Flight dynamics — Concepts, quantities, and symbols — Part 4: Concepts and quantities used in the study of aircraft stability and control

Cancels and replaces the first edition (1974) and addendum 1 (1986). Deals with the concepts, quantities and symbols used in the study of aircraft stability and control.

Mécanique du vol — Concepts, grandeurs et symboles — Partie 4: Concepts, grandeur et symboles utilisés pour l'étude de la stabilité et du pilotage des avions

General Information

Status
Published
Publication Date
02-Nov-1994
Current Stage
9093 - International Standard confirmed
Start Date
31-Mar-2010
Completion Date
13-Sep-2018
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RELATIONS

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ISO 1151-4:1994 - Flight dynamics -- Concepts, quantities, and symbols
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ISO 1151-4:1994 - Mécanique du vol -- Concepts, grandeurs et symboles
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ISO 1151-4:1994 - Mécanique du vol -- Concepts, grandeurs et symboles
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL
ISO
STANDARD
1151-4
Second edition
1994-11-01
Flight dynamics - Concepts, quantities
and Symbols -
Part 4:
Concepts, quantities and Symbols used in the study
of aircraft stability and control
Mkcanique du vol - Concepts, grandeurs et Symboles -

Partie 4: Concepts, grandeurs et symboles utilis& pour I ’ktude de Ia stabilitk et du

pilotage des avions
Reference number
ISO 1151-4:1994(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 115%4:1994(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation

of national Standards bodies (ISO member bodies). The work sf preparing Inter-
national Standards is normally carried out through ISO technical committees.
Esch member body interested in a subject for which a technical committee has

been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take

par-t in the werk. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical

Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated

to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires

approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
International Standard ISO 1151-4 was prepared by Technicaf Committee
lSO/TC 20, /Vrcraft anQ’ space v&icles, Sub-Committee SC 3, Concep& qa/antjfjes
and Symbols for flight dynamics.

ISO 115% consists sf the following Parts, under the general title dilight dynamics -

Concep& qwantities and Symbols :
PaH 7: Aircraft mots ’on relative to the air
Pafl2: Motions of the aircrafi and the atmosphere relative to the Earth
Part 3: Derivatives sf forces, moments and their coeflicients
‘wan tities and s ymbok wsed in the
- Part4: Concepts, q stwdy of aircrafb
stability and con trol
- Par? 5: Qwantities wsed in measwrements
Part 6: Aircraft geometry
Part 7: Flight Points and flight envelopes
- Par8: Concepts and qwantities wsed in the stwdy sf the dynamic behaviowr
aircrafi
of the
Pati 9: Models of atmospheric motions along the trajectory of the aircraft
0 ISO 1994

All rights reserved. Unless otherwise specified, no patt of this publication may be

reproduced or utilized in any form or by any means, electronie or mechanical,
including photocopying and microfilm, without permission in writing from the
publisher.
International Organization for Standardization
l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Case postale 56
Printed in Switzerland
---------------------- Page: 2 ----------------------
@ ISO
ISO 115%4:1994(E) ,
ISO 1151 is intended to introduce the main concepts, to include the more
important terms used in theoretical and experimental studies and, as far as
possible, to give corresponding Symbols.

in all the Parts comprising ISO 1151, the term “aircraft” denotes a vehicle intended

for atmosphere or space flight. Usually, it has an essentially port and starboard

symmetry with respect to a plane. That plane is determined by the geometric

characteristics of the aircraft. In that plane, two orthogonal directions are defined:

fore-and-aft and dorsal-ventral. The transverse direction, on the perpendicular to

that plane, follows.

When there is a Single plane of symmetry, it is the reference plane of the aircraft.

When there is more than one plane of symmetry, or when there is none, it is

necessary to choose a reference plane. In the former case, the reference plane is

one of the planes of symmetty. In the latter case, the reference plane is arbitraty.

In all cases, it is necessary to specify the choice made.
Angles of rotation, angular velocities a nd moments about any axis are positive
when viewed in the positive d irection of that axis.
clockwise
All the axis Systems used are three-dimensional, orthogonal and right-handed,
which implies that a positive rotation through 71/2 around the x-axis brings the
y-axis into the Position previously occupied by the z-axis.

