De manière générale, la plupart des avions légers GA (sinon tous) peuvent "planer en toute sécurité sans aucune commande" - les avions sont généralement conçus pour avoir une stabilité dynamique positive, de sorte qu'ils reviennent à un équilibre stable. condition (par exemple «vol de croisière à palier») face à la plupart des perturbations modestes. Une fois configurés pour le vol de croisière, ils peuvent le maintenir avec une faible contribution du pilote (et s'ils sont équipés d'un pilote automatique de base, «peu d'entrée» peut souvent être réduite à «aucune entrée» pendant de longues périodes).
Que ce soit ou non le moteur produit de la puissance est en grande partie sans importance ici, à l'exception du fait que si le moteur ne produit pas de puissance, vous finirez par descendre.

La stabilité positive seule ne fera pas l'aviation "accessible aux masses" cependant, pas plus que les pilotes automatiques: comme pour conduire une voiture ou conduire une moto, il existe certaines compétences de "prise de décision aéronautique" qu'un pilote doit posséder pour voler en toute sécurité (et atterrir) un avion quand tout va bien. Si vous introduisez des problèmes (comme des pannes de moteur ou d'instruments), le besoin d'un véritable pilote en direct devient encore plus critique: la technologie ne peut pas encore remplacer les capacités décisionnelles critiques d'un esprit humain entraîné.

En particulier en ce qui concerne votre question sur un mode de vol par défaut d'une descente contrôlée, même un simple pilote automatique peut déjà faire ce que vous décrivez: les avions continueront de suivre le dernier cap ou la dernière route commandée par le pilote automatique jusqu'à ce qu'ils soient à court de carburant. va commencer à descendre (tout en essayant de voler avec le profil programmé).
Ce qu'ils ne peuvent pas faire, c'est sélectionner un site d'atterrissage approprié, mettre à jour leur profil de vol et voler eux-mêmes vers un atterrissage en toute sécurité. Pour que cela se produise sans intervention humaine, il faut beaucoup de chance.

Dans un exemple particulièrement célèbre de ce genre de chance, un Piper Comanche s'est "atterri" dans un champ après avoir manqué de carburant, le pilote étant alors inconscient à cause d'un empoisonnement au monoxyde de carbone. Le pilote a survécu et s'est en fait littéralement éloigné des lieux de l'accident, et l'avion en question est, du mieux que je peux déterminer, toujours en vol.

Ce n'est pas vraiment un avion, mais les Autogyro sont vraiment sûrs même lorsque le moteur s'arrête. http://en.wikipedia.org/wiki/Autogyro

Pour en avoir essayé un, lorsque le moteur s'arrête, il descend lentement (peut-être 1 m / s max), et il suffit de faire de petites corrections avant d'atterrir, pour convertir la vitesse verticale en vitesse horizontale. C'est vraiment comme un "vélo à air"

Vous voudrez peut-être regarder l ' Antonov An-2. Les lattes du bord d'attaque sont à ressort. Si votre vitesse descend en dessous d'environ 40 mph, ils se déploient. Avec leur déploiement et leur puissance minimale / nulle, votre vitesse chute à environ 25 mi / h et votre «taux de chute» est si bas que l'avion peut effectuer une descente et un atterrissage contrôlés sans endommager le train (en fonction de la surface sur laquelle vous atterrissez, naturellement) . L'avion n'a pas de "vitesse de décrochage" définie, ce qui signifie que vous pouvez vous évanouir, tirer les commandes complètement vers l'arrière, manquer de carburant et faire une descente relativement incontrôlée, mais vous pourriez survivre.

Cela semble soyez le plus proche de ce que vous demandez.

À certains égards, vous introduisez quelques questions ici

J'essayais de penser aux exigences pour la construction d'un avion qui serait accessible au grand public

Apporter l'aviation aux masses n'est qu'en partie lié à l'avion lui-même. Pour ce que ça vaut, le Piper Cherokee 140 peut être acheté pour moins cher que la plupart des voitures neuves et a ce que l'on a appelé une maniabilité "très bénin", certains diront même de le rendre sûr. L'avion comme la plupart des avions GA glisse très facilement et la pratique des sorties moteur est une routine pour obtenir votre licence. Ce qui soulève le point le plus important. La réglementation américaine actuelle établie quatrième par la FAA rend beaucoup plus difficile de piloter un avion (bien que le pilote sportif ait aidé à cela) que de conduire une voiture. Pour être honnête, il n'en faut pas beaucoup pour conduire légalement une voiture ici aux États-Unis. Apprendre à piloter un avion est une tâche beaucoup plus importante, cela demande un investissement (de 7 à 15 km selon les coûts de l'école de pilotage locale) et plus de temps que d'apprendre à conduire une voiture. C'est vraiment ce qui empêche les masses de voler.

