1. Les 4 forces en vol

Tout aéronef en vol est soumis à 4 forces fondamentales :

• Portance (L) : force perpendiculaire à la trajectoire, dirigée vers le haut. Générée par la différence de pression entre intrados et extrados de l'aile (profil aérodynamique).
• Traînée (D) : résistance à l'avancement, parallèle et opposée à la trajectoire
• Poussée (T) : force motrice générée par l'hélice/réacteur, parallèle à la trajectoire
• Poids (W) : force gravitationnelle, verticale vers le bas

En vol horizontal stabilisé : L = W et T = D.

1.1 Formule de portance

L = ½ × ρ × V² × S × CL
où ρ = densité de l'air, V = vitesse, S = surface de l'aile, CL = coefficient de portance

1.2 Décrochage

Le décrochage survient quand l'angle d'incidence dépasse l'angle critique (~15-20° selon le profil). Au décrochage, CL s'effondre brutalement. Vitesse de décrochage Vs augmente avec le poids et le facteur de charge.

2. Vitesses caractéristiques

3. Facteur de charge (n)

Le facteur de charge n est le rapport entre la portance L et le poids W de l'avion. En vol horizontal : n = 1. Dans un virage incliné, le pilote soutire plus de portance :

n = 1 / cos(angle d'inclinaison)

Exemples : 30° → n = 1,15 ; 45° → n = 1,41 ; 60° → n = 2 ; 75° → n = 3,86.

4. Effets de la densité de l'air sur les performances

L'air se raréfie avec l'altitude. La densité altitude (DA) est l'altitude à laquelle se comporte l'atmosphère standard. Elle augmente avec la chaleur et l'altitude.

• Densité altitude élevée (aérodromes de montagne, été) → distances de roulement allongées, taux de montée réduit
• Règle pratique : à 1000 ft de densité altitude supplémentaire, la distance de décollage augmente d'environ 10%
• Avion en altitude : altimètre corrigé au QNH, thermomètre, calcul DA = PA + (OAT - ISA) × 120

5. Masse et centrage

Le centre de gravité (CG) doit se trouver dans la plage autorisée (bec avant — bec arrière) définie par le manuel de vol (POH — Pilot's Operating Handbook). Un CG trop en avant rend l'avion difficile à cabrer ; trop en arrière le rend instable, risque de décrochage profond non récupérable.

5.1 Calcul de centrage

Moment total = Σ (masse × bras de levier)
CG = Moment total / Masse totale

6. Performances : décollage et atterrissage

Les tableaux de performances du POH donnent les distances sol en atmosphère standard. Facteurs de correction :

• Altitude aérodrome : + densité altitude → + distances
• Température élevée : mêmes effets que haute altitude
• Vent de face : réduit les distances (1 nœud vent de face ≈ -1 % décollage)
• Vent arrière : allonge dramatiquement (10 nœuds vent arrière → +50% décollage)
• Pente piste : pente montante freine, pente descendante accélère
• Herbe/piste grasse : +15 à 25% sur les distances

7. Synthèse — points-clés à retenir

• 4 forces : Portance-Traînée-Poussée-Poids
• Décrochage = dépassement angle critique d'incidence (~15°)
• Vitesses : Vs (décrochage), Va (manœuvres), Vne (ne pas dépasser)
• Facteur de charge 60° → n = 2 (stress double sur la cellule)
• Masse-centrage : CG = Σmoments / Σmasses — dans la plage POH obligatoire
• Densité altitude élevée = performances dégradées → distances allongées

Pour aller plus loin

• EASA — Aviation générale et performances
• FFA — Ressources pédagogiques PPL
• SIA — publications aéronautiques officielles