Comment ça vole ...

lundi 30 août 2010

Pourquoi une aile est soutenue par l’air qui circule autour ?

Une aile d’oiseau, d’avion, de planeur présente sur son dessus (l’extrados ) une partie bombée.

Réalisez l’expérience ci contre. Prenez une feuille de papier, et tenez là comme sur le dessin. La partie libre, est incurvée vers le bas par son poids. JPEG - 10.2 ko

En soufflant sut le dessus de la feuille, l’air est mis en mouvement.

Que se passe-t-il ?

La circulation de l’air va créer une dépression, qui soulève la feuille… C’est cette force sur l’aile, (la portance) qui va équilibrer le poids de l’oiseau, de l’avion, du planeur.

Angle de plané ?

Mais la circulation de l’air va créer des frottements et d’autres perturbations qui vont avoir tendance à s’opposer au mouvement de l’aéronef. L’ensemble de ces forces constitue la "traînée". Au total l’aéronef, ou l’oiseau, est soumis à 3 forces :
- la portance,
- la traînée
- son poids (ici décomposé en 2 forces, l’une alignée sur la trajectoire et opposé à la traînée, l’autre opposé à la portance). JPEG - 10.1 ko

Cela explique que le vol en air calme sans énergie adopte une trajectoire de descente comme sur le dessin ci-contre.

Un planeur, conçu pour réduire le plus possible les forces de traînée, aura un angle de très faible (classiquement 2,5% ou moins pour les planeurs modernes).

Le Planeur

Un planeur est un aéronef, plus lourd que l’air (un monoplace pèse environ 350Kg avec son pilote), qui ressemble à un avion, mais avec des ailes allongées et des formes plus effilées. JPEG - 5.7 ko Dépourvu de moteur, d’énergie pour se sustenter, un planeur descend lentement dans l’air qui l’entoure. Pour monter, le planeur devra "simplement" se tenir dans un volume d’air qui monte : une ascendance.

Les ascendances. C’est le nom donné aux volumes d’air qui s’élèvent. Le thermique est le plus classique : l’air à proximité du sol chauffé par le soleil, se dilate et devient plus léger. Il s’élève en une colonne généralement surmontée d’un joli nuage : le cumulus. Les planeurs spiralent souvent sous ces cumulus, s’élevant avec la colonne d’air chaud.

Piloter un planeur

Pour contrôler le vol d’un planeur, il y a 3 commandes principales, comme dans un avion. Une sur le manche d’avant en arrière pour contrôler la vitesse, une deuxième aussi sur le manche de gauche à droite pour contrôler l’inclinaison. La troisième commande est la direction, actionnée avec les pieds, qui agit sur le gouvernail de direction. JPEG - 19.2 ko

On peut être élève pilote dès l’age de 15 ans et pilote breveté à 16 ans, et effectuer alors des vols seul à bord à proximité de l’aérodrome. Le brevet de pilote de planeur est une première étape qui sanctionne la capacité du pilote à conduire ses trajectoires, gérer sa sécurité et de bonnes bases dans la recherche et l’exploitation des ascendances.

Après le brevet la progression vers des planeurs de grande performance et des grands vols se poursuit. Les vols de plusieurs heures et de plusieurs centaines de kilomètres sont possibles. JPEG - 9.7 ko