The centre of gravity coincides with the centre of mass if the field of gravity is

homogeneous. If this iis not the case, the centre of gravity tan be replaced by the

centre of mass in the definitions of ISO 1151; in which case, this should be
indicated.
Numbering of sections and clauses

With the aim of easing the indication of references from a section or a clause, a

decimal numbering System has been adopted such that the first figure is the
number of the patt of ISO 1151 considered.
---------------------- Page: 3 ----------------------
This page intentionally left blank
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INTERNATIONAL STANDARD o ISO ISO 1151=4:1994(E)
Flight dynamics - Concepts, quantities and Symbols -
Part 4:
Concepts, quantities and Symbols used in the study
of aircraft stability and control
4.0 Introduction

This part of ISO 1151 deals with the concepts, quantities and Symbols used in the study of aircraft stability and control.

4.1 Controls

The following definitions, except for those in 4.1.4, are applicable to an aircraft whose main controls (7.2.1.1) are:

- stick or wheel for pitch (4.1.1.1) and roll (4.1.2.1) controls;
- Pedals for yaw control (4.1.3.1).
NOTES

1 Where there is no possibility of confusion, the Ietter S may be omitted from the Symbols given in 4.1.1 to 4.1.4.

2 The Symbols adopted for the displacements of the controls are usual ones but do not necessarily conform to the normally adopted

conventions.
4.1.1 Pitch control
Term Definition Symbol
No.

Pitch control Control (7.2.1.1) enabling the Pilot to Change the pitching moment -

(1.5.5).

Displacement of the pitch Displacement of a reference Point fixed to the pitch control

4.1.1.2
control (4.1.1.1) with’ In a suitably Chosen reference System. lt is positive
in the forward direction (6.0.4).

Effot-t on the pitch control Forte exerted by the Pilot on the pitch control (4.1.1.1). lt is

positive in the forward direction (6.0.4)( “pushing forte ”).

Pitch trim control Control enabling the Pilot to Change the forte on the pitch control -

(4.1.1.3).
NOTE
- In most cases, this control is used to reduce or to cancel the forte
on the pitch control (4.1.1.3) for a considered flight state (8.1.2).
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ISO 1151=4:1994(E) @ ISO
4.12 Roll control
No. Term Definition Symbol
Control (7.2.1.1) enabling the Pilot to Change the rolling moment
4.1.2.1 Roll control
(1.55).

Displacement of the roll (1) Stick: D isplacement of a reference Point fixed to the roll

4.1.2.2
control (4.1.2.1) within a suitably Chosen reference System. lt is
control
positive in the port direction (as defined in 6.0.4).
(2) Wheel: A ng l e of rotation of the roll control, negative in the
clockwise direction for the Pilot.
(1) Stick: Forte exerted by the Pilot on the roll control (4.1.2.1). lt
4.1.2.3 Effort on the roll control
is positive in the port direction (6.0.4).
(2) Wheel: M
oment resulting from the forte applied by the Pilot
on the wheel divided by the wheel radius. This forte is negative
when the mentioned torque is exerted in the clockwise direction
for the Pilot.

4.1.2.4 Roll trim control Control enabling the Pilot to Change the forte on the roll control

(4.1.2.3).
NOTE - In most cases, this control is used to reduce or to cancel
the forte on the roll control (4.1.2.3) for a considered flight state
(8.1.2).
4.1.3 Yaw control
Definition Symbol
No. Term
Control (7.2.1.1) enabling the Pilot to Change the yawing moment
Yaw control
(1.5.5).

Displacement of the yaw Displacement of a reference Point fixed to the yaw control

4.1.3.2
(4.1.3.1) within a
...

NORME
ISO
INTERNATIONALE
1151-4
Deuxième édition
1994-1 I-OI
Mécanique du vol
- Concepts, grandeurs
et symboles -
Partie 4
Concepts, grandeurs et symboles utilisés pour
l’étude de la stabilité et du pilotage des avions
Flight dynamics
- Concepts, quantities and symbols -
Part 4: Concepts, quantifies and symbols used in the study of aircrafi
stability and control
Numéro de référence
ISO 1151-4:1994(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 1151-4:1994(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élabo-
ration des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques

de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie

du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouver-
nementales et non gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également
aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont
soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme Normes
internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
La Norme internationale ISO 1151-4 a été élaborée par le comité technique
lSO/K 20, Aéronautique et espace, sous-comité SC 3, Concepts, grandeurs et
symboles de la mécanique du vol.
L’ISO 1151 comprend les parties suivantes présentées sous le titre général
Mécanique du vol - Concepts, grandeurs et symboles :
- Partie 7: Mouvement de l’avion par rapport à l’air
- Partie 2: Mouvement de l’avion et de l’atmosphère par rapport- à la Terre
- Partie 3: Qérivées des forces, des moments et de leurs coefficients
- Partie 4: Concepts, grandeurs et symboles utilisés pour l’étude de la
stabilité et du pilotage des avions
- Partie 5: Grandeurs utilisées dans les mesures
- Partie 6: Géométrie de l’avion
- Parfie 7: Points de vol et domaines de vol
- Partie 8: Concepts et grandeurs utilisés pour l’étude du comportement
dynamique de l’avion
- Parfie 9: Modèles de mouvements atmosphériques le long de la trajectoire
de l’avion
0 ISO 1994

Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par

aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms,

sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Case postale 56
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 1151-4:1994(F)
@ ISO

L’ISO 1151 est destinée à introduire les principaux concepts, à définir les termes

les plus importants utilisés dans les études théoriques et expérimentales et, dans

la mesure du possible, à donner les symboles correspondants.
Dans toutes les parties de I’ISO 1151, le terme «avion)) désigne un véhicule

destiné à voler dans l’atmosphère ou dans l’espace. En général, il présente essen-

tiellement une symétrie gauche-droite par rapport à un plan. Ce plan est
déterminé par les caractéristiques géométriques de l’avion. Dans ce plan, on

définit deux directions orthogonales: arrière-avant et dessus-dessous. La direction

transversale, sur la perpendiculaire à ce plan, en résulte.
Lorsqu’il y a un seul plan de symétrie, c’est le plan de référence de l’avion.

Lorsqu’il y a plus d’un plan de symétrie, ou lorsqu’il n’y en a aucun, il est néces-

saire de choisir un plan de référence. Dans le premier cas, le plan de référence est

l’un des plans de symétrie. Dans le second cas, le plan de référence est arbitraire.

Dans tous les cas, il est nécessaire d’en préciser le choix.
Les angles de rotation, les vitesses angulaires et les moments autour d’un axe

sont positifs dans le sens d’horloge, pour un observateur regardant dans la direc-

tion positive de cet axe.

Tous les trièdres utilisés sont trirectangles et directs, c’est-à-dire qu’une rotation

positive de 7t1/2 autour de l’axe x amène l’axe y dans la position précédemment
occupée par l’axe Z.

Le centre de gravité coïncide avec le centre d’inertie si le champ de gravité est

homogène. Si tel n’est pas le cas, le centre de gravité peut être remplacé par le

centre d’inertie dans les définitions de I’ISO 1151. Cela devra alors être spécifié.

Numérotation des articles et des paragraphes

Dans le but de faciliter l’indication des références d’un article ou d’un paragraphe,

une numérotation décimale a été adoptée telle que le premier chiffre soit le
numéro de la partie considérée de I’ISO 1151.
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
Page blanche
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE 0 ISO ISO 1151-4:1994(F)
- Concepts, grandeurs et symboles -
Mécanique du vol
Partie 4:
Concepts, grandeurs et symboles utilis
s pour ktude de la
stabilité et du pilotage des avions
4.0 Introduction

La présente partie de I’ISO 1151 traite des concepts, grandeurs et symboles utilisés pour l’étude de la stabilité et du

pilotage des avions.
4.1 Commandes

Les définitions suivantes, sauf celles en 4.1.4, s’appliquent à un avion dont les commandes de pilotage (7.2.1.1)

principales sont

- le manche ou le volant, pour les commandes de tangage (4.1.1.1) et de roulis (4.1.2A);

- les pédales, pour la commande de lacet (4.1.3.1).
NOTES

1 Dans les symboles donnés en 4.1.1 à 4.1.4, la lettre 6 peut être omise s’il n’y a pas de risque de confusion.

mais pas nécessairement conformes aux

2 Les signes adoptés pour les déplacements des commandes de pilotage sont usuels,

conventions adoptées normalement.
4.1.1 Commande de tangage
commande de tangage tangage (4.1.1.1
positif vers l’avant 60.4).
Effort sur la commande de
Compensateur de tangage
commande de tangage (4.1 .1.3).
ans la plupart des cas, cette commande sert à réduire ou annuler
la commande de tangage (4.1.1.3) pour un état de vol (8.1.2)
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 1151-4:1994(F)
@ ISO
4.1.2 Commande de roulis
- -
NO Dénomination Définition Symbole
II II
Commande de pilotage (7.2.1.1) permettant au pilote de modifier
4.1.2.1 Commande de roulis
le moment de roulis (1.5.5).
(1) Manche: Déplacement d’un point de référence lié à la
4.1.2.2 Déplacement de la
DC3
commande de roulis commande de roulis (4.1.2.1) dans un repère convenablement
choisi. II est positif vers la gauche (au sens de 6.0.4).
(2) Volant: Angle de rotation de la commande de roulis. II est
négatif dans le sens d’horloge pour le pilote.

