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Le cisaillement du vent de basses couches Définitions cisaillement du vent (CV) gradient de vent accélération composantes du CV intensité du CV Effets

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  • Le cisaillement du vent de basses couches Dfinitions cisaillement du vent (CV) gradient de vent acclration composantes du CV intensit du CV Effets du cisaillement du vent sur un aronef Origines du cisaillement du vent dynamiques radiatives convectivesQUITTER Autre prsentation Consquences d'un CV sur la trajectoire CV arrire, CV debout approche dans un microburst Accidents New York (1975) Nouvelle Orlans (1982) Moyens de dtection systmes embarqus systmes au sol indices
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  • Premire diapositive 2 Dfinitions (1/7) Vent : mouvement de l'air par rapport la surface terrestre Cisaillement du vent : variations de la direction et/ou de la vitesse du vent dans l'espace RMK : les fluctuations du vent dans le temps (courte dure) en un point autour d'une direction ou d'une vitesse moyenne sont normalement appeles variations (ou rafales) par rapport au vent dominant par rapport une trajectoire d'un point A vers un point B (A B), le vecteur cisaillement du vent est dfini par : Il peut se dcliner en : cisaillement horizontal du vent avec A B horizontale cisaillement vertical du vent avec A B verticale CV (A B) = V B - V A
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  • Premire diapositive 3 Dfinitions (2/7) 1 cisaillement vertical du vent horizontal 2 cisaillement horizontal du vent horizontal 3 cisaillement horizontal du vent vertical 4 cisaillement vertical du vent vertical
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  • Premire diapositive 4 Dfinitions (3/7) Gradient de vent le module du vecteur cisaillement du vent norm par la distance AB dtermine l'intensit du cisaillement du vent ou gradient de vent units aronautiques vent vertical (w ou V z ) feet/mn vent horizontal kt distance AB : verticale feet, horizontale NM le gradient de vent horizontal pourra s'exprimer en : kt/NM (gradient horizontal) ou kt/100' (gradient vertical) en terme d'acclration, qui donne le taux de variation de la vitesse de l'avion subissant un cisaillement de vent gradient de vent = CV A B AB
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  • Premire diapositive 5 chaque seconde la vitesse de l'avion varie de 2kt lorsqu'il subit un gradient de vent horizontal de 15kt/100' ou 15kt/0,3NM (graphe)graphe partir de valeurs moyennes de pente (3), de vitesse avion (150 kt) correspondant une vitesse verticale de 800'/mn (13,26'/s) un cisaillement vertical de 15 kt par 100' correspondant un cisaillement horizontal de 15 kt pour 0,3 NM entrane une acclration de Dfinitions (4/7) Acclration d'un avion subissant un gradient de vent A B 3 0,3 NM 100' = (15kt/100').13,26'/s = 2kt/s = (15kt/0,3NM).150kt = 2kt/s = x V avion CV A B AB
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  • 5 10 15 20 30 40 50 Gradient de vent (kt/100') 12345678 rapidit de changement de la Vi (kt/s) 50100150200250 vitesse sol (kt) vitesse verticale de descente pour une pente de 3 vitesse verticale de descente (feet/mn) 400 600 800 1000 1200 1400 200 Gradient de vent Retour Acclration d'un avion subissant un gradient de vent
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  • Premire diapositive 7 Dfinitions (5/7) Composantes du vent et du cisaillement dcrites par rapport la trajectoire (A B) (1/2) composantes traversires composantes verticales A B CV VAVA VBVB descendant diminution du courant ascendant augmentation du courant descendant AB CV VAVA VBVB ascendant diminution du courant descendant augmentation du courant ascendant A B CV VAVA VBVB droit AB CV VAVA VBVB gauche
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  • Premire diapositive 8 Dfinitions (6/7) Composantes du vent et du cisaillement dcrites par rapport la trajectoire (A B) (2/2) composantes longitudinales AB CVVAVA VBVB arrire augmentation du vent arrire AB VAVA VBVB CV de face augmentation du vent de face AB VBVB VAVA CV arrire diminution du vent de face AB CVVAVA VBVB de face diminution du vent arrire
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  • Premire diapositive 9 Dfinitions (7/7) Intensit du cisaillement du vent le long d'une trajectoire correspondant une variation d'altitude de 100' (critres OACI) lger : < 4 kt modr : de 5 8 kt fort : de 9 12 kt trs fort : > 12 kt la rponse d'un aronef (cisaillement du vent effectif) est li en particulier sa vitesse nous avons vu qu'une vitesse de 150 kt sur une pente de 3 avec un gradient de vent de 15 kt/100' occasionnait une variation de vitesse de 2 kt/s (graphe)graphe
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  • Premire diapositive 10 Effets du cisaillement du vent sur un aronef Vent nul Apparition d'un vent arrire et descendant (correspondant un CV arrire et descendant) L'avion ayant une certaine masse prsente une certaine inertie une modification rapide du vent. En consquence un changement brusque du vent va avoir un effet immdiat (mais passager) sur la vitesse arodynamique (Va) et l'incidence ( ) modifiant ainsi la portance (Rz) Rz Diminution de la vitesse arodynamique (Va) et de l'incidence ( ). tendance de l'avion passer sous la trajectoire cisaillement du vent avec "perte" Si l'on ne "touche rien", l'avion retrouvera Va et pour lequel il a t compens avec une nouvelle vitesse sol, mais sous la trajectoire initiale
