Arrêtons-nous un instant sur ce problème capital des vitesses, en jetant un coup d’œil sur la partie « vitesses » du carton de décollage d’un Concorde décollant à la masse max  de 185 tonnes à CDG, température 14° QNH 1013 :

• V1 : 148 kt  (piste sèche) : vitesse de décision.

• VR : 195 kt : vitesse de rotation vers 13° d’assiette

• V2 : 216 kt : vitesse cible de début de montée après décollage.

• VZRC3 : 194 kt : vitesse de pente nulle sur 3 moteurs.

• VZ3 : 1.100 pieds/minute : taux de montée normal à V2 sur 3 moteurs

On peut observer la proximité de certaines vitesses, imaginer la précision du pilotage demandée. Dans le cas choisi, de décollage lourd, 62 secondes s’écoulent entre le lâcher des freins et la coupure des réchauffes (à la hauteur de 500 pieds) ... Ça ne glande pas !
Noter aussi que la rotation, lente (3°/ secondes.), s’effectue à 195 kt, soit quasiment à la vitesse de pente nulle sur 3 moteurs ! et donc qu’il faut atteindre au plus vite V2 pour avoir la sécurité si un moteur lâche.

Ouvrons une parenthèse sur l’accident fatal de CDG, où l’on restitua que la VZRC2 (vitesse de pente nulle sur 2 moteurs) était théoriquement de 262 kt trains rentrés, et 300 kt trains sortis (ce qui était le cas), vitesses jamais atteintes….

Les autres missions imparties au Mirage IV 04 furent :

- La participation d’essais sur le bang sonique et les problèmes de focalisation.

- Le maintien en condition des équipages d’essais, et des futurs pilotes supersoniques.

On ne voit pas dans tout cela une quelconque filiation entre les avions : le Mirage IV fut choisi comme « avion d’appui au programme » parce qu’il était le seul se rapprochant par ses caractéristiques et performances du futur avion civil. Ce fut tout de même une expérience positive, et il faut en féliciter les acteurs.

Sur le plan des performances, précisons que le Concorde a un profil de vol très particulier et étroit, qui, grosso modo, consiste à voler le plus longtemps possible, en montée, et en croisière, le long de sa VMO/MMO : VMO en subsonique de 400 à 380 kt (selon la masse) pour croître jusqu’à 530 kt à 43000 pieds, enfin MMO à Mach 2.04 (sauf si la température extérieure est plus chaude qu’ISA +5°C (-50 C ndlr), car on ne doit pas dépasser la Température Maxi en Opérations : TMO de 127° C. Seule la descente s’effectue loin des limites, à 380 kt jusqu’à rejoindre le Mach de croisière subsonique de 0.95, type de croisière qu’on ne pratique que quand on ne peut pas faire autrement, c'est-à-dire en survol des continents habités ! Ce n’est pas par snobisme qu’on « boude » le subsonique, mais par souci d’économie de carburant : la traversée de l’Atlantique Nord (CDG JFK) en subsonique est d'ailleurs rigoureusement impossible avec la quantité de carburant maximale de 96 tonnes, alors qu’elle est « confortable » en supersonique !

Notons aussi que la grande qualité de l'architecture des commandes de vol du Concorde a permis d'implanter, sur l'un des prototypes, et pour un temps réduit d'études (une quinzaine d'heures de vol) une configuration mini-manche (en place gauche) et calculateur de vol, ce qui permit à cet avion de précéder l'A320, 1er « fly by wire » (préférer « fly through computers » plus exact), et surtout d'ouvrir des domaines enchantés aux ingénieurs de l'Aérospatiale. En effet, les résultats obtenus dans les phases de décollage, d'approche et d'atterrissage sur le TSS ainsi équipé furent extrêmement flatteurs pour leurs concepteurs. On notera d'ailleurs pour la petite et la grande histoire, que le « mini-manche » défini pour cette étude, qui date de 1977, a été retenu tel que défini à l'époque, pour équiper tous les Airbus, du 320 au 380 ! Et que le principe de la loi de tangage (dite C*) date aussi de cette préhistoire !

C* (prononcer  C star) : Loi de commande/contrôle des commandes de vol électriques,   numériques, des Airbus (à partir de l’A320 ….) et essayées sur le Concorde 01. Les lois C* contrôlent (à partir de 3 centrales anémo-inertielles, nommées ADIRU, et 5 ou 6 calculateurs dédiés) les variations de facteur de charge demandées par le pilote, dans des limites longitudinales et latérales définies, et « triment » automatiquement l’avion en permanence. Au-delà de ces limites, il y a action des calculateurs afin d’assurer absolument toutes les protections du domaine de vol.

Un mot sur l’accident du Mirage IV 04 à Toulouse, le 23 octobre 1968, qui amena l’éjection de l’équipage Dudal / Caneill dans des conditions limites, et la destruction de l’appareil dans une zone inhabitée.

L’exécution de la mission mesures anémométriques comporte des survols à très basse altitude d’une base équipée de cinéthéodolites, et à des vitesses croissantes. Cette mission est d'ailleurs connue sous le terme suffisamment explicite de « passages à la tour ». Les points de mesure obtenus permettent d’établir une courbe d’étalonnage de l’indicateur de vitesse.

Au cours d’un de ces passages bas et vers 500 kt, le pilote voulut augmenter rapidement sa vitesse et afficha dans la foulée plein gaz « sec » et pleine PC : le bruit de canon perçu et la décélération franche résultant de la manœuvre l’amena à identifier une double extinction moteur, annoncée aux observateurs en salle d’écoute. Le pilote manœuvra alors de son mieux pour éviter les zones habitées et l’équipage s’éjecta à la limite basse du domaine. 21 secondes s’écoulèrent entre l’annonce de l’extinction et l’éjection.