4.1.2.3 Effort sur la commande de (1) Manche: Force exercée par le pilote sur la commande de

E6l
roulis roulis (4.1.2.1). Elle est positive vers la gauche (au sens de 6.0.4).
(2) Volant: Moment du couple résultant de l’effort du pilote sur
le volant, divisé par le rayon du volant. Cet effort est négatif
lorsque le couple mentionné est exercé dans le sens d’horloge
pour le pilote.

4.1.2.4 Compensateur de roulis Commande permettant au pilote de modifier l’effort sur la

commande de roulis (4.1.2.3).
NOTE - Dans la plupart des cas, cette commande sert à réduire
ou annuler l’effort sur la commande de roulis (4.1.2.3) pour un
état de vol (8.1.2) considéré.
- -
4.1.3 Commande de lacet
N” Dénomination Définition
Symbole
II II

4.1.3.1 Commande de lacet Commande de pilotage (7.2.1.1) permettant au pilote de modifier

le moment de lacet (1.5.5).

4.1.3.2 Déplacement de la Déplacement d’un point de référence lié à la commande de lacet

D,fl
commande de lacet (4.1.3.1) dans un repère convenablement choisi. II est positif
lorsque le pied gauche du pilote se déplace vers l’avant (6.0.4).

4.1.3.3 Effort sur la commande de Force exercée par le pilote sur la commande de lacet (4.1.3.1). Elle

ESn
lacet est positive lorsque le pilote pousse vers l’avant (6.0.4) avec le
pied gauche.
4.1.3.4 Compensateur de lacet Commande permettant au pilote
...

NORME
ISO
INTERNATIONALE
1151-4
Deuxième édition
1994-1 I-OI
Mécanique du vol
- Concepts, grandeurs
et symboles -
Partie 4
Concepts, grandeurs et symboles utilisés pour
l’étude de la stabilité et du pilotage des avions
Flight dynamics
- Concepts, quantities and symbols -
Part 4: Concepts, quantifies and symbols used in the study of aircrafi
stability and control
Numéro de référence
ISO 1151-4:1994(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 1151-4:1994(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élabo-
ration des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques

de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie

du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouver-
nementales et non gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également
aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont
soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme Normes
internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
La Norme internationale ISO 1151-4 a été élaborée par le comité technique
lSO/K 20, Aéronautique et espace, sous-comité SC 3, Concepts, grandeurs et
symboles de la mécanique du vol.
L’ISO 1151 comprend les parties suivantes présentées sous le titre général
Mécanique du vol - Concepts, grandeurs et symboles :
- Partie 7: Mouvement de l’avion par rapport à l’air
- Partie 2: Mouvement de l’avion et de l’atmosphère par rapport- à la Terre
- Partie 3: Qérivées des forces, des moments et de leurs coefficients
- Partie 4: Concepts, grandeurs et symboles utilisés pour l’étude de la
stabilité et du pilotage des avions
- Partie 5: Grandeurs utilisées dans les mesures
- Partie 6: Géométrie de l’avion
- Parfie 7: Points de vol et domaines de vol
- Partie 8: Concepts et grandeurs utilisés pour l’étude du comportement
dynamique de l’avion
- Parfie 9: Modèles de mouvements atmosphériques le long de la trajectoire
de l’avion
0 ISO 1994

Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par

aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms,

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@ ISO

L’ISO 1151 est destinée à introduire les principaux concepts, à définir les termes

les plus importants utilisés dans les études théoriques et expérimentales et, dans

la mesure du possible, à donner les symboles correspondants.
Dans toutes les parties de I’ISO 1151, le terme «avion)) désigne un véhicule

destiné à voler dans l’atmosphère ou dans l’espace. En général, il présente essen-

tiellement une symétrie gauche-droite par rapport à un plan. Ce plan est
déterminé par les caractéristiques géométriques de l’avion. Dans ce plan, on

définit deux directions orthogonales: arrière-avant et dessus-dessous. La direction

transversale, sur la perpendiculaire à ce plan, en résulte.
Lorsqu’il y a un seul plan de symétrie, c’est le plan de référence de l’avion.

Lorsqu’il y a plus d’un plan de symétrie, ou lorsqu’il n’y en a aucun, il est néces-

saire de choisir un plan de référence. Dans le premier cas, le plan de référence est

l’un des plans de symétrie. Dans le second cas, le plan de référence est arbitraire.

