LES DÉBUTS DE L'AERONAUTIQUE (Travaux Pratiques Encadrés - Espaces pédagogiques interactifs)
Publié le 20/04/2016
Extrait du document
et encouragent donc le transport de passagers. Ainsi est ouverte la première liaison commerciale Paris-Londres avec passagers en 1919 et l'on assiste à la naissance des premières compagnies aériennes, comme la KLM (1919), la Sabena (1923), Air France (1933). Toutefois, dans ce domaine, les dirigeables avaient une certaine avance, puisqu'à partir de 1909 les dirigeables zeppelin vont permettre de transporter environ 35000 S passagers en ^ 1500 vols. Zeppelin va même ouvrir, en 1927, une ligne transatlantique entre l'Allemagne et l'Amérique. Ce succès ne sera interrompu que par la catastrophe du zeppelin Hindenburg qui prendra feu en 1937.
AEROSTATS ET AERODYNES
La conquête des airs par l'homme s'est réalisée au moyen de deux types d'aéronefs différents : les aérostats ou « plus légers que l'air »
Dans les aérodynes, quatre forces entrent en jeu : la poussée, la traînée, le poids et la portance.
• La poussée permet de faire avancer l’engin. Elle est exercée par le système de propulsion de l'appareil, quand, au moyen d'hélices ou de réacteurs, on déplace de l'air vers l'arrière de l'appareil.
• La traînée, qui s'oppose à la poussée, est due à la résistance de l’air.
• Le poids de l’appareil résulte tout simplement de la pesanteur et s'oppose à la portance.
• La portance est la force qui permet de soulever l'appareil. Quand l'engin avance, l'air circule sur le dessus de l'aile (extrados) ainsi que sur le dessous (intrados), mais, en fonction de l'angle d'incidence de l'aile dans l'air, la pression sera plus faible sur l'extrados que sur l'intrados. C'est cette différence de pression qui entraîne l'appareil vers le haut.
Donc, pour que l'engin avance, il faut que la poussée dépasse la traînée et, pour qu'il monte, il faut que la portance dépasse le poids.
Recherche documentaire, Pistes de travail & Axes de recherches pour exposé scolaire (TPE – EPI)
«
l'appui du ministère de la Guerre , Ader va concevoir deux nouveaux engins : le Zéphyr (Avion Il), qu'il n'achèvera pas, et un bimoteur baptisé Aquilon {Avion Ill) .
Ce dernier est équipé de deux moteurs à vapeur de 20 ch, actionnant chacun une hélice de quatre pales.
Les hélices ont la particularité de tourner en sens inverse.
Le 14 octobre 1897, des essais sont effectués au camp de Sartory mais , malheureusemen~ ils ne sont pas concluants , entre autres à cause de conditions météorologiques défavorables .
La commission de l'armée qui était présente n'est pas convaincue et Ader, découragé, abandonne ses recherches .
Cependant, il laisse des écrits essentiels, en particulier sur la technique de vol.
LES FRÈRES WRIGHT ET LA NAISSANCE DE L'AÉROPLANE
commerçants de bicyclettes, s'intéressent au vol humain depuis 1896.
Étudiant en particulier les travaux de lilienthal et Chanute , ils tentent de déterminer comment contrôler la stabilité de l'appareil en cours de vol.
Observant le vol des busards, Wilbur remarque qu'ils conservent leur équilibre latéral à l'aide d'une légère torsion de l'extrémité de leurs ailes.
C'est alors qu'il conçoit la technique de gauchissement des ailes qui consiste à accroître , par torsion , l'angle d'incidence de l'extrémité d'une aile
afin d'en augmenter la portance pour la soulever.
En 1899, les frères Wright construisent un planeur qui leur permet de valider cette technique.
En 1902, ils améliorent le système de commande en reliant un gouvernail mobile au système de gauchissement.
L'année suivante, ils construisent le Flyer 1, un
biplan équipé d 'un moteur à quatre cylindres et de deux hélices propulsives .
Le 17 décembre 1903, le Ayer 1 décolle de Kitty Hawk (Caroline du Nord) et vole pendant 12 secondes sur une distance de 37 mètres .
C'est le premier vol contrôlé d'un aéroplane motorisé .
Deux ans plus tard, les frères Wright mettent au point le premier aéroplane vraiment opérationnel -Flyer Ill- en amé liorant le système gouverne gauchissement et en le dotant d'un moteur plus puissant.
Ils réussissent alors un vol de 38 minutes sur une distance de 38 kilomètres !
