Leçon 2 — Aérodynamique ULM & Spécificités des 6 Classes
Portance, traînée, facteur de charge ULM, spécificités aérodynamiques du paramoteur, du pendulaire, du multiaxe, de l'autogyre et du gyrocoptère.
Objectifs pédagogiques
- Expliquer la génération de portance pour chaque type d'aile ULM
- Comprendre le pilotage par transfert de poids (pendulaire, paramoteur)
- Identifier les risques spécifiques : fermeture d'aile (paramoteur), vrille (multiaxe)
- Maîtriser les principes du rotor libre de l'autogyre
- Calculer la charge alaire et ses implications pour la stabilité
1. Aérodynamique commune à tous les ULM
Quelles que soient les classes, les principes physiques fondamentaux s'appliquent : les 4 forces (portance, traînée, poussée, poids), le décrochage par dépassement de l'angle critique, et la finesse (ratio portance/traînée).
1.1 Charge alaire (Wing Loading)
Charge alaire (W/S) = Poids total (kg) / Surface aile (m²)
Une faible charge alaire (paramoteur, pendulaire) = sensibilité aux turbulences élevée, décollage court. Une charge alaire plus élevée (multiaxe rapide) = plus stable dans le vent, décollage plus long.
2. Classe 1 — Paramoteur
Le paramoteur est une voile de parachute ascensionnel propulsée par un moteur. Le pilote est suspendu à l'aide d'un harnais.
2.1 Spécificités aérodynamiques
- Portance : générée par le profil concave de la voile (intrados sous pression)
- Pilotage : par les freins (poignées) — tirer le frein gauche = virage gauche (augmentation traînée + inclinaison)
- Fermeture asymétrique : incident fréquent en turbulence. La voile s'effondre partiellement d'un côté. Récupération : contrefreinage côté ouvert
- Spirale engagée : descente rapide en vrille — ouvrir les deux freins progressivement
⚠ Vol paramoteur et thermiques : les thermiques de l'après-midi (> 14h en été) génèrent des turbulences basses couches violentes pouvant provoquer des fermetures de voile. Vol paramoteur recommandé le matin (6h-10h) ou en soirée (après 17h) en été.
3. Classe 2 — Pendulaire
Le pendulaire (Icare 2, Tanarg, Air Création) est composé d'une aile delta (voile rigide ou souple) et d'une cellule suspendue par un mât. Le pilote actionne une barre de contrôle.
3.1 Pilotage par transfert de poids
- Pousser la barre en avant → nez monte (monter)
- Tirer la barre → nez descend (planer)
- Décaler la barre à gauche → virage à gauche
3.2 Points forts / limites
- Avantage : excellente finesse (15:1 à 20:1), glisse bien à faible puissance
- Limite : sensible au vent arrière au décollage/atterrissage, risque de looping involontaire si poussée moteur excessive en virage
4. Classe 3 — Multiaxe (3-axes)
Le multiaxe (Zenair, TL-2000 Sting, Savannah) ressemble à un petit avion : aile rigide, gouvernes classiques (ailerons, profondeur, direction).
4.1 Spécificités multiaxe vs avion léger
- Masse à vide ≤ 300 kg biplace (vs 750 kg minimum pour un avion certifié)
- Aile haute (stabilité naturelle) ou aile basse (agilité)
- Motorisation : 2-stroke (ULM légers) ou 4-stroke (Rotax 912, 100 ch)
- Vitesse de décrochage : 55-65 km/h selon configuration
- Vrille : récupération standard (gouverne de direction opposée, nez en bas, dégager)
5. Classe 4 — Autogyre
L'autogyre (ou gyrocoptère, AutoGyro Cavalon) possède un rotor libre (non motorisé) qui tourne par effet de l'avancement (autorotation), générant la portance. La propulsion est assurée par une hélice tractrice ou propulsive séparée.
