1.ELEMENTS CONSTITUTIFS D’UN AERONEF
Il est nécessaire, dans un premier temps, de définir un vocabulaire précis relatif à un aéronef.
Un avion, par exemple, est un aéronef plus lourd que l’air, dont les éléments constitutifs sont les suivants :
• Le fuselage ;
• Les ailes ;
• Les empennages ;
• Les gouvernes ;
• Le système propulsif ;
• Les trains d’atterrissage ;
• Les dispositifs hypersustentateurs.
1.1. FUSELAGE
Il transporte les équipements et très souvent le système de propulsion.
C’est l’organe de liaison entre les principaux composants.
1.2. AILES
Le rôle des ailes est primordial.
Elles assurent la sustentation, et peuvent occupées plusieurs positions :
1.2.1. AILES HAUTES
Exemple: Mirage F1 – C 130 - Alphajet
1.2.2. AILES MEDIANES
Exemple: Fougea CM 170, Mir 2000
1.2.3. AILES BASSES
Exemple: MIR. III AIRBUS A 310
Les ailes supportent certains organes (ailerons), d’assistance au décollage et à l'atterrissage (les dispositifs hypersustentateurs).
1.3. EMPENNAGES
Ce sont des surfaces fixes horizontales ou verticales qui assurent la stabilité de l’avion, on trouve :
1.3.1. EMPENNAGE VERTICAL
Se nomme dérive et stabilise l’avion autour de l’axe de Lacet.
1.3.2. EMPENNAGE HORIZENTAL
Stabilise l’avion autour de l’axe de tangage.
1.4. GOUVERNES
Ce sont des surfaces mobiles, qui permettent de modifier la trajectoire de l’avion par déflection d’air.
Elles sont articulées sur les ailes (ailerons), et sur l’empennage vertical (gouverne de direction), et sur l’empennage horizontal (g. de profondeur).
1.5. TRAINS D’ATTERRISSAGE
Ils permettent le décollage, l’atterrissage, et les manœuvres au sol.
1.6. SYSTEME PROPULSIF
Il permet à l’avion d’entretenir une vitesse suffisante à la création d’une force de sustentation appliquée aux ailes.
Il peut être un :
• Motopropulseur, (Moteur + hélice: GMP) ;
• Groupe turbopropulseur (Turbomoteur + hélice: GTP) ;
• Turboréacteur (GTR).
2. CLASSIFICATION DES AERONEFS
Pour se mouvoir dans l’air, l’homme a crée les aéronefs qui peuvent être classes en deux catégories :
Les plus légers que l’air :
Font intervenir le très faible poids de certains gaz pour obtenir une poussée ascensionnelle comparable a celle d’archiméde.
Les plus lourds que l’air :
Qui utilisent la réaction aérodynamique de l’atmosphère sur tout mobile qui s’y déplace.
2.1. AVIONS
Propulsés par divers moyens :
• Par traction d’une Hélice ;
Exemple :
C130 - T 34 etc.
• Par réaction d’un réacteur, ou d’une fusée.
Exemple :
Mir F1 – T 37 – Alphajet etc.
2.2. GYRAVIONS
Les gyravions comportent trois grandes classes d’appareils :
2.2.1. AUTOGIRE
Véritable ancêtre de l’hélicoptère, dont la translation est assurée par une hélice classique et dont la sustentation est assurée par une voilure tournante librement autour d’un axe vertical sous l’effet du flux de translation.
2.2.2. HELICOPTERE
Qui fait appel à une ou plusieurs voilures tournantes, pour assurer à la fois sa sustentation et sa translation.
2.2.3. GIRODYNE
Cas particulier de l’hélicoptère, qui comporte une ou plusieurs hélices classiques fournissant tout ou une partie de la force de translation.
3. FORCE EXERCEE SUR UNE AILE
La somme des forces qui s’exercent sur l’aile s’appelle.
"FORCE AERODYNAMIQUE" et notée «Fa».
On la caractérise par :
• Son point d’application : Ou centre de poussée «Cp» ;
• Sa direction : Oblique par rapport aux filets d’air ;
• Son sens : Vers l’arrière, de l’intrados vers l’extrados ;
• Son intensité :
;
: Pression dynamique ;
: Surface alaire ;
: coefficient aérodynamique fonction de :
La forme du profil ;
L’état de surface ;
L’incidence du profil.
