cours n°3 du 9 octobre 2008: ailes et fuselage

10 10 2008

Constitution d’une aile:

  • en bois et toile
  • en alu
  • en tôle
  • stratitfié
  • en composite

Géométrie de l’aile:

  • droite
  • en flèche
  • trapézoïdale
  • delta
  • ellilptique

à voir: Site internet montrant de multiples configurations d’ailes d’avion:

http://avions.legendaires.free.fr/confaile.php

Le dièdre: angle formé par les ailes et le plan horizontal; il peut être positif, nul ou négatif

La flèche: angle formé par la perpendiculaire de l’axe longitudinal de l’avion et le bord d’attaque de l’aile; elle peut être positive, négative ou neutre. dièdre

L’envergure: distance entre les deux saumons.

La surface alaire = la surface portante de l’aile: les deux demi-ailes + la zone du fuselage entre les deux demi-ailes.

La corde de profil: ligne droite du bord d’attaque au bord de fuite de l’aile

la corde moyenne: ligne qui rejoint tous les points d’égale distance entre l’extrados et l’intrados.

L’allongement: envergure / longueur de la corde moyenne OU (envergure)² /surface alaire. Les planeurs ont des voilures à fort allongement (de 20 à 25), les avions classiques de 6 à 12 et les avions rapides à faible allongement (de 3 à 5).

On appelle flèche du profil, la distance maximale entre la corde et la corde moyenne. Le rapport entre la flèche et la corde est quand à lui nommé courbure ou cambrure relative. Cela permet de déterminer si le profil d’aile est plus ou moins creux.

Exemples de profils d’aile

Plan convexe : il permet d’obtenir une portance assez élevée même à faible incidence mais à pour inconvénient d’être légèrement instable. Il génère une traînée moyenne. Utilisé en aviation  générale.

plan convexe

Biconvexe symétrique : ne portant pas aux faibles incidences, il est utilisé pour la voltige.

biconvexe symétrique


Biconvexe dissymétrique : il donne aussi une portance assez élevée même à incidence nulle tout en étant très stable. Utilisé pour l’aviation de loisir.

biconvexe dissymétrique

Profil cambré (ou creux) : profil assez instable, permettant une portance très élevée. Lorsque l’incidence augmente il cherche à se cabrer. Ce profil crée une forte traînée due à sa cambrure.

profil cambré ou creux

Double cambrure (ou autostable) : Il permet d’avoir une grande stabilité, au dépend d’une traînée assez forte et d’une portance moyenne.

double cambrure

Les dispositifs hypersustentateurs:

Au niveau des ailes: ils diminuent les distances nécessaires au décollage et a l’atterrissage, en augmentant la portance dans les phases d’approche et de décollage (à petite vitesse donc); ils ne sont pas utilisés pour les autres phases de vol car ils augmentent la résistance de l’air sur l’avion.

Au niveau du bord de fuite, les volets:

  • les volets simplestypes de volet
  • les volets d’intrados
  • les volets à fente simple, double ou triple
  • les volets Fowler

Au niveau du bord d’attaque, les becs:becs de bord d'attaque

  • les becs fixes (1)
  • les becs mobiles (2)
  • les becs Krueger (3)

Le fuselage

Formes très différentes en fonction de son utilisation. Il s’agit d’un caisson dont la rigidité est assurée par des couples ou des raidisseurs.

Forme:

  • circulaire
  • elliptique
  • carré
  • hybride

Le fuselage d’un avion est soumis au cours du vol à de multiples et nombreux efforts:

  • efforts de flexion( verticale et horizontale)
  • efforts de torsion
  • efforts de résistance à la pressurisation
  • efforts localisés( impact à l’atterrissage)

la structure est constituée de cadres soit usinés appelés cadres forts soit de cadres pliés ou cadres tollés reliés par des lisses et des pièces de renforts notamment dans les zones ou les efforts sont importants comme par exemple l’accrochage du train atterrissage.



cours n°2 mardi 7 octobre 2008: les parties d’un avion et leurs fonctions (suite)

7 10 2008

Les ailes des avions ont des formes différentes selon la vitesse de l’avion, l’altitude, la masse, etc. Cependant, elles ont toujours le même rôle: assurer la sustentation de l’avion

position des ailes:

  • aile basse Cantilever (1)
  • aile médiane
  • aile haute haubanée (3)
  • canard

nombre d’ailes:

  • monoplan
  • biplan (2)
  • triplan triplan
  • plan repliable

Les surfaces mobiles d’un avion:surfaces mobiles d'un avion (en bleu: axe de lacets; en vert: axe de roulis; en rouge axe de tangage)

les volets: sur les bords de fuite des demi-ailes, près du fuselage; se déplacent dans le même sens; permettent d’augmenter la sustentation aux basses vitesses (décollage et atterrissage).

les ailerons: près du saumon; se braquent en sens inverse sous l’effet du manche à droite ou à gauche; permettent d’incliner l’avion à droite ou à gauche;l’aileron bas génère de la portance, la demi-aile associée se lève; pendant ce temps là, l’aileron gauche est haut et génère de la déportance, la demi-aile associée se baisse.

les becs: sur certains avions: surface mobile sur le bord d’attaque de l’aile.

G.M.P.: groupe motopropulseur: moteur + hélice.

L’avion évolue autour de 3 axes de rotation, qui passent tous par le centre de gravité de l’avion:

axe des lacets: gouverne de direction; symétrie de l’écoulement de l’air de chaque côté de l’avion. commande: le palonnier (au pied).

axe de roulis: ailerons; équilibre latéral de l’avion. Commande: le manche (à droite ou à gauche).

axe de tangage: gouverne de profondeur; assiette longitudinale de l’avion. Commande: le manche (en avant en arrière, ou « à piquer » ou « à cabrer »).

les empennages: dérive et plan fixe arrière; assurent la stabilisation. Les empennages ne sont pas tous cruciformes, il existent également des empennages en T ( la gouverne de profondeur est placée sur la partie supérieure de la dérive ) et des empennages en V ( les surfaces inclinées à 45° assurent ensemble les fonctions de profondeur et de direction ).

Le train d’atterrissage tricycle: train d’atterrissage principal + roulette de nez.

Le train d’atterrissage classique: train d’atterrissage principal + roulette de queue.



cours n°1 jeudi 2 octobre 2008: les éléments d’un avion

7 10 2008

Rappel :

notions et termes vus et à connaître:

– aéronefs: aérodynes/aérostats/aérospatiaux

– les utilisateurs de l’espace aérien: les avions légers (de loisir)/ les avions de travail aérien (remorquage, travaux agricoles, taxi, sécurité civile, etc)/ l’aviation commerciale/ l’aviation de défense.

les éléments d’un avion:

– casserole d’hélice; hélice; verrière; habitacle; fuselage;

– train tricycle=roulette de nez+train d’atterrissage; OU train classique: train d’atterrissage + roulette de queue

– empennage vertical = dérive verticale (partie fixe)+gouverne de direction;

– empennage horizontal= plan fixe+gouverne de profondeur+compensateur;

– les ailes = la voilure = 2 demi-ailes; elles assurent la sustentation (=Maintien en équilibre d’un appareil se déplaçant sans contact avec le sol. Voir « portance« .)
; bord d’attaque; bord de fuite; intrados (dessous); extrados (dessus); saumon (extrémité); aileron; volet; l’emplanture (karman);

Consitution d’une aile: longeron principal; longeron secondaire; nervure; revêtement; évidement. constitution d'une aile