LE DÉVELOPPEMENT DES DIRIGEABLES
Alors que le vol contrôlé des plus lourds que l'air ne fait que commencer , on assiste au développement des dirigeables .
Ces engins plus légers que l'air sont constitués d'une enveloppe remplie d'hydrogène et propulsé s par un moteur .
En 1852 , le Français Henry Giffard réussit le premier envol de dirigeoble , lequel est propulsé par un
moteur à vapeur .
Cependant , son gouvernail ne permet pas de le diriger précisément.
Quelques années plus tard, Charle s Renard résout le problème avec une découverte importante : plus il est grand , plus le dirigeable est facile à diriger.
Néanmoins , il subsiste d'autres inconvénients : ces vaisseaux sont équipés de moteurs électriques dont le poids important des batteries constitue un obstacle et, d'autre part , leur enveloppe soup le se déforme sous l 'effet du vent.
Pour pallier ces
problèmes, le comte Ferd inond von Zeppelin , général à la retraite, conçoit dès 1894 un dirigeable rigide propulsé avec un moteur à combustion interne.
Sa structure en alliage léger très robuste est recouverte d 'une toile imperméable et, à l'intérieur , se trouve un certain nombre de cellules cylindriques gonflées à l'hydrogène .
Le 2 juillet 1900, un vol est réalisé avec un dirigeable rigide de 128 mètres , propulsé à la vitesse de 29 km/ h par deux moteurs développant 30 ch.
Fort de ce succès, le comte von Zeppelin
construit plusieurs d irigeobles et inaugure à la fin de 1909 un service régulier entre des villes allemandes .
LES PROCRES DES AEROPLANES
Suite à l'exp loit des frères Wright , de nombreuses améliorations seront apportées à ces machines volantes, comme, par exemple , l'invention en 1907 du manche à balai par Robert Esnault-Pelterie, permettant de relier les mouvements de l'avion à une seule commande .
Les progrès ont été particulièrement importants pour deux éléments : le moteur et l'hélice .
Remplaçant les moteurs à vapeur ou électriques, les moteurs à pistons vont être adaptés aux contraintes du vol.
En 1906, Léon Levosseur construit le moteur Antoinette , à cylindres multiples et à rotation rapide , qui sera le propulseur le plus répandu jusqu 'en 1910.
Trois ans plus tard, les frères Seguin mettent au point un moteur rotatif de 50 ch, baptisé Gnome , dans leque l les cylindres en anneaux tournent avec l'hélice autour d'un vilebrequin fixe.
Beaucoup de solutions sont testées pour le refroidissement (par air ou par eau) et pour la disposition des cylindres (en ligne, en éventail, en étoile , etc.).
Ainsi , dès 1910 , ces moteurs propulsent les avions à 100 km/ h et à une altitude dépassant les 3 000 mètres ! Quant à l'hélice , on lui donne un profil plus aérodynamique pour obtenir une meilleure portance vers l'avant.
Comme la vitesse est plus élevée en tête de pale qu'en pied de pale , Lucien Chauv ière construit une hélice dont la pale est vrillée .
Ainsi , l'angle de calage qui décrit la torsion du profil de l'hélice est plus faible à l'extérieur qu'au centre, afin d 'obtenir une pou ssée égale sur toute _...._ .......,.__, la longueur.
Par ailleurs, deux autres types d'appareil apparaîtront : l'hélicoptère , dont la sustentation est assurée par des voilures tournantes (premier vol réalisé par Paul Cornu en
1907 ), et l'hydravion, conçu pour décoller et atterrir sur un plan d 'eau (premier vol effectué par Henri Fabre en 1910).
LES DÉBUTS DE L'INDUSTRIE AÉRONAUTIQUE
La guerre de 14-18 a permis un développement considérable de l'industrie aéronautique .
Dans un premier temps , les avions et les dirigeables ont principalement des missions d 'observation des troupes ennemies et de réglage de tir de l'artillerie mais, rapidement , une aviation de chasse est créée pour détruire les avions de reconnaissance .
L'invention du tir axial à travers l'hélice par l'ingénieur français Raymond Saulnier va permettre les premier s véritables combats aériens, dans lesquels les SPAD françai s et les Bristol
anglais affronteront les Albatros et Fokker allemands .
A partir de 1916 , on commence à mener des missions de bombardement, avec toutefois une piètre efficacité.
En ce qui concerne le type d 'avions utilisés , le biplan considéré comme plus robuste sera préféré au monoplan .