Dans tous les cas, il est nécessaire d’en préciser le choix.
Les angles de rotation, les vitesses angulaires et les moments autour d’un axe

sont positifs dans le sens d’horloge, pour un observateur regardant dans la direc-

tion positive de cet axe.

Tous les trièdres utilisés sont trirectangles et directs, c’est-à-dire qu’une rotation

positive de 7t1/2 autour de l’axe x amène l’axe y dans la position précédemment
occupée par l’axe Z.

Le centre de gravité coïncide avec le centre d’inertie si le champ de gravité est

homogène. Si tel n’est pas le cas, le centre de gravité peut être remplacé par le

centre d’inertie dans les définitions de I’ISO 1151. Cela devra alors être spécifié.

Numérotation des articles et des paragraphes

Dans le but de faciliter l’indication des références d’un article ou d’un paragraphe,

une numérotation décimale a été adoptée telle que le premier chiffre soit le
numéro de la partie considérée de I’ISO 1151.
. . .
III
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NORME INTERNATIONALE 0 ISO ISO 1151-4:1994(F)
- Concepts, grandeurs et symboles -
Mécanique du vol
Partie 4:
Concepts, grandeurs et symboles utilis
s pour ktude de la
stabilité et du pilotage des avions
4.0 Introduction

La présente partie de I’ISO 1151 traite des concepts, grandeurs et symboles utilisés pour l’étude de la stabilité et du

pilotage des avions.
4.1 Commandes

Les définitions suivantes, sauf celles en 4.1.4, s’appliquent à un avion dont les commandes de pilotage (7.2.1.1)

principales sont

- le manche ou le volant, pour les commandes de tangage (4.1.1.1) et de roulis (4.1.2A);

- les pédales, pour la commande de lacet (4.1.3.1).
NOTES

1 Dans les symboles donnés en 4.1.1 à 4.1.4, la lettre 6 peut être omise s’il n’y a pas de risque de confusion.

mais pas nécessairement conformes aux

2 Les signes adoptés pour les déplacements des commandes de pilotage sont usuels,

conventions adoptées normalement.
4.1.1 Commande de tangage
commande de tangage tangage (4.1.1.1
positif vers l’avant 60.4).
Effort sur la commande de
Compensateur de tangage
commande de tangage (4.1 .1.3).
ans la plupart des cas, cette commande sert à réduire ou annuler
la commande de tangage (4.1.1.3) pour un état de vol (8.1.2)
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ISO 1151-4:1994(F)
@ ISO
4.1.2 Commande de roulis
- -
NO Dénomination Définition Symbole
II II
Commande de pilotage (7.2.1.1) permettant au pilote de modifier
4.1.2.1 Commande de roulis
le moment de roulis (1.5.5).
(1) Manche: Déplacement d’un point de référence lié à la
4.1.2.2 Déplacement de la
DC3
commande de roulis commande de roulis (4.1.2.1) dans un repère convenablement
choisi. II est positif vers la gauche (au sens de 6.0.4).
(2) Volant: Angle de rotation de la commande de roulis. II est
négatif dans le sens d’horloge pour le pilote.

4.1.2.3 Effort sur la commande de (1) Manche: Force exercée par le pilote sur la commande de

E6l
roulis roulis (4.1.2.1). Elle est positive vers la gauche (au sens de 6.0.4).
(2) Volant: Moment du couple résultant de l’effort du pilote sur
le volant, divisé par le rayon du volant. Cet effort est négatif
lorsque le couple mentionné est exercé dans le sens d’horloge
pour le pilote.

4.1.2.4 Compensateur de roulis Commande permettant au pilote de modifier l’effort sur la

commande de roulis (4.1.2.3).
NOTE - Dans la plupart des cas, cette commande sert à réduire
ou annuler l’effort sur la commande de roulis (4.1.2.3) pour un
état de vol (8.1.2) considéré.
- -
4.1.3 Commande de lacet
N” Dénomination Définition
Symbole
II II

4.1.3.1 Commande de lacet Commande de pilotage (7.2.1.1) permettant au pilote de modifier

le moment de lacet (1.5.5).

4.1.3.2 Déplacement de la Déplacement d’un point de référence lié à la commande de lacet

D,fl
commande de lacet (4.1.3.1) dans un repère convenablement choisi. II est positif
lorsque le pied gauche du pilote se déplace vers l’avant (6.0.4).

4.1.3.3 Effort sur la commande de Force exercée par le pilote sur la commande de lacet (4.1.3.1). Elle

ESn
lacet est positive lorsque le pilote pousse vers l’avant (6.0.4) avec le
pied gauche.
4.1.3.4 Compensateur de lacet Commande permettant au pilote
...

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