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Lemanche à balai (ou plus simplementmanche) est, enaéronautique, lacommande de vol qui permet aupilote d'unaérodyne de commander lesattitudes de celui-ci selon les axes detangage et deroulis.
Le principe a été inventé et breveté en 1906-1907. Le britanniqueAlliott Verdon-Roe avait déposé en un brevet décrivant un dispositif de commande par un volant (similaire à celui d'une automobile) également mobile dans le plan vertical[1]. On attribue l'invention du manche aux FrançaisLouis Blériot[2] etRobert Esnault-Pelterie[3]. Bien que le dispositif de Blériot soit plus proche du système qui s'est finalement imposé, c'est Esnault-Pelterie qui sera finalement détenteur du brevet en 1925 après une longue et coûteuse bataille juridique[4].
Sur unavion ou unplaneur, le manche actionné en avant ou en arrière agit entangage sur l'incidence via lagouverne de profondeur, permettant de modifier la trajectoire dans le plan vertical (montée, palier ou descente). Actionné à droite ou à gauche, il agit enroulis sur l'inclinaison via la gouverne degauchissement (généralement desailerons), contrôlant la trajectoire dans le plan horizontal (ligne droite ou virage).
Le manche classique est un simple levier situé entre les jambes du pilote, d'où l'appellation familière de « manche à balai » ou en anglais destick oucontrol stick. Il est articulé au niveau du plancher et inclinable en tous sens, agissant en même temps sur les gouvernes de tangage (par un mouvement vers l'avant ou l'arrière) et de roulis (par un mouvement à droite ou à gauche). La transmission des efforts entre le manche, et plus généralement l'ensemble descommandes de vol, et les gouvernes se fait par l'intermédiaire de câbles ou debielles rigides.
Sur les avions plus lourds, les efforts à exercer étant plus importants, en particulier avant l'introduction de l'assistance hydraulique, le manche a pris la forme d'un volant (parfois d'un guidon), monté sur colonne, pouvant être manipulés des deux mains. Les niveaux d'efforts ont été initialement réduits par des systèmes de compensation aérodynamique ou d'assistance hydraulique.
À la suite de l'introduction descommandes de vol électriques, le manche est devenu unmini-manche oujoystick, positionné sur le côté, ce qui permet de gagner du poids et de l'espace et de dégager la vue sur la planche de bord. Sur ces avions, il n'y a plus aucun lien mécanique entre le manche et les gouvernes : la position du manche est transmise sous forme designal électrique à descalculateurs, qui l'interprètent pour en déduire la commande à envoyer auxactionneurshydrauliques ouélectromécaniques des gouvernes. La position de manche ne correspond plus directement à un braquage des gouvernes de profondeur et de gauchissement, mais à une consigne (généralement unfacteur de charge et une vitesse de roulis) sur laquelle le système de commandes de volasservit l'avion.
Les avions de ligne d'Airbus, ainsi que la plupart des avions de chasse, sont équipés de mini-manches, alors que ceux deBoeing ont conservé le volant classique malgré l'adoption des commandes de vol électriques sur les modèles récents.
Les manches se terminent par une poignée pouvant comporter un grand nombre de commandes supplémentaires tels que la touche de communication radio, une gâchette permettant de déclencher l'ouverture du crochet d'élingue ou detreuil (largage d'eau sur un foyer d'incendie ou transport de charges), les boutons de gestion des armements sur les avions ou hélicoptères decombat.
Ceci permet au pilote de contrôler son appareil en conservant les mains sur la manette des gaz et le manche à balai (systèmeHOTAS).
La forme en volant, ou en guidon, notamment dans la plupart desavions de ligne permet d'utiliser les deux mains. L'inclinaison droite-gauche est remplacée par la rotation du volant. Le terme anglaisyoke = joug et le terme allemandSteuerhorn = cornes de commande évoquent mieux la relation avec des cornes de taureau.
Sur les avions à commandes électriques, puisqu'il n'y a plus d'efforts à transmettre, le manche peut prendre la forme d'unminimanche latéral, ce qui dégage totalement l'espace situé entre le pilote et le tableau de bord. Il est utilisé dans de nombreux appareils de combat militaires comme lesF-16 Fighting Falcon,Mitsubishi F-2,Dassault Rafale etF-22 Raptor, ainsi que dans des avions civils comme lesSukhoi Superjet 100,Airbus A320 etAirbus A380. Sur le F-16, le manche est presque fixe (et l'était entièrement dans le YF-16[5]) et la pression appliquée par le pilote est déterminée par desjauges de déformation[6],[7].
Leshélicoptères sont équipés de deux manches :
Le manche cyclique est lié au plancher via une liaison rotule, permettant le déplacement du manche avant/arrière et gauche/droite, et est équipé d'une masse d'équilibrage afin de déplacer lecentre de gravité du manche sous le plancher : si le pilote lâche le manche, la masse d'équilibrage le ramène à la verticale.
Le manche collectif est lié au plancher par une liaison pivot. Il est équipé d'une masse d'équilibrage, qui le maintient en position quand le pilote lâche le manche, ainsi que d'un système à ressort indiquant au pilote que ce dernier atteint une position limite.
Ces deux manches sont aussi équipés de dispositifs à friction permettant de durcir momentanément les commandes.
Sur unautogire, le manche à balai est un manche de pas cyclique semblable à celui de l'hélicoptère, il n'y a pas de commande de pas général.
