Comment un avion fait pour voler

COMMENT UN AVION FAIT POUR VOLER

Depuis que le monde existe, l’humain a toujours voulu voler. Mais ce n’est qu’au tout début du 20e siècle qu’il a compris les lois physiques qui s’appliquent au vol. Bien sûr, il y a eu les montgolfières (premier vol avec des humains à bord en 1783) avant l’avion, mais je m’en tiendrai aux avions.

L’histoire de l’aviation a débuté par la découverte d’un physicien français du nom de Daniel Bernouilli en 1783 que l’on appelle encore aujourd’hui le théorème de Bernouilli.

En gros ça dit ceci :

Plus un fluide se déplace rapidement, plus la pression  qu’il exerce sur un corps  diminue. Cela crée donc des différences de pression qui peuvent déplacer des objets. Je vous rappelle que l’air tout comme l’eau est un fluide. Bon assez de théorie, passons à la pratique.

Cliquez sur le petit vidéo  pour bien visualiser ce dont on parle exactement film1.avi

C’est exactement ce que l’on retrouve sur l’aile d’un avion standard.

Remarquez la courbe de l’aile. C'est grâce à cette courbe que l’on peut s’élever dans les airs.

Même chose pour l’hélice qui sert à mouvoir, elle a également la même forme qu’une aile, ce qui crée une succion vers l’avant. De plus, on peut sur certains modèles, modifier l’angle d’attaque de l’hélice afin d’augmenter la traction générée par les pales.

On peut donc augmenter l’angle d’attaque afin d’augmenter la portance, mais il y a une limite.

À environ 17 degrés, l’air commence à créer des tourbillons au-dessus de l’aile, ce qui diminue de façon drastique la portance. Pour maintenir un vol rectiligne, nous devrons donc augmenter l’angle d’attaque pour compenser la baisse de vitesse, jusqu’à un point nommé  « vitesse de décrochage ». Donc à cette vitesse, l’avion a besoin d’un angle d’attaque tellement élevé que l’aile ne réussit pas à créer de la portance. Tous les avions ont une vitesse de décrochage qui va varier principalement en fonction de la configuration de l’aile et du poids de l’avion. Mentionnons que cet angle de décrochage peut être obtenu à n’importe quelle vitesse si l'on exécute une manœuvre brusque. Nos petits avions ont une vitesse de décrochage variant entre 45 -65 nœuds (85-120 km/h), alors que les gros porteurs sont plutôt à des vitesses approchant les 125 nœuds (230km/h).

Maintenant que l’on comprend le principe, allons voir comment cela se passe vraiment sur une aile d’avion en utilisant les commandes film2.avi

Voici maintenant quelques photos d’ailes d’avion avec les volets baissés, soit parce qu’ils sont au décollage ou à l’atterrissage. À ces moments critiques du vol, on a besoin de plus de portance, le pilote sort donc les volets pour augmenter la fameuse courbe de l’aile et ainsi augmenter la portance. Cela a par contre un inconvénient, la traînée (résistance)  augmente considérablement et l'on ne peut pas aller bien vite avec cette configuration. Mais quand la situation l’exige, cela est très utile.

Il existe également des becs d’attaque rétractables qui sont situés à l’avant de l’aile afin encore là d’augmenter la portance. Après le décollage, le pilote rentre les volets arrière et les becs avant afin de permettre à l’avion d’accélérer à sa vitesse de croisière.

Donc, en gros, vous comprenez maintenant pourquoi et surtout comment un avion vole. Les plus gros avions dont le Antonov 225 et le Airbus 380 peuvent s’élever dans le ciel avec un poids total excédent les 1,3000,000 livres ou si vous préférez 590,000 kilos ou 650 tonnes…

Évidemment, pour ce poids, ça prend des ailes. Regardez le petit graphique d’un Antonov 225 comparé à un Airbus 320 et à B747.

En voici d’ailleurs un exemple au décollage film3.avi

Pour terminer, vous comprenez maintenant pourquoi en hiver, on doit déglacer les ailes avec des produits spéciaux. On veut s’assurer que les surfaces des ailes ne sont pas recouvertes de glace ou de neige qui viendrait affecter la portance durant le vol.

Lors de votre prochain vol, si c’est possible pour vous, prenez le temps de regarder la configuration des ailes au décollage, en vol de croisière et à l’atterrissage. Cela rendra votre vol plus intéressant. Si vous volez avec un ami qui a son avion, prenez le temps de  discuter avec lui  des ailes, des volets et  des ailerons qui équipent son avion.

Lors de ma prochaine chronique, je vais vous parler du tableau de bord d’un petit avion et du rôle de chaque instrument.