Pour la petite histoire, l’éjection en second, à cause d’une fausse manip, du navigateur ingénieur Caneill fit dire savoureusement ensuite, qu’il fut le seul navigateur Mirage IV de l’Histoire à avoir enregistré 1 seconde et demi de monoplace dans cet avion ...
L’ingénieur André Cavin, qui supervisait la mission eut l’intuition, postérieurement, à cause d’une des particularités de l’avion (délestage de l’UHF en cas d’extinction réelle, mais non observée ici) que l’on venait d’assister non à une extinction, mais à un type courant de décrochage tournant du moteur : dans ce cas, les compte-tours restent à des valeurs basses, seules les T4 restent à des valeurs élevées : le bourrage arrière de la tuyère dû à l’allumage brutal de la PC freine la turbine et fait décrocher en partie le compresseur, circulairement, ou par secteurs. Il existe un remède radical pour retrouver un fonctionnement normal du réacteur : couper les PC et reculer les manettes. Et surtout ne pas engager la procédure de ré-allumage en vol, qui amène à éteindre volontairement le moteur ! L’enquête technique confirma (enregistreurs et expertise), que les moteurs ne s’étaient pas éteints.

Ainsi finit l’aventure du rapprochement du Mirage IV sur le programme TSS. L’expérience gagnée au cours de toutes ces missions, permit surtout à l’équipage de Concorde de définir, préparer, et quasiment répéter sereinement, avant l’heure, le 1er vol du prototype du Concorde.

Maurice Larrayadieu
Aéromed N°13 août 2005

Annexe. Les vitesses de Concorde.   MMO : Mach Maximum Opérationnel (ou Mach de croisière maxi permis). Il est fixé à 2.04 et le Mach normal de croisière est fixé à 2.00, seul moment du vol où le Mach indiqué quitte le Mach maxi.   VMO : Vitesse Maximum Opérationnelle (ou Vitesse indiquée maxi permise). Elle est, pour les pilotes, présente, « jusqu’à l’obsession… », du décollage jusqu’au haut supersonique. Son suivi rigoureux, à quelques nœuds près, à l’aide de certains modes sophistiqués du Pilote Automatique (Max Climb/Max Cruise) commande le meilleur rapport consommation/performance, et donc la sécurité à l’arrivée.

Détaillons … pour les puristes :

- Après décollage, on rencontre la VMO à 300kt, mais, avec un vario positif, l’aiguille rouge de VMO de l’anémomètre, bouge ensuite rapidement vers 400kt atteints vers 4500ft (avec un avion au poids maxi).

- Ensuite, la montée à iso 400 kt se poursuit jusqu’à 32.000ft

- 29.000ft est l’altitude où l’on passe Mach 1,00 en montée et en utilisant la pleine poussée et la pleine PC en suivant l’aiguille rouge de VMO qui avance alors automatiquement vers 530kt (accélération transsonique + montée).

Si un palier subsonique est nécessaire (exemple au départ de CDG) il se fera à 28000ft environ, et l’on croisera à Mach 0.93 en pilotage manuel et 0.95 en pilotage automatique. (Concorde est aussi l’avion le plus rapide en croisière … subsonique). En montée, on passe par le (fameux) « corner point » où 3 valeurs se rencontrent alors : 530kt, 43.000ft et Mach 1.70. C’est le moment où l’on coupe les réchauffes (on ne dit pas PC, à cause des anglais, nos associés, qui parlent de Reheat !!). L’accélération se poursuit alors en maintenant 530kt jusqu’à la rencontre à 51.000ft du Mach de croisière : M 2.0. L’avion vole alors en croisière montante vers 60.000ft, à M2.0 en Plein Gaz sec.

- En zone équatoriale, où la tropopause est très élevée, (souvent 45.000 à 48.000ft avec une température de – 65°C (standard moins 10°), le plafond max autorisé de 60.000 ft est atteint. Il faut engager le mode Altitude du PA, tandis que l’auto-manette tiendra le mach désiré (MMO). Sur un Paris-New York, il est rarissime d’atteindre 60.000ft en croisière montante…

TMO : Température Maximum Opérationnelle : C’est la  température d’impact maxi  autorisée : 127° Celsius.

Note importante : La 1ère des 3 valeurs ci-dessus atteinte constitue LA limite du moment, à ne pas dépasser. Il y a d’ailleurs alarme sonore dès que l’on dépasse MMO + 0,02, ou VMO + 6 kt, ou TMO + 4°.

Altitude de croisière : autorisée jusqu’à 60.000 pieds. (Les passagers, sabrent le champagne… en admirant le placard M. 2.02, en vue, dans la cabine).

Information  importante :
Au-delà de ces valeurs, qui constituent les limites du domaine autorisé en exploitation commerciale (et en entraînement des équipages), commence le domaine périphérique, seulement autorisé pour les pilotes d’essais et dûment explicité dans leurs ordres de vol. Par exemple, limites connues :

- VD au-delà de VMO : environ 565kt indiqués (Air France a dépassé par « inadvertance» 600kt !!)

- MD, au-delà de MMO : 2,22.

- Altitude absolue : environ 65.000ft, peut être un peu plus, mais les ADC (centrales anémométriques) « s’absentent » vers 66.000ft, et alors, à cause de la susceptibilité des entrées d’air (à la géométrie variable liée à des informations aérodynamiques précises) il vaut mieux ne pas aller voir sans raison impérative d’essai ….

25/04/2018