Comment Vole Un Avion ?


La portance


1. En vol horizontal normal, pour arriver en même temps à l'extrémité de l'aile, les filets d'air sur l'extrados (dessus) s'accélèrent et s'étirent, ce qui provoque une diminution de la pression ; sur l'intrados (dessous), au contraire, ils ralentissent et se compriment, ce qui entraîne une augmentation de la pression. Comme la dépression sur l'extrados est plus forte que la surpression sur l'intrados, l'avion n'est pas porté en l'air mais bien "aspiré" vers le haut. La portance est alors maximale.

2.Plus l'angle d'attaque des filets d'air sur l'extrados augmente, plus la portance diminue.


3.Quand l'angle d'attaque est trop grand, la portance est nulle, il se produit un décrochage.




Evidemment ce phénomene ne se produit que si de l'air s'écoule le long des ailes...
Il faut donc a un avion une vitesse horizontale suffisante pour pouvoir décoller et rester en l'air lors d'un vol....
Je vais donc vous présenter différents systemes de propulsion.

Mais avant tout sachez que rien ne serait possible sans l'hélice, que l'on retrouve dans tout ces systemes sous le nom de turbine ou de soufflante, mais c'est exactement le meme principe, que voici :


Hélice en soufflerie



Comme on peut le voir sur cette image, une hélice avance dans l'air (ou l'eau ) comme le fait une vis dans une piece de bois.








Pour faire tourner leurs hélices, les premiers avions utilisaient un moteur a piston comme le Rolls Royce Merlin, qui équipait les chasseurs alliés Spitfire, Hurricane, Mustang P-51, Mosquito et les bombardiers Lancaster.

Moteur Rolls 
Royce MerlinLe Chasseur Spitfire
Un Bombardier Avro Lancaster


N'étant pas assez rapide, les moteurs a pistons furentt remplacés à partir de 1949 par des turboréacteurs:


description d'un tuboréacteur L'air qui entre dans un turboréacteur est comprimé par des compresseurs et entre dans les chambres de combustion. Le carburant qui y est distribué est brûlé par l'air comprimé. La température de l'air s'élève. A la sortie des chambres de combustion, les résidus chauds de la combustion des gaz rencontrent les aubes des turbines qui entraînent les compresseurs. Dans la tuyère terminale, la pression des gaz retombe brusquement (détente des gaz), ce qui propulse l'avion. Ce type de moteur équipe principalement les avions civils, long-courriers.



turbopropulseur
Associé a une hélice, un turboréacteur devient un turbopropulseur. Un turbopropulseur comporte les mêmes éléments qu'un turboréacteur, mais les gaz brûlés sortant des chambres de combustion se détendent sur les aubes de la turbine et entraînent une hélice. Lors de l'éjection, les gaz, encore détendus au niveau de la tuyère, augmentent la propulsion. Particulièrement adapté pour les avions volant à moins de 750 km/h, le turbopropulseur est économique.



Associé a une soufflante (hélice géante que l'on trouve a l'entrée des Boeing 747-400, par exemple...), le turboréacteur devient un turboréacteur avec soufflante (logique ! ) ou turboréacteur double flux ou turbofan:

moteur du Boeing 747-400 turbofan










Une partie de l'air aspiré est cette fois, faiblement comprimé puis rejeté immédiatement (le "flux froid") ; l'autre partie de l'air (le "flux chaud") connaît le cycle complet compression-chauffage-détente. L'existence de ce flux froid rend l'avion moins gourmand en carburant, plus nerveux et diminue le bruit. Cependant, plus on gagne en altitude, plus l'air se raréfie et donc moins le réacteur est efficace. La vitesse optimale est donc obtenue vers 12.000 m d'altitude.

Vu que pour certains, 1000 km/h (a peu près la vitesse maximum d'un turbofan ), ce n'est pas assez, ont peut rajouter au turbofan une postcombution. Cela donne un turboréacteur avec postcombustion.


Turboréacteur avec poscombustion

On améliore les rendements du turboréacteur avec soufflante en injectant du kérosène dans la seconde partie du réacteur. Bruyant et gros consommateur de carburant, il est utilisé pour l'aviation militaire et également pour le Concorde et le Tupolev aux vitesses supersoniques.




Et puis il existe des gens qui pensent qu'aller 2 fois plus vite que le son ne suffit pas, alors ils ont inventés le statoréacteur

statoréacteur Le statoréacteur est le plus simple des moteurs à réaction : l'air qui y pénètre est comprimé par la vitesse même de l'avion. Au centre du moteur, la combustion du carburant dans l'air comprimé éjecte les gaz à une vitesse accrue par la tuyère. Léger, capable de délivrer des poussées considérables, son fonctionnement n'est possible que lorsque l'avion possède déja une vitesse (obtenue par un turboréacteur par exemple).



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