Section 1 OCOM M231.01 – IDENTIFIER LES QUATRE FORCES QUI AGISSENT SUR UN AÉRONEF

Chaque aéronef a un poids qui influence la conception et la performance de l’aéronef.

Le poids d’un aéronef est la force qui agit verticalement vers le bas en direction du centre de la terre et qui découle de la gravité.

Les planeurs utilisés dans le cadre du programme de vol à voile des cadets de l’Air sont remorqués jusqu’à leur altitude de vol par un avion-remorqueur. Il existe d’autres méthodes pour gagner de l’altitude, notamment l’utilisation d’un treuil pour atteindre la vitesse au sol.

Un aéronef gagne en énergie au fur et à mesure qu’il gagne de l’altitude. L’énergie gagnée par le planeur au fur et à mesure qu’il est amené à son altitude déterminée peut être dépensée rapidement dans une descente rapide vers la Terre ou lentement dans une descente longue.

La traînée est la résistance exercée sur les objets qui volent.

Les cadets ont expérimenté la résistance de l’air en pédalant sur leurs bicyclettes ou en marchant pendant un jour venteux.

Lors de la conception d’un aéronef, l’objectif est de minimiser la traînée.

Les cadets évitent la traînée lorsqu’ils abaissent leur tête et leurs épaules sur la bicyclette, pour gagner de la vitesse.

La conception d’un aéronef permet de minimiser la traînée, mais ne permet pas de l’éviter totalement. Plus un aéronef est conçu pour voler vite, plus il risque d’être lisse et fuselé.

Un parachute est conçu pour tirer profit au maximum de la traînée, en retenant l’air et en l’utilisant pour descendre lentement.

Un aéronef peut utiliser la traînée pour contrôler le vol et la manœuvre en poussant sur l’air qui défile.

Tel que démontré dans le PE3, un planeur avance au fur et à mesure qu’il descend et ne tombe pas à la verticale. Il y parvient en utilisant l’air qui défile, on pourrait comparer le phénomène à un cadet qui plonge dans l’eau.

Un planeur vole toujours vers le bas, dans l’air. Toutefois, en trouvant la portance atmosphérique (air de poussée) pour compenser le mouvement vers le bas de l’aéronef en raison de la gravité, le pilote peut gagner en altitude et voler de grandes distances sans devoir recourir, à nouveau, à une poussée artificielle.

La poussée est une force qui fait avancer un aéronef. Un planeur dépense l’énergie qu’il a gagnée et avance en utilisant la vitesse de la descente pour avancer. Il utilise son poids pour pousser sur l’air qui défile, ce qui assure sa stabilité. Avec son nez abaissé, il avance en glissant sur l’air qui défile au-dessous.

Les ailes d’un planeur sont conçues pour se projeter dans l’air qui défile. D’ordinaire, les ailes d’un planeur sont très grandes par rapport à la taille de l’aéronef, parce qu’un planeur dépend de ses ailes pour développer la portance sans l’aide d’un moteur ou d’une hélice. Au fur et à mesure que l’air défile sur et sous l’aile, celle-ci l’utilise pour créer la portance.

Le but des ailes d’un planeur est que celui-ci se déplace lentement, afin de minimiser la descente. L’objectif du vol à voile est de voler aussi loin que possible en perdant le moins d’altitude que possible pour chaque unité d’énergie que le planeur perd en descente. La distance parcourue comparée à l’altitude perdue s’appelle la finesse. La finesse devrait se situer autour de 30 mètres d’avancée pour chaque mètre de descente.

Les ailes du planeur sont conçues pour développer la portance, car celle-ci réduit la vitesse de descente tout en permettant au planeur d’avancer. La portance de l’aile de l’aéronef compensera le poids de l’aéronef, jusqu’à un certain point et cela améliore la finesse de l’aéronef. D’ordinaire, plus l’aile est grande, plus on peut développer de finesse.

Une aile génère la portance en utilisant l’air qui défile de façon très sophistiquée; vous étudierez ce sujet dans la prochaine leçon.

Un aéronef motorisé subit également le poids, la poussée et la portance, comme les planeurs. Toutefois, alors qu’un planeur peut voler uniquement en transformant l’énergie de sa descente en poussée, un aéronef motorisé peut générer la poussée à l’aide de son moteur. Dans ce cas, la poussée est fournie à l’aéronef au moyen d’une hélice motrice ou de l’échappement d’un moteur à réaction.

Montrer aux cadets une diapositive ou un transparent (rétroprojecteur ou PowerPoint) ou des documents de cours en papier montrant les quatre forces qui agissent sur un aéronef, et qui se trouvent à la figure B-1.

D’autre part, le moteur ajoute un poids à l’aéronef et tant l’hélice que l’enveloppe du moteur augmentent la traînée de l’aéronef. Par conséquent, un aéronef motorisé n’aura pas la finesse élevée d’un planeur.

Toutefois, un aéronef motorisé peut atteindre l’équilibre, ce qu’un planeur ne peut pas faire. L’équilibre est une condition dans laquelle la portance est égale au poids ou la poussée est égale à la traînée. Souvent, les pilotes appellent cela voler en ligne droite et en palier.

• Si la portance est supérieure au poids, l’aéronef gagne de l’altitude. • Si le poids est supérieur à la portance, l’aéronef descend. • Si la poussée est supérieure à la traînée, la vitesse de l’aéronef augmente. • Si la traînée est supérieure à la poussée, la vitesse de l’aéronef diminue.

Un planeur peut voler même s’il ne produit pas sa propre poussée. Il peut voler même si son poids est supérieur à sa portance. Toutefois, en raison de la gravité de la Terre, le vol est limité par les conditions atmosphériques et les compétences du pilote. Pendant un jour sans vent, même le pilote le plus chevronné retournera rapidement sur Terre après avoir été lâché.

Avec un aéronef motorisé, il est possible de retarder la descente en transformant l’énergie du carburant consommé en poussée, car les ailes de l’aéronef peuvent transformer la poussée en portance.