Expression de la force aérodynamique :
Chaque point de l’aile est le siége :
• D'une force élémentaire de pression «Fp», associé à :
Une Force «de frottement "Ff"» qui engendre la couche Limite.
La somme de "Fp" et "Ff" donne une force résultante dite «Fa» FORCE AERO appliquée au C.D.P situé sur la corde de profil (1/3 du BA).
15 mn
4. DEFINITION DE LA PORTANCE «FZ» ET DE LA TRAINEE«FX»
Si l’on projette la« Fa» on obtient :
• Par rapport à l’axe de la RLF :
Une force dite de TRAINEE et notée "Fx";
• Par rapport à la l’axe ┴ à la RLF et notée "Fz" :
Une force dite de PORTANCE "Fz".
2.1. EXPRESSION DE «FX» ET DE «FZ»
La traînée :
S’oppose à la traction ou poussée du réacteur.
Fx est due:
• A la traînée Induite« Fxi» ;
• A la traînée de Profil«Fxp» ;
• A la traînée de Frottement «Fxf»
La portance
• "Fz" s’oppose au poids de l’avion ;
• "Fz" est due à la différence de Pression entre l’intrados et l’extrados de l’aile.
Transparent n° 2 : Les forces aérodynamiques
30 mn
2.2. FINESSE «F»
Notée «f» la finesse est égale au rapport de Fz par Fx :
cad
2.3. POLAIRE D’UNE AILE
Pour un profil donné, on représente la courbe Cz = f (Cx) par rapport aux angles d’incidences bien déterminés.
Les points remarquables de la portance sont :
Transparent n° 3 : La polaire
• A = i (i = -1°) CZ = 0 ;
• B = I (i = 0°) Cx min ;
• C = i (i = 5°) Tangent ou Finesse max ;
• D = i (i = 20°) CZ max ;
• E et F "i" ayant même FINESSE.
Si "i" 5°, la portance chute considérablement (Cz décroît).
Si i 5°, la portance augmente (Cz croît) mais la traînée aussi (Cx augmente), «f» diminue, il y à décrochage lorsque "i" dépasse 20°.c’est l’angle critique.
Il est nécessaire, dans un premier temps, de définir un vocabulaire précis relatif à un aéronef.
Un avion, par exemple, est un aéronef plus lourd que l’air, dont les éléments constitutifs sont les suivants :
• Le fuselage ;
• Les ailes ;
• Les empennages ;
• Les gouvernes ;
• Le système propulsif ;
• Les trains d’atterrissage ;
• Les dispositifs hypersustentateurs.
1.1. FUSELAGE
Il transporte les équipements et très souvent le système de propulsion.
C’est l’organe de liaison entre les principaux composants.
1.2. AILES
Le rôle des ailes est primordial.
Elles assurent la sustentation, et peuvent occupées plusieurs positions :
1.2.1. AILES HAUTES
Exemple: Mirage F1 – C 130 - Alphajet
1.2.2. AILES MEDIANES
Exemple: Fougea CM 170, Mir 2000
1.2.3. AILES BASSES
Exemple: MIR. III AIRBUS A 310
Les ailes supportent certains organes (ailerons), d’assistance au décollage et à l'atterrissage (les dispositifs hypersustentateurs).
1.3. EMPENNAGES
Ce sont des surfaces fixes horizontales ou verticales qui assurent la stabilité de l’avion, on trouve :
1.3.1. EMPENNAGE VERTICAL
Se nomme dérive et stabilise l’avion autour de l’axe de Lacet.
1.3.2. EMPENNAGE HORIZENTAL
Stabilise l’avion autour de l’axe de tangage.
1.4. GOUVERNES
Ce sont des surfaces mobiles, qui permettent de modifier la trajectoire de l’avion par déflection d’air.
Elles sont articulées sur les ailes (ailerons), et sur l’empennage vertical (gouverne de direction), et sur l’empennage horizontal (g. de profondeur).
1.5. TRAINS D’ATTERRISSAGE
Ils permettent le décollage, l’atterrissage, et les manœuvres au sol.
1.6. SYSTEME PROPULSIF
Il permet à l’avion d’entretenir une vitesse suffisante à la création d’une force de sustentation appliquée aux ailes.
