Voler du côté pauvre (2) : la méthode

Pour voler du côté pauvre il existe autant de méthodes que de pilotes. Mener correctement son moteur est un art que chacun exerce avec sa personnalité.
La COPA nous donne une méthode qui, si elle est comprise, est de loin la meilleure et la plus adaptée à nos machines. Cette méthode nécessite un petit investissement personnel en temps et en compréhension mais fait économiser beaucoup d'essence et améliore la longévité de nos moteurs. Elle repose sur l'enseignement de Braly, Atkinson et Deakin. Elle a été popularisée sur ce site par Gordon Feingold (communication "princeps") et Mike Radomski (communication princeps).

Si vous ne voulez pas vous ennuyer avec tous ces problèmes sur le Cirrus il existe un moyen simple de voler LOP en croisière : il suffit d'utiliser la fonction ad hoc de l'Avidyne. Je ne vous l'expliquerai pas car il suffit de lire le Manuel de Vol de l'avion pour l'appliquer.
Cette méthode est assez rudimentaire puisqu'elle amène à un réglage de 50°F du côté pauvre du dernier cylindre à avoir passé le pic, quelque soit la puissance affichée à ce moment là. Elle ne donne aucune recette pour la montée et la descente.

La méthode que j'ai apprise sur le forum de la COPA est plus fine car elle tient compte de la puissance développée par le moteur au moment du réglage.
Elle repose sur ce schéma établi par Gordon Feingold pour les SR22 et appelé "red fin" (aileron de requin rouge) :

Sur ce schéma l'axe des ordonnées représente l'écart par rapport au pic en degrés farenheit (arbitrairement positif du coté riche ROP, négatif du côté pauvre LOP). En abscisse la puissance développée par le moteur. La zone rouge (le red fin) est la zone où l'on ne doit pas se trouver en raison des pressions élevées qui règnent dans les cylindres et du risque de températures cylindre élevées, de détonation voire de pré-allumage).

Ainsi on voit que si l'on vole ROP, en dessous de 62% de puissance on peut voler au pic. A 65% de puissance il faudra ré-enrichir de 90°F et à 75% de puissance à plus de 180°F. Ce "red fin" est étonnant car il montre que les specs constructeurs (75°F ROP à 75% de puissance) laissent le moteur largement dans la zone rouge !

Si l'on vole LOP, on lit qu'il n'y a pas besoin de ré-appauvrir en dessous de 63% de puissance (FF de 13.1 USG/l). A 85% (FF de 17,6 USG/l) il faut ré-appauvrir de 75°F au delà du pic pour être en dehors de la zone rouge.

Quand on vole LOP la combustion étant complète, la puissance est directement proportionnelle au fuel flow. Ainsi 13.1 USG/l LOP correspondent à 63% et 17.6 USG/l correspondent à 85%. Ceci est important car la puissance calculée et affichée par l'Avidyne correspond à un réglage côté riche (ROP) ; si l'on vole du côté pauvre (LOP) il faut se servir du fuel flow et de ce tableau pour connaître la puissance développée par le moteur (ou de la formule P%=15xFF/310), et non de la puissance affichée par l'Avidyne qui est totalement différente.

1. Au roulage

1 à 2 minutes après avoir démarré le moteur j'appauvris de façon drastique la mixture, jusqu'au moment du décollage.
Le roulage, les essais moteurs, l'attente au point d'arrêt sont donc effectués avec un moteur réglé du côté pauvre, très pauvre.
Cette méthode protège les bougies et les soupapes de la calamine.
Sur un aérodrome comme Toussus où le délai entre la mise en route et le décollage peuvent dépasser 20 minutes cette précaution est utile, surtout en IFR.
Le seul risque est d'oublier de mettre plein riche au moment du décollage (et donc d'endommager son moteur à ce moment là). C'est pourquoi il faut appauvrir de façon drastique, à la limite du calage moteur. En cas d'oubli au décollage le moteur refusera de prendre ses tours permettant de se rendre immédiatement compte de son erreur. Une autre protection consiste à prendre l'habitude de pousser, main droite grande ouverte, les deux manettes gaz et mixture au moment de la mise des gaz.

2. En montée initiale

C'est une phase du vol où l'on utilise le moteur du côté riche dans tous les cas de figure. Au niveau de la mer vous devez vous assurer que vous avez sur un SR22 atmosphérique plus de 27 USG/h de débit carburant (28 USG/h idéalement). L'excès d'essence assure le bon refroidissement des cylindres.
Si vous avez moins de 27 USG/h vous devez absolument faire régler votre moteur par votre mécano (cela prend une demi-heure). C'est ce débit assurant un excès d'essence qui va protéger vos cylindres d'une surchauffe/surpression.

3. En montée vers la croisière

Sauf nécessité pour réduction de bruit il faut monter à pleine puissance avec un SR 22 : pleine Pression d'Admission et 2700 rpm.
On peut utiliser les valeurs de fuel flow figurant dans le Manuel de Vol ( voire 1 USG de plus afin d'assurer un bon refroidissement ) pour appauvrir progressivement pendant la montée (elles sont placardées sur le tableau de bord de l'avion à droite).
Une autre méthode pour appauvrir durant la montée consiste à maintenir les EGT à la valeur qu'elles avaient au moment du décollage (utiliser la fonction "normalize" de l'Avidyne) en appauvrissant par exemple tous les 1000 ft.
La surveillance régulière des températures cylindre et de l'huile permet de contrôler que les réglages sont bons durant cette période du vol.

