avion

3.4

Trains d’atterrissage

Les trains d’atterrissage constituent la partie la plus complexe d’un avion. Leur jambe principale fait office d’amortisseur en absorbant le choc de l’atterrissage. Ils comportent également un mécanisme de relevage, qui remonte ou abaisse le train, les roues et les freins. Il existe deux grandes classes de trains d’atterrissage : le train classique et le train tricycle. Le train classique comprend deux grandes roues situées en avant du centre de gravité de l’avion et une petite roue placée à la queue de l’appareil. Le train tricycle est muni de plusieurs roues en arrière du centre de gravité et d’une autre roue à l’avant du fuselage. L’atterrissage est plus aisé à l’aide d’un train tricycle car ce dernier améliore le freinage et la maniabilité de l’appareil. Par ailleurs, l’avion a ainsi moins de risque d’atterrir sur le nez.

4

Commandes et instruments

4.1

Commandes

L’orientation d’un avion est régie par trois dispositifs de contrôle, qui déterminent chacun le mouvement de l’appareil autour d’un axe différent. Ces trois dispositifs sont la gouverne de profondeur, la gouverne de direction et les parties mobiles du bord de fuite de l’aile, qui sont les ailerons ou gouvernes latérales. Le pilote peut actionner ces trois gouvernes depuis le poste de pilotage (cockpit) au moyen de deux commandes : le manche qui agit sur les ailerons et la gouverne de profondeur, et le palonnier qui agit sur la gouverne de direction. Une modification de chacune de ces surfaces crée une force aérodynamique et un moment résultant qui feront incliner l’avion sur l’un de ses trois axes : tangage, roulis ou lacet.

La gouverne de profondeur agit sur le mouvement de tangage autour de l’axe transversal. Ainsi, un déplacement du manche vers l’arrière élève la gouverne de profondeur, ce qui provoque un cabrage de l’avion (soulèvement de son nez). En revanche, une poussée du manche vers l’avant produit l’effet inverse, faisant piquer l’appareil.

Les ailerons, habituellement placés sur la partie la plus éloignée de l’aile, contrôlent le mouvement de roulis autour de l’axe longitudinal. Par exemple, un mouvement du manche vers la droite soulève l’aileron droit et abaisse le gauche, ce qui provoque une dissymétrie de la portance et par conséquent l’inclinaison de l’avion sur la droite.

La gouverne de direction assure le mouvement de rotation autour de l’axe vertical ou axe de lacet. En enfonçant la pédale droite du palonnier, le pilote fait pivoter l’avion vers la droite autour de cet axe et inversement.

Un certain nombre de commandes secondaires ont été conçues pour assurer une manipulation plus facile et plus sûre du contrôle de l’appareil. Ces commandes permettent d’actionner les becs, les volets et les spoilers qui sont des volets destinés à détruire la portance et à freiner l’avion lors de l’atterrissage.

4.2

Instruments

Les informations nécessaires au bon déroulement du vol sont fournies par divers types d’appareils, qui peuvent être répartis en quatre grandes catégories : les instruments de contrôle des moteurs, les instruments de vol, les instruments d’aide à l’atterrissage et les instruments d’aide à la navigation. Les instruments de contrôle des moteurs comprennent les tachymètres, qui affichent le nombre de tours par minute de chaque moteur, plusieurs indicateurs de température et de pression. Les instruments de vol renseignent le pilote sur la vitesse de l’appareil, sur la direction grâce au compas magnétique et au gyrocompas, et sur son altitude à l’aide de l’altimètre. Plusieurs de ces instruments de vol, en particulier le pilote automatique, utilisent le principe du gyroscope.

Les instruments d’aide à l’atterrissage, nécessaires en cas de mauvaise visibilité, sont de deux types. Certains fournissent directement au pilote des signaux lui permettant d’atterrir en toute sécurité, d’autres consistent en des équipements radar au sol, qui le guident en lui communiquant des informations par radio.

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Propulsion

Deux types de propulsion sont utilisés pour assurer la force de poussée d’un avion en vol : la propulsion à hélice et la propulsion à réaction. Un avion à hélice utilise un moteur à piston (voir moteur à combustion interne) ou un turbopropulseur qui entraîne l’hélice, laquelle repousse l’air vers l’arrière grâce à ses pales, profilées comme des ailes. Dans le cas de la propulsion à réaction, la poussée est fournie par l’éjection de gaz à grande vitesse à travers une tuyère dirigée vers l’arrière.

Un moteur d’avion doit satisfaire à un certain nombre d’exigences : une grande fiabilité, une longue durée de vie, un faible poids, une faible consommation et une faible surface frontale. Le facteur le plus important est la fiabilité. La durée de vie est un paramètre d’ordre économique, particulièrement important en aviation commerciale. Quant aux trois autres critères, ils dépendent du type d’avion pour lequel le moteur est prévu. Le poids et la consommation représentent des facteurs interdépendants, puisque le carburant est en lui-même une charge qui s’ajoute au poids de l’appareil. Une faible surface frontale est souhaitable si l’on désire minimiser la traînée due au moteur.

Beaucoup d’avions utilisent des moteurs à réaction, qui ont nettement supplanté les moteurs à piston. Les avions à hélices sont généralement équipés de turbopropulseurs, qui sont des turbines à gaz, dans lesquelles l’air admis est d’abord comprimé par un compresseur. Lorsque le carburant est injecté, il brûle grâce à l’oxygène de l’air, augmentant la température et le volume des gaz. Les gaz à haute pression passent alors dans une turbine, qui entraîne le rotor du moteur. Les avions à réaction utilisent habituellement des turboréacteurs, qui fonctionnent suivant le même principe que les turbopropulseurs, mais dans lesquels les gaz sont accélérés en se détendant dans une tuyère située à l’arrière, et éjectés, provoquant ainsi la poussée désirée. Les moteurs à réaction sont plus performants que les moteurs à pistons et n’engendrent quasiment pas de vibrations à bord de l’appareil.

Il existe également des avions qui utilisent des moteurs à réaction appelés statoréacteurs, dans lesquels la compression de l’air nécessaire à la combustion est obtenue à partir de la seule vitesse de déplacement. Comme dans le turboréacteur, la totalité de sa puissance provient de l’éjection des gaz. Ce type de moteur peut fournir une puissance très élevée, de l’ordre de centaines de milliers de watts. Bien que le statoréacteur soit utilisable sur des appareils pilotés, sa consommation est si importante qu’on l’emploie uniquement sur des missiles.

Pour voler à une altitude où il n’y a plus suffisamment d’oxygène pour assurer la combustion du carburant, on utilise des moteurs-fusées, qui sont munis de leur propre comburant. Comme les statoréacteurs, leurs principales applications concernent les missiles.

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Types d’avions et applications

Les avions peuvent être classés en trois catégories suivant leur fonction et leur domaine d’utilisation : les appareils commerciaux, destinés au transport des passagers et des marchandises, les appareils militaires et, enfin, les appareils d’aviation générale qui regroupent tous ceux qui ne figurent pas dans une des deux premières catégories. Les caractéristiques particulières de chaque avion sont déterminées par la nature des prestations qu’il doit exécuter.