Tpe avion

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  • Publié le : 2 novembre 2009
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A) Quelques notions

Le contrôle d’un avion se fait grâce à des parties mobiles au niveau des ailes et de la queue. Les ailerons, les volets, les aérofreins, les gouvernes de direction, les gouvernes de profondeur assurent la stabilité de l’avion en vol et permettent de le diriger.

L’avion en vol évolue selon 3 axes :
- L’axe de tangage, selon lequel le nez de l’avion, mû par l’air,pointe vers le bas, le pilote corrige alors cet effet en abaissant ou en relevant les gouvernes de profondeur à l’aide du manche et remet l’appareil en vol horizontal.
- L’axe de roulis, selon lequel les bouts d’aile se déplacent en haut puis en bas, s’inclinent d’une aile sur l’autre, les ailerons placés sur le bord d’arrière/bord de fuite du bout des ailes contrôlent l’inclinaison del’appareil, le pilote peut alors corriger en poussant le manche à gauche ou à droite.
- L’axe de lacet, lorsqu’un avion zigzague, le nez pointe vers la droite ou vers la gauche, la dérive de direction permet de corriger cet effet en maintenant l’avion en vol rectiligne.

B) Les forces

La Physique d’un avion en vol peut se résumer par l’équilibre de 4 forces opposables deux à deux.
La portance(enfait la somme de toutes les forces qui s’exercent vers le haut) s’oppose au poids(ou plus exactement la somme de toutes les forces dirigées vers le bas) et la poussée s’oppose à la traînée. On admet que les quatre forces en vol s’exercent en un point unique appelé centre de gravité.

1) Le poids appelé aussi la gravité

Le poids est la force exercée par la terre sur tous les corps qui setrouvent près d’elle. Cette force entraîne un phénomène de pesanteur qui fait que les corps tombent, ou du moins sont attirés vers le centre de la Terre. En pratique, on peut admettre que le poids s’exerce toujours selon une ligne qui va du centre de gravité de l’avion au centre de la Terre. On pourrait croire à première vue que le poids change seulement en fonction de la consommation de carburant. Enréalité, Lorsqu’un avion manœuvre, il subit des variations de son facteur de charge qui modifient la charge supportée par les ailes. Un avion qui effectue un virage en palier avec une inclinaison de 60 degrés est soumis à facteur de charge égal à 2. Si cet avion pèse 900kg quand il est à l’arrêt au sol, son poids effectif passe à 1800kg au cours d’un tel virage.

Pour conserver l’équilibre entreportance et poids pendant les manœuvres, l’angle d’incidence doit être réglé. Pendant un virage fortement incliné, il doit par exemple relever légèrement le nez de l’avion(augmenter l’angle d’incidence) pour augmenter la portance et ainsi contrebalancer l’augmentation de poids.

2) La poussée est nécessaire pour la circulation des fluides sur l’aile

La poussée est exercé par les réacteurs quirepoussent l’air vers l’arrière. Ainsi, par la loi de l’action et de la réaction, l’air pousse l’avion vers l’avant. Donc, la poussée fournie par le ou les moteurs d’un avion sert à le propulser dans l’air. A le poussée s’oppose la traînée ; les deux forces s’équilibrent lors d’un vol stabilisé. A même altitude si la poussée augment, cette dernière dépasse momentanément la traînée et l’avion prendde la vitesse. Mais la traînée augmente aussi dans ce cas et rattrape la poussée au bout d’un certain temps. L’avion cesse alors d’accélérer et reprend un vol stabilisé, à une vitesse relative plus élevée mais constante.

La poussée est également le facteur le plus important pour déterminer les capacités ascensionnelles d’un avion. En effet, la vitesse ascensionnelles maximum n’est pas liée àla portance générée par les ailes, mais à la quantité d’énergie fournie en plus de celle nécessaire au maintien du vol en palier.
Toutefois, pour les planeurs, la poussée est exercé par les courants thermiques.

3) La traînée

Tout corps en mouvement doit vaincre la résistance de l’air, plus il est volumineux ou plus il va vite, plus grande est la force qui s’oppose à lui. Le phénomène de...
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