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  • Premire diapositive 11 Origines du cisaillement du vent (1/5) Bien qu'il puisse tre prsent tous niveaux, c'est lorsqu'il se produit en dessous de 1600 feet (500 m) que le phnomne revt une importance particulire pour les aronefs voluant en phase critique de vitesse (rduite) et de hauteur (proximit du sol) Les origines du cisaillement du vent en basses couches sont essentiellement : dynamiques radiatives convectives
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  • Premire diapositive 12 vent au sol vent en altitude les fronts Origines du cisaillement du vent (2/5) Dynamiques CV Le relief les obstacles... Le sillage
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  • Premire diapositive 13 Origines du cisaillement du vent (3/5) Radiatives refroidissement nocturne en plaine brise de pente ou de valle descendante V Z jet de basses couches
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  • Premire diapositive 14 Origines du cisaillement du vent (4/5) Convectives (1/2)
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  • Premire diapositive 15 front de rafalesmicroburst 4000'/mn 4 km Origines du cisaillement du vent (5/5) Convectives (2/2) 2000'/mn 4 40 km macroburst La rafale descendante tornade
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  • La rafale descendante (downburst) Retour Macroburst (macrorafale) tendue horizontale de plus de 4 km vent pouvant atteindre 60 m/s (120 kt) dure de vie de 5 30 minutes Microburst (microrafale) tendue horizontale de 4 km ou moins vent pouvant atteindre 75 m/s (150 kt) dure de vie moins de 10 minutes
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  • Premire diapositive 17 CV de bout (gradient avec gain) en approche finale diminution du vent debout augmentation du vent debout ? Consquences d'un CV sur la trajectoire (1/3) CV arrire (gradient avec perte) en approche finale
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  • Premire diapositive 18 CV de bout (gradient avec gain) au dcollage augmentation du vent debout diminution du vent debout Consquences d'un CV sur la trajectoire (2/3) CV arrire (gradient avec perte) au dcollage
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  • Premire diapositive 19 Consquences d'un CV sur la trajectoire (3/3) Approche dans un microburst
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  • Premire diapositive 20 Accidents (1/3) New-York (1975)
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  • Premire diapositive 21 Accidents (2/3) Nouvelle Orlans (1982) (1/2)
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  • Premire diapositive 22 Accidents (3/3) Nouvelle Orlans (1982) (2/2)
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  • Premire diapositive 23 Moyens de dtection (systmes embarqus) (1/5) Instruments classiques du poste de pilotage anmomtre, variomtre, altimtre indicateur d'assiette, de situation horizontale, avertisseur de proximit de sol, avertisseur de dcrochage (vibreur de manche) indications de vitesse sol, de vent du systme de navigation (inertie, GPS) variomtres modifis intgrant vitesse verticale et vitesse propre de l'avion servant dterminer la variation d'nergie de l'avion et donc son acclration radar mtorologique Doppler : fournit les variations du vent devant lavion dans les zones de prcipitations Le lidar Doppler fonctionne comme un radar doppler avec un rayon laser mesurant les composantes du mouvement de l'air 500/600 m devant l'avion
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  • Premire diapositive 24 Moyens de dtection (systmes embarqus) (2/5) Collimateur tte haute prsente les informations de guidage et de pilotage sur une plaque de verre intgre au pare brise Avertisseurs spcifiques systmes bass sur la surveillance des performances de l'aronef Alpha floor (AIRBUS) : applique automatiquement la puissance moteur maximale ds que l'angle d'attaque ou le taux de variation de la vitesse air ou sol atteint un seuil fix EADI (BOEING) activ par la mesure des composantes horizontales et verticales du vent, renseigne sur le comportement de l'avion avec affichage des instructions de pilotage et indication d'assiette maximum
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  • Premire diapositive 25 Moyens de dtection (systmes au sol) (3/5) Profileur de ventRadar prcipitation Doppler
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  • Premire diapositive 26 Moyens de dtection (systmes au sol) (4/5) Le Low Level Windshear Alert System dit LLWAS
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  • Premire diapositive 27 Moyens de dtection (observation, indices) (5/5) Indices de probabilit dun cisaillement du vent dplacement diffrent de couches de nuages adjacentes panache de fume de forme tourmente nuages en rouleaux forts vents de surface en rafales poussires souleves (en anneaux tourbillonnaires) sous un nuage de convection dans un front de rafales virgas associs des nuages de convection nuages lenticul

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