Entre 1914 et 1918 , près de 200000 avions sont produits par les pays belligérants .
La France, quant à elle, a produit environ 60 ooo avions et 93 ooo moteurs.
Lors de l'Armistice, elle dispose de 3 608 avions opérationnels et le secte ur aéronautique emploie 186000 ouvriers.
RECONVERSION CIVILE DE L'AÉRONAUTIQUE
Après la guerre, on va assigner de nouv elles tâches aux vaisseaux aériens , à savoir le tran sport de march andises, le courrier et le transport de passagers.
La création en 1927 de l'Aéropostale reflète sans doute le mieux cette évolu tion.
Dès 1919 , Pierre-Georges Latécoère ouvre des lignes aériennes pour acheminer le courrier vers l'Amér ique du Sud et l 'Afrique , en utilisant quinze avions Bréguet 14 fourni s par l'armée.
Les pilotes pionniers de l 'Aéropo stale, comme Jean Mermoz , Antoine de Soint-Exup éry ou Henri Guillaumet , travaillent dans des conditions périlleuses et sont aujourd 'hui devenu s des figures légendaires.
L'entre-deux-guerres marque aussi la poursuite des exploits , comme par exemple la première traversée de l'Atlant ique par Alcock et Brown en 1919 suivie, en 1927 , par celle en solitaire de Lindbergh , le survol du Pôle Sud en 1929 par Richard Byrd, le premier tour du monde e n solitaire en 1933 par Wiley Post .
Ces performance s confirment la fiabilité de ces appareils
et encouragent donc le transport de passager s.
Ainsi est ouverte la premi ère liaison commerciale Paris -Londre s avec passagers en 1919 et l'on assis te à la naissance des premières compagnies aériennes , comme la KLM {1919 ), la Sabena {1923), Air France {1933 ).
Toutefois , dans ce domaine , les dirigeable s avaient une certaine avance, puisqu 'à partir de 1909les dirigeables zeppelin vont permettre de transporter environ 35 ooo passagers en 1500 vols .
Zeppelin va même ouvrir , en 1927 , une ligne trons otlon tique entre l 'Allemagne et l'Amérique.
Ce succès ne sera interrompu que par la catastrop h e du zeppelin Hindenburg qui prend ra feu en 1937 .
LA SECONDE GUERRE MONDIALE
Bien plus qu'en 14-18, les force s aériennes ont joué un rôle décisif lors de la Seconde Guerre mondiale .
La ·supériorité de l'Allemagne nazie dans ce domaine - 3 500 appareils contre 2 500 chez l'ensemble des Alliés- a en effet été un facteur crucial au début du conflit, avec en particulier leur chasseur Messers c hmitt 109 et leur
bombardier en piqué Junkers 87 " Stuk ».
Les Alliés réagiront en augmentant massivement la production d 'avions et, pendant les cinq années de guerre , il sera produit au total 675 000 appareils ! Dans ce secteur devenu stratégique, il faut mentionner deux nouvelle s invention s qui vont révolutionner l'aviation : le radar et le moteur à réaction .
Mis au point par les Britanniques , le radar est un système permettant de détecter un objet (avion, navire, etc.) et en déterminer la distance.
Non seulement il a rendu possible la détection des formation s ennemies , mais il a aussi perm is de naviguer par tous les temps .
Quant au moteur à réaction, c'est un nouveau mode de propulsion fonctionnant sans hélice s.
Son principe consiste à comprime r l'air admis dans le moteur et de l'enflammer après injection d 'un carburant pulvérisé .
L'échappement des gaz propu lse," par réaction », l'avion vers l'avant.
Le premier vol d'un avion à réaction est accompli par les Allemands le 27 août 1939 avec le Heinkel He 178.
Toutefois , c'est le bimoteur allemand
Messersc h mitt Me 262 qui sera le premier avion à réaction à mener des opération s militaires..
»
↓↓↓ APERÇU DU DOCUMENT ↓↓↓
Liens utiles
- Le calcul différentiel (Travaux Pratiques Encadrés - Espaces pédagogiques interactifs)
- (Travaux Pratiques Encadrés - Espaces pédagogiques interactifs): Les armes à feu
- La biométrie (Travaux Pratiques Encadrés - Espaces pédagogiques interactifs)
- Les biomatériaux (Travaux Pratiques Encadrés - Espaces pédagogiques interactifs)
- les centrales nucléaires: (Travaux Pratiques Encadrés - Espaces pédagogiques interactifs)