Il peut être un :
• Motopropulseur, (Moteur + hélice: GMP) ;
• Groupe turbopropulseur (Turbomoteur + hélice: GTP) ;
• Turboréacteur (GTR).
2. CLASSIFICATION DES AERONEFS
Pour se mouvoir dans l’air, l’homme a crée les aéronefs qui peuvent être classes en deux catégories :
Les plus légers que l’air :
Font intervenir le très faible poids de certains gaz pour obtenir une poussée ascensionnelle comparable a celle d’archiméde.
Les plus lourds que l’air :
Qui utilisent la réaction aérodynamique de l’atmosphère sur tout mobile qui s’y déplace.
2.1. AVIONS
Propulsés par divers moyens :
• Par traction d’une Hélice ;
Exemple :
C130 - T 34 etc.
• Par réaction d’un réacteur, ou d’une fusée.
Exemple :
Mir F1 – T 37 – Alphajet etc.
2.2. GYRAVIONS
Les gyravions comportent trois grandes classes d’appareils :
2.2.1. AUTOGIRE
Véritable ancêtre de l’hélicoptère, dont la translation est assurée par une hélice classique et dont la sustentation est assurée par une voilure tournante librement autour d’un axe vertical sous l’effet du flux de translation.
2.2.2. HELICOPTERE
Qui fait appel à une ou plusieurs voilures tournantes, pour assurer à la fois sa sustentation et sa translation.
2.2.3. GIRODYNE
Cas particulier de l’hélicoptère, qui comporte une ou plusieurs hélices classiques fournissant tout ou une partie de la force de translation.
3. FORCE EXERCEE SUR UNE AILE
La somme des forces qui s’exercent sur l’aile s’appelle.
"FORCE AERODYNAMIQUE" et notée «Fa».
On la caractérise par :
• Son point d’application : Ou centre de poussée «Cp» ;
• Sa direction : Oblique par rapport aux filets d’air ;
• Son sens : Vers l’arrière, de l’intrados vers l’extrados ;
• Son intensité :
;
: Pression dynamique ;
: Surface alaire ;
: coefficient aérodynamique fonction de :
La forme du profil ;
L’état de surface ;
L’incidence du profil.
Expression de la force aérodynamique :
Chaque point de l’aile est le siége :
• D'une force élémentaire de pression «Fp», associé à :
Une Force «de frottement "Ff"» qui engendre la couche Limite.
La somme de "Fp" et "Ff" donne une force résultante dite «Fa» FORCE AERO appliquée au C.D.P situé sur la corde de profil (1/3 du BA).
15 mn
4. DEFINITION DE LA PORTANCE «FZ» ET DE LA TRAINEE«FX»
Si l’on projette la« Fa» on obtient :
• Par rapport à l’axe de la RLF :
Une force dite de TRAINEE et notée "Fx";
• Par rapport à la l’axe ┴ à la RLF et notée "Fz" :
Une force dite de PORTANCE "Fz".
2.1. EXPRESSION DE «FX» ET DE «FZ»
La traînée :
S’oppose à la traction ou poussée du réacteur.
Fx est due:
• A la traînée Induite« Fxi» ;
• A la traînée de Profil«Fxp» ;
• A la traînée de Frottement «Fxf»
La portance
• "Fz" s’oppose au poids de l’avion ;
• "Fz" est due à la différence de Pression entre l’intrados et l’extrados de l’aile.
Transparent n° 2 : Les forces aérodynamiques
30 mn
2.2. FINESSE «F»
Notée «f» la finesse est égale au rapport de Fz par Fx :
cad
2.3. POLAIRE D’UNE AILE
Pour un profil donné, on représente la courbe Cz = f (Cx) par rapport aux angles d’incidences bien déterminés.
Les points remarquables de la portance sont :
Transparent n° 3 : La polaire
• A = i (i = -1°) CZ = 0 ;
• B = I (i = 0°) Cx min ;
• C = i (i = 5°) Tangent ou Finesse max ;
• D = i (i = 20°) CZ max ;
• E et F "i" ayant même FINESSE.
Si "i" 5°, la portance chute considérablement (Cz décroît).
Si i 5°, la portance augmente (Cz croît) mais la traînée aussi (Cx augmente), «f» diminue, il y à décrochage lorsque "i" dépasse 20°.c’est l’angle critique.