Pour ce que ça vaut, les nouveaux avions ne sont pas bon marché non seulement parce qu'ils sont chers à construire mais parce que les certificats de type FAA ne sont pas faciles à acheter.

et la première chose à laquelle j'ai pensé était d'atterrir en toute sécurité en cas de panne de moteur

Une panne de moteur est, (en supposant qu'il n'y a pas d'incendie) un situation récupérable tant qu'il y a un champ ouvert ou même une promenade locale pour déposer l'engin. Les petits avions (et la plupart des avions d'ailleurs) glissent assez bien et peuvent être manœuvrés en glissement avec facilité.

ou autre panne mécanique catastrophique.

Le problème avec ceci est que la plupart des caractéristiques de maniabilité propre des petits avions GA reposent sur le fait que l'avion est comme il se doit. Il y a un million et une choses qui peuvent se briser, mais qui peuvent provoquer une situation qui modifiera la maniabilité ou les caractéristiques de vol d'un avion, comme le déploiement asymétrique des volets ou les câbles de commande cassés / commandes de vol désactivées ou même des pannes critiques du cadre aérien comme l'incident de 2008 impliquant un Pilatus PC-6.

pouvait planer en toute sécurité sans aucune entrée de commande simplement en fonction de la façon dont le châssis de l'avion a été conçu

Comme cela a été mentionné, la plupart des avions GA (au moins les entraîneurs plus lents) sont amenés à revenir dans une certaine mesure à une attitude sûre. Il convient de noter que cela nécessite souvent une sorte d'altitude minimale et de nombreux accidents se produisent à basse altitude lorsque l'avion n'a tout simplement pas le temps de récupérer. Une partie de ceci peut également être affectée par des choses comme le trim qui, s'il est réglé à ses limites, a un effet sur la maniabilité des avions.

Y a-t-il déjà eu un avion de n'importe quel type qui pourrait planer en toute sécurité sans aucune commande de contrôle simplement en fonction de la façon dont le châssis de l'avion a été conçu?

Absolument. Alors que de nombreux aéronefs ont une stabilité en roulis inadéquate pour vraiment descendre en toute sécurité sans intervention du pilote, surtout en cas de turbulence, certains aéronefs ont une stabilité en roulis suffisante ainsi qu'une stabilité en tangage. Un exemple serait un deltaplane de style Rogallo avec un balayage suffisant jusqu'aux bords d'attaque. Placer le point de connexion entre le corps du pilote et la structure de l'aéronef bien en dessous du CG de l'aéronef aide à abaisser le CG effectif du système planeur-pilote, ce qui augmente encore la stabilité en tangage et en roulis via «l'effet pendule», mais les deltaplane ont a également été témoin de voler de façon remarquablement stable lors d'un lancement accidentel d'une colline sans pilote attaché.

Les avions de type deltaplane ("trikes") motorisés peuvent être, et ont été, construits sur les mêmes principes. Ce modèle miniature radiocommandé de "trike" Rogallo-wing est extrêmement stable et facilement capable de descendre pendant une période prolongée, même dans un air turbulent, sans intervention du pilote. Notez que dans ce cas, l'unité "trike" avec moteur et batteries est fixée de manière rigide (la position ne change que lorsque les servos bougent), de sorte que "l'effet pendule" est encore amélioré - le CG de l'avion est bien en dessous l'aile.

(L '"effet pendule" est basé sur le fait que le vecteur de traînée et le vecteur de force latérale aérodynamique générés par un dérapage latéral ont tous deux tendance à exercer des couples de stabilisation lorsqu'ils agissent au-dessus du centre de gravité de l'avion ou du système pilote de l'avion . L '"effet pendule" a également été causé par "l'effet quille", bien que cela soit quelque peu trompeur car l'action stabilisatrice de la flottabilité sur un bateau à quille lestée est indépendante du dérapage latéral. Certaines personnes n'aiment pas non plus le terme "effet pendule" parce que cela implique que le centre aérodynamique de l'avion agit comme une sorte de point de pivot fixe, sur lequel le vecteur de poids ou le vecteur de charge G exerce un couple - ce n'est pas vraiment une représentation précise de ce qui se passe. )

