Aile (aéronautique)

Vol en Wing Suit

Les avions, les ULM, les paramoteurs, les parapentes, les deltaplanes, les planeurs, ainsi que les parachutes modernes sont portés par une ou plusieurs ailes.

Profil d'aile

Les ailes des aéronefs ont été inspirées par les ailes des oiseaux. Ces dernières restent cependant plus performantes, car les oiseaux sont capables d'en modifier le profil en vol.

La façon dont l'aile est construite est primordiale. Vue en coupe, et de profil, on voit que la partie supérieure de l'aile est plus volumineuse que la partie inférieure. Le périmètre supérieur est donc plus long que le périmètre inférieur. Ainsi, lorsque 'avion se déplace, les filets d'air qui s'écoulent autour de l'aile ont plus de chemin à parcourir lorsqu'ils passent au dessus plutôt qu'en dessous. C'est cette différence qui crée la portance et permet à l'avion de voler !

Écoulement de l'air

L'animation montre qu'un filet d'air au-dessus de l'aile parcourt presque deux fois plus de chemin qu'un filet d'air en dessous.

Profil d'aile en soufflerie en situation de décrochage: les filets d'air se sont décollés de l'aile.

Un aéronef ailé doit atteindre une vitesse critique pour voler : il est nécessaire d'accélérer les filets d'air qui frottent sur l'aile. Quand ces filets d'air sont suffisamment forts, la pression diminue au-dessus de l'aile : en effet, pour combler le retard dû au profil, l'air s'y est étiré et a accéléré, créant comme un vide. La pression étant plus importante en bas qu'en haut, l'aile est aspirée vers le haut.

Ainsi, un avion vole parce qu'il est tiré vers le haut !

Lorsque la vitesse de l'appareil est insuffisante, ou bien lorsque l'angle de l'aile par rapport au vent est trop important, alors les filets d'air ne peuvent plus circuler correctement autour de l'aile : elle décroche, ce qui provoque la chute de l'aéronef. Ainsi, la conjonction des deux phénomènes a provoqué la catastrophe du vol 447 d'Air France en 2009.

Les forces en présence

Un avion est confronté à des forces contraires :

1. Comme une voiture ou un vélo, la traction, qui tire le véhicule vers l'avant, pour vaincre la traînée (la force de l'air qui s'oppose à ce que le véhicule avance).
2. la portance, dirigée vers le haut, crée par le profil de l'aile. Cette force qui permet a l'avion de tenir en l'air, doit vaincre le poids, qui tire vers le bas.

Quand l'avion vole en palier (en ligne droite, sans descendre ni monter, à vitesse constante), la portance égale le poids, la traction compense la traînée.

Le vol en palier est impossible en planeur, parapente ou deltaplane : les aéronefs sans moteurs doivent compenser l'absence de traction en descendant constamment par rapport à l'air qui les entoure. Ainsi, l'appareil n'est stabilisé par rapport au sol que s'il traverse une masse d'air qui monte suffisamment. Pour ne pas devoir se poser, et même gagner de l'altitude, les pilotes utilisent le vent qui monte le long d'une pente, ou bien une ascendance thermique.

Article à lire : Vent

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