de l'axe longitudinal de l'avion.
- Si la route suivie est à droite de l'axe longitudinal de l'avion, la dérive est dite droite ou positive.
- Si la route suivie est à gauche de l'axe longitudinal de l'avion, la dérive est dite gauche ou négative.
La dérive est maximale lorsque le vent est perpendiculaire à la route suivie par un aéronef lors d'un trajet.
`X max (°) = Vw (kt) . Fb `
Exemple : pour un vent (Vw) de 320° / 30kt et un avion volant au cap 20° à 120 kt soit Fb = 0,5
Nous aurons :
- `X max = 30 \times 0.5 = 15`
- la dérive sur la route sera de : `X = 15 \times sin 60° = 13°`

Triangle Derive

Calcul de la Vs à partir de la Vp

- `Vs (kt) = Vp (kt) ± Ve (kt)`
Exemple : un avion volant à 120 kt et subissant un vent de face de 30 kt
- `Vs = 120 - 30   soit    Vs = 90kt`

Calcul de la Vp à partir de la Vs aller + Vs retour

- `VsA (kt)+ VsR (kt)= 2 Vp \times cos X`   d'ou   ` Vp =\frac {VsA + VsR}{2 cos X}`
Exemple : VsA : 140 kt et VsR 180 Kt - Dérive 10
` Vp =\frac {140 + 180}{2 \times cos 10} = 162,6 Kt` (arrondi à 163 KT)

Calcul de la Vp à partir de la Vi

En vol, il peut être intéressant de calculer la Vitesse propre Vp en fonction de la vitesse indiquée Vi et de la température T .
Exemple : un avion avec Vi = 180 kt volant au FL 180 en température standard + 10
- Vp = Vi + 10 % par tranche de 6000 ft (correction de densité) et ± 1% par écart de 5°C par rapport à la température standard (correction de température).
- `18\times 3 (18000 ft) = 54`
- `2 % `de `180 = 3,6`
- `180 + 54 + 3,6   soit    Vp = 237,6 kt` (arrondi à 238 kt)

Calcul du vent traversier (Vt) à partir de Vw

` Vt (kt) = Vw (kt) \times Sin  α`

Calcul du vent effectif (Ve) et de la Vs à partir d'une Vp et de Vw

On appelle vent effectif Ve la quantité algébrique qu'il faut ajouter à la Vp pour obtenir la Vs.
- ` Ve (kt)= Vw (kt)\times Cos  α`
Exemple : un avion ayant une Vp de 120kt au cap 20° subissant un vent de 320/30Kt
Nous aurons :
- `α = (360 -320) + 20 = 60°`
- `Ve = 30\times Cos 60 → Ve = 15`   soit    `Vs = 120 - 15 = 105Kt`
Sur le dessin ci-dessous on constate que le vent effectif est nul lorsque le vent est perpendiculaire à la bissectrice de la dérive.

Vent Effectif

Calcul du équitemps sur un trajet entre deux aérodromes

Le point équitemps PET sur un trajet entre deux aérodromes D et B est le point où il faudra autant de temps pour aller à la destination B que de revenir au point de départ D. Il est calculé par rapport à l’aéroport de départ et ou celui d'arrivée.
- avec : Vsa = vitesse sol aller et VsR = vitesse sol retour.
- `PET (Nm) = D \times \frac {VsR}{VsA+ VsR}`

Exemple : la distance entre l'aérodrome de départ D et l'aérodrome d'arrivée B est de 540 Nm.
- VsA (Vs aller) de 140kt et VsR 170Kt. Le point équitemps par rapport à l'aérodrome de départ D sera :
- `PET = 540 \times \frac {170}{140+ 170}`   soit  296 Nm

Voir Opération aérienne Etops

Calcul du point de non retour sur un trajet

C'est le point limite noté PNR à partir duquel un avion ne pourra plus revenir au point de départ, compte tenu des réserves réglementaires qu'il doit se garder à l'arrivée.
- `PNR  (Nm) = T \times \frac {VsA\timesVsR}{VsA+ VsR}`
En Distance :
La distance entre l'aérodrome D et l'aérodrome B est de 540 Nm et l'autonomie est de 4 heures.
- VsA (Vs aller) de 140kt et VsR (Vs retour) de 170Kt
Exemple distance :
- `PNR = 4\times \frac {140\times170}{140+170}` soit  307 Nm de l'aérodrome de départ D

En Temps:
- `PNR =T \times \frac {VsR}{VsA+ VsR}`
Exemple Temps : la distance entre l'aérodrome D et l'aérodrome B est de 540 Nm et l'autonomie est de 4 h ou 240 minutes.
- `PNR = 240\times\frac 140{140+170}` soit  131 minutes ou 2heures 11 de l'aérodrome de départ D


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