Mécanique du vol

l'étude du mouvement d'un véhicule en environnement aérien ou spatial

La mécanique du vol est l'étude du mouvement d'un véhicule en environnement aérien ou spatial. Pour comprendre la mécanique du vol, la première étape consiste à l'analyse des forces et moments auxquels l'aérodyne est soumis.

Forces et moments modifier

Un aérodyne est soumis à la gravitation (le poids). Quand il est en mouvement dans un fluide il reçoit le vent lié à sa vitesse ou « vent relatif » qui détermine des forces et moments aérodynamiques. Quand il est motorisé, il y a aussi une force de propulsion. On a donc :

Vol en montée, vol en palier modifier

Les forces agissant sur l'avion sont :

  • Le poids ;
  • La traînée;
  • La portance dont la composante verticale est opposée au poids, et dont la composante parallèle au vent relatif s'ajoute à la traînée;
  • La poussée.

La particularité du palier, comparativement à la montée et à la descente, est que la portance — perpendiculaire au vent relatif — est alors verticale, égale et opposée au poids.

Dans le cas d'un vol en palier à vitesse constante, la poussée générée par le ou les moteurs compense les forces de trainées générée par l'ensemble de l'avion (fuselage, ailes empennages...)

Le contrôle du palier s'effectue en gardant une assiette affichée à l'aide de références extérieures, ou de l'horizon artificiel.

Vol en descente, sans moteur modifier

Les forces agissant sur l'avion ou le planeur sont :

  • Le poids ;
  • La traînée;
  • La portance dont la composante verticale est opposée au poids, et dont la composante parallèle au vent relatif est une poussée opposée à la traînée

Repères et angles modifier

Chaque discipline a ses propres conventions ; on peut passer d'un type de conventions à un autre à l'aide de formules de conversion. Nous distinguerons ici :

  • le repère absolu   (  est orienté nord,   ouest et   verticalement ; en pratique c'est le repère lié au sol)
  • le repère lié à l'avion   (  est orienté vers l'avant,   vers l'aile gauche)
  • le repère lié à la vitesse (au vent relatif)   ; ce repère est commode pour l'écriture des forces aérodynamiques (  supporte le vecteur vitesse)

À partir de quoi nous définissons (dans l'ordre) :

  • Dans le plan   (vue de dessus), dit Lacet :
  1. le cap   de l'avion définit son orientation par rapport au nord :  
  2. le dérapage   définit l'orientation de l'avion par rapport à sa direction :  
  • Dans le plan   (vue latérale), dit Tangage :
  1. l'incidence   entre le vent relatif et la corde de référence du profil :  
  2. la pente   entre l'axe de déplacement et l'horizontale :  
  3. l'assiette   entre l'axe de l'avion et l'horizontale :  
  • Dans le plan   (vue arrière), dit Roulis :
  1. l'inclinaison   entre l'axe transversal de l'avion et l'horizontale :  

L'angle   est également appelé incidence ou angle d'attaque.

Remarque : l'incidence est l'angle formé entre la corde de référence du profil de l'aile et le vent relatif, alors que l'assiette est l'angle formé entre l'axe de l'avion et l'horizon.



Dynamique du vol longitudinal modifier

Dynamique du vol transversal modifier

Notes et références modifier