5.1 Avantages uniques de l'autogyre
- Impossible à décrocher (le rotor ne peut pas décrochir)
- Piqué vertical : l'autogyre peut descendre presque verticalement (très courte piste)
- Atterrissage en cas de panne moteur : autorotation naturelle
💡 Autogyre et vent arrière : bien que l'autogyre soit plus tolérant au vent, l'atterrissage par vent arrière reste déconseillé car le rotor se lance moins bien à faible vitesse sol.
6. Classe 5 — Hélicoptère ULM
L'hélicoptère ULM (Mosquito, Ultralight Exec, RotorWay Exec) est un hélicoptère de masse à vide ≤ 330 kg avec un seul pilote. La dynamique de vol est identique aux hélicoptères certifiés :
- Cyclic : inclinaison du plateau cyclique → déplacement horizontal
- Collective : pas général des pales → monter/descendre
- Anticouple (palonnier) : contrôle du couple de rotation via rotor de queue
7. Classe 6 — Dirigeable ULM
Très rare, le dirigeable ULM (ballon dirigeable à hélium, MTOM ≤ 100 kg) est utilisé pour la publicité ou la photographie aérienne légère. Pilotage à vitesse < 30 km/h, très sensible au vent.
8. Synthèse — points-clés à retenir
- Charge alaire faible = sensible aux turbulences (paramoteur, pendulaire)
- Paramoteur : fermeture asymétrique en turbulence → contrefreinage côté ouvert
- Pendulaire : pilotage par transfert de poids + barre de contrôle
- Multiaxe : le plus proche d'un avion classique, gouvernes 3 axes
- Autogyre : rotor libre, impossible à décrocher, descente quasi verticale
- Hélicoptère ULM : cyclic + collective + palonnier, même que certifié
Pour aller plus loin
9. La finesse — indicateur clé en ULM
La finesse est le rapport portance / traînée (L/D). Elle indique combien de mètres on avance horizontalement pour 1 mètre de descente en vol plané (moteur coupé).
| Classe ULM | Finesse typique | Distance planée depuis 300m |
|---|
| Paramoteur (voile souple) | 8:1 à 12:1 | 2 400 – 3 600 m |
| Pendulaire (aile delta) | 15:1 à 20:1 | 4 500 – 6 000 m |
| Multiaxe (3-axes) | 10:1 à 16:1 | 3 000 – 4 800 m |
| Autogyre | 3:1 à 5:1 | 900 – 1 500 m |
L'autogyre a une finesse très faible car le rotor libre génère beaucoup de traînée — c'est le prix de sa capacité à descendre quasi-verticalement.
10. Effet de sol
À faible hauteur (inférieure à l'envergure de l'aile), l'air comprimé entre l'aile et le sol crée un coussin d'air qui réduit la traînée induite. L'effet de sol permet à l'ULM de voler légèrement en dessous de sa vitesse de décrochage normale — attention lors de l'arrondi à ne pas se retrouver hors effet de sol à trop basse vitesse.
11. Vrille en multiaxe ULM — prévention et récupération
La vrille est un décrochage asymétrique où une aile décroche avant l'autre, entraînant une rotation combinée de roulis et de lacet. Sur un multiaxe ULM à aile haute (centré haut), la vrille est généralement moins vicieuse que sur un avion à aile basse.
11.1 Récupération standard
- Palonnier opposé au sens de rotation (jusqu'à la limite)
- Manche légèrement en avant (réduire l'incidence)
- Dès que la rotation cesse : reprendre la mise en palier
- Ne pas tirer brutalement (risque de second décrochage)
⚠ Altitude minimale pour récupération vrille : une vrille complète (1 tour) nécessite environ 150-200 m de perte d'altitude pour être récupérée. Ne jamais laisser s'engager une vrille en dessous de 500 m AGL.
💡 Hélice propulsive vs tractrice : la plupart des multiaxes ULM utilisent une hélice tractrice (à l'avant). Certains pendulaires et paramoteurs utilisent une hélice propulsive (à l'arrière). La propulsive protège l'hélice des broussailles au décollage mais expose davantage l'équipage en cas de choc frontal.
