Grand oral du bac : Sciences et Techniques LES AVIONS

« Les avions airs grâce au ballol} à air chaud des frères Mont­ golfier, Joseph et Etienne, mais il voulait voler plus haut, plus vite et plus loin encore.

L'histoire de l'aviation date d'il y a plus d'un siècle, à l'époque où même les navires les plus rapides mettaient plus d'une semaine pour traver­ ser l'océan Atlantique.

Aujourd'hui, il y a à peine sept heures de vol entre Paris et New York.

L'avion est une machine volante dotée d'ailes de moteur, appelée aéronef.

Si les petits avions fonctionnent encore avec des hélices, les avions de ligne ou de combat sont propulsés à l'aide de turboréacteurs.

Les types d'avion Il existe plusieurs types d'avion.

L'avion de ligne est le moyen de transport aérien le plus utilisé.

Il évolue à haute altitude pour éviter les intempéries et dispose d'une cabine pressurisée et étanche.

Ainsi, passagers et personnel de bord sont à l'abri des changements atmosphériques, et du manque d'oxygène caractéristiques en haute altitude.

Le Concorde est un avion de ligne supersonique (capable de voler plus vite que le son).

Il traverse l'océan Atlantique en moins de quatre heures.

Les avions d'observation sont conçus pour toutes les interventions de survol (incendies de forêts, circulation automobile, etc.).

Les avions à réaction sont, comme leur nom l'indique, dotés de moteurs à réaction.

Les hydravions permettent des amerrissages, car ils sont dotés de flotteurs à la place des trains d'atterrissage conventionnels, ce qui permet d'atteindre des régions reculées où l'on peut décoller sur l'eau.

Il y a aussi les avions de combat et de transport militaire, pourvus de maté­ riel de guerre.

LE PLAN DE VOL Un avion en vol ..,.._ est soumis à quatre types de forces.

Lorsque l'appareil est en état d'équilibre, ces forces se compensent parfaitement car la portance des ailes correspond exactement au poids de l'appareil et la force propulsive, ou poussée, contrebalance la résistance de l'air, ou trainée.

� (résistance de l'air) ' Le déplacement de l'avion dans l'air est contrôlé par des panneaux articulés fixés sur le bord de fuite des ailes, les empennages et la queue.

Ces gouvernes lui permettent de tourner autour de ses trois axes : l'axe de tangage, de lacet (ou cadence) et de roulis.

LES GOUVERNES Rouill Tangage VIrage normal axe de roulis e ROULIS: on incline le manche, ou gouverne de profondeur, pour régler la portance en abaissant ou en redressant les ailerons.

e TANGAGE: en poussant le manche, on fait basculer l'avion vers le haut ou vers le bas.

e CADENCE: on peut tourner à gauche ou à droite en inclinant le manche.

e VIRAGE NORMAL : lorsque l'avion vire, la cadence s'associe au roulis.

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Les ailes se relèvent, permettant à l'avion de se stabiliser en vol.

Lorsqu'elles forment un plan horizontal, leur portance est égale.

Lorsque l'avion est incliné sur l'axe de roulis, l'angle d'attaque de l'aile basse est supérieur à celui de l'aile haute.

La portance de l'aile basse est donc plus accentuée, ce qui lui permet de redresser l'appareil.

vol en palier Comment vole un avion? Pour qu'un avion puisse s'élancer dans les airs, il faut qu'il dispose de suffisamment de force, ou portance, pour s'opposer à l'attraction terrestre.

Cette portance doit être ensuite maintenue en vol, sinon l'appareil, soumis aux lois de la pesanteur, retomberait rapidement.

Les avions sont donc propulsés par de puissants moteurs, leur permet­ tant de conserver une vitesse de vol constante.

Un avion en vol est soumis à quatre grandes forces qui agissent sur lui et se compensent: la portance, l'attraction terrestre, la poussée mécanique et la traînée (résistance à l'air).

Le corps de l'avion doit offrir peu de résistance à l'air: on dit qu'il est «aérodynamique>> .

Il est composé d'éléments (ailes, queue ...

) dont la sur­ face est particulièrement étudiée pour réduire la résistance à l'air, ou traînée, et assurer la stabilité de l'engin.

L'aile, par exemple, présente un profil effilé: la surface supérieure, ou extrados, est légè­ rement bombée, alors que la surface inférieure, ou intrados, est presque plate.

En vol, le bord de l'aile fend l'air et deux flux glissent alors de part et d'autre: l'écoulement d'extrados et l'écoulement d'intrados.

Ces deux flux se rejoignent sur la partie postérieure de l'aile, ou bord de fuite, reconstituant ainsi la masse d'air dans le sillage de l'avion.

L'extrados étant plus large que l'intrados, le flux d'extrados se déplace plus rapidement pour rejoindre le bord de fuite en même temps que le flux d'intrados.

Par conséquent, la couche d'air qui enveloppe la face supérieure de l'aile (extrados) exerce une pression inférieure à celle qui glisse sous l'aile (intrados).

Cette différence de pression crée une puissante force ascendante : la portance.

L'angle d'attaque La portance d'une aile dépend en premier lieu de sa position par rapport au courant d'air.

L'aile fend l'air selon un angle que l'on nomme angle. »