4. En croisière

Après la mise en palier il faut régler les tours à la valeur qui va le mieux et la Pression d'Admission au maximum quelque soit l'altitude.
En dessous de 5000 ft j'affiche 2500 rpm.
Au dessus de 5000 ft, j'affiche 2600 rpm ... c'est à dire le réglage qui donne le moins de vibrations et les meilleures performances. Sur mon avion c'est autour de 2600 t/min. Plusieurs threads ont attiré l'attention sur le fait que chaque avion a les meilleures perfos à un régime un peu différent compris entre 2550 et 2650 suivant les cas. A chacun de déterminer ce régime empiriquement.
Le IO550 N est certifié pour tourner en permanence au régime maximum (2700 rpm) donc pas de panique.

D'autre part pour voler du côté pauvre il faut voler WOT (Wide Open Throttle = au maximum de la Pression d'Admission).
La "monomanette" du SR22 permet de réduire de 2700 à 2450 rpm en restant  WOT. Cela tombe donc très bien.
Pour cette réduction, j'utilise la "méthode Braly" (afin de s'affranchir de l'hystérésis et avoir la PA max)  : réduction des tours de 20 rpm en dessous du régime visé (sur mon avion c'est donc 2580 rpm) puis réaugmentation des tours jusqu'à 2600 rpm qui permet de gagner quelques dixièmes de pouce de PA supplémentaires.
Quelque soit l'altitude on vole donc pleine WOT. A 1500 ft cela fait drôle car la puissance affichée par l'Avidyne est à plus de 90%. Pas de panique tout est sous contrôle...nous avons vu que ce n'est pas la puissance effective quand on vole LOP, celle-ci étant inférieure et directement proportionnelle au fuel flow.

On vole comme cela pendant une ou deux minutes le temps de pré-afficher sa vitesse et que les températures s'équilibrent dans le compartiment moteur. Puis on plonge dans un nouveau monde !

Il faut en effet pratiquer alors le BMP (Big Mixture Pull) : réduction de la mixture de façon rapide (environ 5 secondes) jusqu'à sentir une diminution sensible de la vitesse de l'avion. Cela amène le fuel flow entre 12 et 13  USG/l vers 10000 ft (plus si on vole  bas, moins si l'on vole haut). Le BMP fait passer tous les cylindres du côté pauvre ; ils sont "garés", tous largement du côté pauvre, au delà du pic ; c'est à dire que de ce côté de la courbe ils ne risquent aucun dégât.

Il faut ensuite ré-enrichir très doucement après avoir appuyé sur la fonction "lean assist" de votre MFD pour rechercher le premier cylindre à faire son pic - qui ne sera pas forcément le cylindre n°1 ni le cylindre avec les EGT les plus hauts -.
Puisque l'on part du côté pauvre pour tous les cylindres, le premier pic trouvé sera le même que le dernier que l'on aurait trouvé si l'on était parti du côté riche... (on se déplace dans le sens de la flèche rouge sur le shéma ci-dessous). Sur un avion donné ce sera toujours le même, sur le mien le cylindre n°5.

Une fois ce pic trouvé il suffit de ré-appauvrir pour faire diminuer l'EGT du cylindre ayant fait le pic de la valeur trouvée en utilisant le "red fin" de Feingold.

- en dessous de 13.7 USG/l on peut rester au pic
- à 14,5 USG/l il faut réappauvrir d'au moins 25°F par exemple.

Et voilà. On vole LOP.

Voici quelques valeurs pour mon avion en températures standards. Les vôtres devraient ressembler à cela, modulo les différences inter-avions et la température extérieure bien sûr.
2000 ft    165 kt  14.6 USG/l
5000 ft    165 kt  13.9 USG/l
7000 ft    166 kt  13.5 USG/l
10000 ft  168 kt  12.6 USG/l
14000 ft  164 kt  11.1 USG/l
17000 ft  162 kt    9.9 USG/l

4. En descente

Certains préconisent de ne pas toucher à la mixture jusqu'à la finale : quand on descend le mélange est de plus en plus pauvre, limitant la puissance du moteur.
Je n'aime pas cette méthode car d'une part en dessous de 5000 ft le réglage est vraiment très pauvre surtout quand on redescend du niveau FL170... Et d'autre part les températures cylindres ont tendance à beaucoup baisser sous l'effet combiné de la surventilation liée à la descente et au mélange très pauvre en basse couche.

La méthode que j'utilise consiste à réduire les tours à 2500 rpm à la mise en descente puis à réenrichir tous les 1000 ft afin de maintenir les EGT à la tempérture à laquelles ils étaient en croisière. La vitesse ne doit dépasser l'arc jaune en atmosphère turbulente et les tempés cylindres ne baissent pas trop.

5. A l'atterrissage

Il faut bien sûr en finale mettre la mixture plein riche et la pompe sur "on"...

Voilà bons vols et n'hésitez pas à poser des questions ou à faire part de votre expérience dans vos commentaires.