Notez que lorsqu'un pilote s'accroche par une seule sangle flexible et n'exerce aucune force avec les muscles de ses bras, son poids corporel agit comme s'il se situait au point où la sangle se connecte à l'avion. Certains premiers deltaplane avaient ce point de connexion situé bien en dessous du «tube de quille» pour améliorer la stabilité du tangage et du roulis; cette pratique a maintenant été interrompue car la courte "sangle de suspension" résultante augmente la force musculaire qu'un pilote doit exercer pour déplacer son poids sur une distance donnée sur le côté. D'autre part, dans les parapentes, le pilote est suspendu par de multiples suspentes qui agissent essentiellement comme des jambes de force rigides en raison de la géométrie triangulaire impliquée; dans ce cas, le poids corporel du pilote n'agit plus efficacement comme s'il était situé au point où les lignes se connectent à l'aile, mais plutôt à son emplacement réel - ce qui place le centre de gravité de l'ensemble du système bien en dessous de l'aile et crée un "effet de pendule" puissant qui conduit à une forte stabilité en roulis, malgré la géométrie anédrique de l'aile réelle.

Les pilotes de parapente ont souvent volé dans les nuages ​​en utilisant seulement une instrumentation minimale, comme une boussole magnétique. De toute évidence, cela n'est possible que dans un avion avec une forte stabilité intrinsèque en tangage et en roulis. Le 4 février 2007, la pilote de parapente Ewa Wisnerska, volant sans oxygène, a été involontairement soulevée dans un orage et a survécu à une montée accidentelle dans un orage à 32 000 pieds au-dessus du niveau de la mer suivie d'une descente vers la terre. Elle est restée inconsciente pendant plus d'une heure, avec son corps enveloppé de glace. Lorsqu'elle a repris connaissance, son avion était dans une descente stable.

Bien sûr, il existe toute une discipline de vol en maquette d'avion appelée "vol libre". Ces modèles se lèvent, puis reviennent sur terre, atterrissant généralement en toute sécurité, sans aucune entrée de commande d'aucune sorte. Il est instructif d'examiner leur configuration. Ils ont presque invariablement des nageoires dièdres et plutôt petites verticales, et ont généralement une configuration à ailes hautes.

Questions et réponses liées à l'ASE:

(Q) Qu'est-ce que la quille Effet?

(Q) L '"effet de pendule" s'applique-t-il aux deltaplanes ou à tout avion?

(A) "L'effet pendule" s'applique aux deltaplane ou à tout autre avion?

(Q) Pourquoi les aéronefs à voilure haute sont-ils plus stables?

( Q) Comment "l'effet pendule" affecte-t-il les biplans??

(Q) L'effet dièdre se produit-il pendant le vol coordonné?

Les avions destinés aux pilotes non qualifiés ont une longue histoire. Pourvu que l'avion soit fondamentalement stable, il y a plusieurs conditions pour un atterrissage sans danger:

• La charge de l'aile doit être faible. Cela maintiendra le taux de descente à un niveau sécuritaire, de sorte que le pilote n’a pas besoin de s’embraser et de ralentir la descente pour atterrir.

• L’efficacité aérodynamique ne doit pas être trop élevée, de sorte que l'avion ne «flotte» pas dans l'effet de sol sur une longue distance.

• Pour une véritable intervention, vous devez éviter les oscillations phugoïdes. Volés dans ces conditions, de nombreux avions commenceront lentement à hocher lentement la tête de haut en bas, les oscillations finissant par atteindre des niveaux désastreux. biplan développé par le pionnier britannique JW Dunne. Il était également capable de se remettre automatiquement d'un décrochage - en supposant que vous puissiez en quelque sorte le mettre en un. En 1910, il devint le premier avion stable certifié au monde, un événement dont nul autre qu'un Orville Wright étonné. Le Burgess-Dunne a été construit sous licence aux États-Unis et de temps en temps, d'autres Américains tels que Smith et Waterman ont basé leurs «avions de sécurité» dessus. Son principal inconvénient est que, étant sans queue, il a une petite plage CG, qui nécessite une certaine expérience pour vivre avec.

  Il existe de nombreux types plus conventionnels autour. Peut-être que le grand classique de "tous les hommes" était le biplan de Havilland Moth de l'âge d'or.