Comment vole un avion ?

 

En aviation, on parle de hauteur pour indiquer la distance verticale de l'avion par rapport au sol ( ASFC: Above SurFaCe) et on parle d'altitude pour  indiquer la distance verticale de l'avion par rapport au niveau moyen de la mer (AMSL: Above Mean Sea Level). Ces valeurs sont exptimées en pieds (ft). Un pied est équivalent à 0,3048 m soit environ 30 cm (1.000 ft = ~300 m; 1.000 m = ~3.300 ft).

La vitesse propre d'un avion, dans la masse d'air dans laquelle il évolu, s'exprime en noeuds (kt). Un noeud = 1,852 km/h (90 kt = 167 km/h; 100 kt = 185 km/h). La vitesse d'un avion par rapport au sol (dite vitesse sol), en simplifiant l'explication, est égale à sa vitesse propre plus ou moins la vitesse de déplacement de la masse d'air (vent) dans laquelle il évolu selon le sens du vent (de face en moins, ou arrière en plus).

Mach (prononcer "Mac") : Le nombre de Mach est le rapport entre la vitesse de l'avion dans une masse d'air et la vitesse du son dans cette même masse d'air. Ainsi, "Mach 1" représente la limite entre le vol subsonique (inférieur à la vitesse du son) et le vol supersonique (supérieur à la vitesse du son). Mach 1 correspond, pour un vol à haute altitude, à 1.060 km/h. A partir de Mach 5 on parle de vitesse hypersonique. Les avions de ligne, volent généralement à des vitesse de croisière qui se situent dans une fourchette d'environ Mach 0,7 à Mach 0,85 selon le type d'avion.

 

Un avion vole grâce au vent relatif (l'écoulement d'air que subit l'aéronef par sa vitesse par rapport à la masse d'air dans laquelle il évolu). L'air exerce ainsi une pression sur l'intrados de l'aile (dessous de l'aile) et une dépression sur l'extrados de l'aile (dessus de l'aile). La dépression sur l'extrados et la pression sur l'intrados engendrent une force sur l'aile, dirigée vers le haut et légèrement vers l'arrière, appelée portance. C'est cette portance qui permet à l'avion de planer à condition bien sûr que cette force soit proche du poids de l'avion. Si la portance est supérieure au poids, l'avion monte; si la portance est inférieure au poid, l'avion descend; si la portance est nulle, l'avion tombe. En vol normal, l'écoulement de l'air est régulier sur l'intrados et sur l'extrados. Les filets d'air "collent" au profil de l'aile. Arrivée à une certaine valeur d'angle d'incidence (angle que forme l'aile de l'avion et la trajectoire de cet avion), variable selon les caractéristiques de l'aile donc selon les avions, il se produit un "décollement" de l'écoulement des filets d'air sur l'extrados entraînant une brusque chute de portance : c'est à ce moment que l'aile décroche et que l'avion tombe si le pilote n'est pas apte à le rattraper.

 

Le décollage est le moment instantané où l'avion n'est plus en contact avec le sol. Dans la pratique le décollage inclut l'ensemble des actions qui permettent à l'avion d'accélérer jusqu'à une vitesse suffisante pour que la portance de l'aile soient supérieures au poids de l'appareil. La phase de décollage se termine lorsque l'avion est à une altitude et une vitesse suffisante pour pouvoir manœuvrer ; il se trouve alors en configuration de montée. L'avion au décollage accélère, jusqu'à atteindre la vitesse de rotation (Vr) généralement proche de la vitesse de décrochage (Vs), le pilote tire alors sur le manche, l'avion se cabre légèrement et décolle.

 

A l'atterrissage, phase du vol généralement la plus délicate, on appelle arrondi la phase où l'avion passe du vol au sol, ou l'avion va prendre et prend contact avec le sol. Celle-ci est souvent le premier obstacle difficile dans la formation d'un pilote. Elle nécessite plusieurs heures d'entraînement avant d'être maîtrisée: précision, souplesse, estimation de la hauteur de l'avion par rapport à la piste. Le but de l'arrondi est de poser l'avion sur la piste avec le train principal en premier avec une vitesse sol faible et une vitesse verticale la plus faible possible (si la vitesse verticale est forte, le pilote risque d'endommager le train d'atterrissage).

 

Hors les effets induits dont nous ne parlons pas ici, lorsque le pilote incline le manche à droite, l'avion s'incline à droite et tourne à droite; lorsque le pilote incline le manche à gauche, l'avion s'incline à gauche et tourne à gauche. Lorsque le pilote pousse le manche en avant, l'avion pique du nez et lorsque le pilote tire sur le manche, l'avion cabre le nez. Les palonniers (deux pédales commandées aux pieds) permettent au pilote de conserver la symétrie de l'écoulement de l'air de chaque côtés de son l'avion.