Les 4 forces
La
portance
Comme la partie
superieure de l'aile est plus grande que la partie
inférieure le vent mais plus de temps à la parcourir ce qui
crée une dépression, la différence de
pression va tirer l'avion vers le haut; par ailleurs le
choc de l'air sur la face inférieure de l'aile va créer
une légère surpression. Cette surpression
crée une deuxieme force qui pousse l'avion vers le haut.
L'addition de ces forces donne une force globale qui soulève
l'avion, et cette force est la portance.
Ce principe n'est pas inconnu c'est le même qui s'applique pour les
voiles de bateaux.
Couple traction, trainée
La traction ( T ) est
fournie par le groupe motopropulseur ( moteur et
hélice ). Elle s'applique à l'axe portehélice de l'avion et son
intensité varie en fonction de la puissance délivrée par
le moteur.
Comment l'hélice fait-elle avancer l'avion?
Il s'agit du même phénomène que la portance, la
pale de l'hélice a un profil qui ressemble à un porfil
d'aile. Ainsi en tournant elle va créer une force de traction
qui va tirer l'avion vers l'avant. Elle peut varier
de maniere naturelle en
fonction de la qualité de l'air consommé par le moteur : plus on
est haut, plus l'air est rare et moins le moteur aura de rendement.
Si le pilote accélère la traction augmente donc il y a rupture de
l'équilibre, la trainée étant inférieure à la traction , l'avion
accélère.
La trainée ( Rx ) est une force aérodynamique qui est
dirigée parallèlement au vent relatif, elle exprime la
difficultée de l'avion à pénétrer dans
l'air ou plus exactement la résistance de l'air aux mouvements
de l'avion , elle est d'autant plus forte que la vitesse de l'avion est
grande.
La trainée peut augmenter de telle sorte que si le pilote
sort les aérofreins la résistance à l'air augmente donc la
trainée aussi.
Comme la trainée augmente l'équilibre est de nouveau
rompu. La traction étant inférieure à la trainée,
l'avion ralentit et donc descend.
Les deux forces aérodynamiques sont la décomposition
d'une force appelé résultante aérodynamique.
Poids
Commençons par le poids, celui-ci varie durant le vol; par exemple
la consomation de carburant allège progréssivement
l'avion. En revanche la formation de givre sur les surfaces : ailes,
hélices, fuselage... alourdit l'avion et cette masse
suplémentaire peut même causer sa chute.
Quand le poids diminue, il y a une rupture de l'équilibre donc
comme la portance est suppérieure au poids , l'avion monte.
Ensuite le changement d'altitude change la pression de l'air. La
variation de la direction du vent relatif modifie le coéfficient
de portance ainsi toutes les forces sont impactées et vont
évoluées jusqu'à revenir porgressivement
vers une position d'équilibre , l'avion se stabilise et revient
a un vol en palier.
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Les
axes et les commandes de direction
Soumise en permanence aux variations des quatres forces le pilote doit
agir sur les commandes de vol pour diriger l'avion et contrôler
sa position.
Celle-ci varie autour de trois axe de rotation : Tangage,
Roulis, Lacet.
Pour modifer sa position l'avion est équipé de gouvernes :
la gourverne de profondeur, la gouverne de direction , et les ailerons.
Chacunes d'elles entraine la rotation de l'avion autour de l'un des
trois axes, toujours le même quelque soit sa postition dans
l'espace.
La gouverne de profondeur commande la rotation de l'avion autour de
l'axe de tangage, les ailerons autour de l'axe de roulis et la gouverne
de direction autour de l'axe de lacet.
Dans le cockpit il y a un manche à balais ( souvent remplacé
par un volant ou par un joystick comme dans l'A380) qui contrôle
les ailerons et la gouverne de porfondeur, le palonier qui se trouve
aux pieds contrôle la direction.
Comment sa marche?
La gouverne de profondeur est généralement horizontal et
stiué à l'arrière de l'avion. En modifiant sa position,
l'écoulement d'air sur la gouverne est modifié et crée
une force aérodynamique similaire à la portance.
Les ailerons sont situés aux extrémités des ailes
leur mouvement est inversé. Lorsque l'un d'entre eux monte
l'autre descend automatiquement.
Lorsque les ailerons sont en position neutre la portance s'applique de
façon symétrique aux deux ailes, en modifiant la
position d'un aileron on augmente ou diminue la portance à cet
endroit, comme les ailerons sont inversés la portance augmente
d'un coté de l'avion et diminue de l'autre.
Ce déséquilibre dans les forces qui s'appliquent sur l'aile provoque la
rotation autour de l'axe de roulis.
La gouverne de direction
est contrôler par le palonier ce qui provoque la rotation autour de
l'axe de lacet.
Pour attérir le pilote
doit
diminuer sa vitesse. Pour cela
il peut jouer sur les commandes des moteurs mais pour un avion plus
imposant, il dispose d'aérofreins ce qui augmente la
trainée.
Pour ne pas que l'avion
pique du nez, il dispose de volets sustantateur ce augmente la portance.
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réalisée par :
Perez Virginie
Redjaimia
Corentin
Elèves de troisième
option découverte professionnelle
Source : http://education.france5.fr/mecanique-du-vol/index.cfm
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