Fiche de révision : Aérodynamique et pilotage de l’avion

📋 Plan du Cours

1. Actions de l’air sur l’avion
2. Portance et profil aérodynamique
3. Traînée et facteurs influents
4. Axes et contrôle du tangage
5. Contrôle du roulis
6. Contrôle du lacet

📖 1. Actions de l’air sur l’avion

★ À maîtriser

• Le déplacement d’un objet dans l’air ou l’écoulement de l’air autour de lui provoque l’apparition de forces aérodynamiques.

📌 La résultante aérodynamique se décompose en traînée, parallèle et de même sens que la vitesse de l’air, et en portance, perpendiculaire à cette vitesse.

Compléments

• Souffler sous une feuille augmente la pression sur sa face inférieure et pousse la feuille vers le haut.

💡 Astuce mémo

Écoulement d’air → différences de pression → forces aérodynamiques

📖 2. Portance et profil aérodynamique

🔑 Notions clés & Définitions

• Profil aérodynamique : La forme de la section d’une aile qui influence fortement la portance.

★ À maîtriser

• L’écoulement est plus accéléré sur l’extrados que sur l’intrados, ce qui crée une pression verticale orientée vers le haut et donc la portance.

📐 Formule — La portance vérifie $R_z=\frac{1}{2}\rho S v^2 C_z$, où $\rho$ est la masse volumique de l’air, $S$ la surface de référence, $v$ la vitesse vraie et $C_z$ le coefficient de portance.

📌 À vitesse donnée, la portance augmente avec l’incidence jusqu’à l’incidence de décrochage, puis elle chute fortement ; une incidence négative assez forte produit une portance négative.

Compléments

• L’air aborde le profil par le bord d’attaque et le quitte par le bord de fuite ; sa partie supérieure est l’extrados et sa partie inférieure l’intrados.

• La portance augmente avec la masse volumique du fluide et avec la taille du profil.

💡 Astuce mémo

Profil, vitesse et incidence → portance

📖 3. Traînée et facteurs influents

🔑 Notions clés & Définitions

• Traînée : Résulte des forces de pression dans l’axe de l’avion et s’oppose au déplacement de l’avion dans l’air.

★ À maîtriser

• La traînée comprend trois composantes:
  • la traînée de forme
  • la traînée de sillage
  • la traînée induite par la portance

📐 Formule — La traînée vérifie $R_x=\frac{1}{2}\rho S v^2 C_x$, où $C_x$ dépend de la forme du profil et de l’incidence de vol.

Compléments

• La traînée de sillage augmente lorsque les filets d’air se décollent davantage à l’arrière du profil.

• La traînée augmente avec la vitesse et avec l’incidence ; à grande incidence, elle peut nécessiter une puissance moteur importante.

📖 4. Axes et contrôle du tangage

🔑 Notions clés & Définitions

• Tangage : La rotation de l’avion autour d’un axe perpendiculaire à sa ligne de foi, principalement commandée par la gouverne de profondeur de l’empennage horizontal.

★ À maîtriser

📌 Si le pilote pousse le manche, la portance de la gouverne de profondeur augmente, la queue monte et l’avion pique du nez ; s’il tire le manche, l’avion cabre.

Compléments

📌 Les mouvements des gouvernes de profondeur doivent être symétriques sur les parties droite et gauche de l’empennage horizontal.

💡 Astuce mémo

Pousser le manche → piquer ; tirer le manche → cabrer

📖 5. Contrôle du roulis

🔑 Notions clés & Définitions

• Roulis : La rotation de l’avion autour de sa ligne de foi, commandée par les ailerons situés en bout d’aile.

★ À maîtriser

• Pour provoquer un roulis, on augmente la portance d’une aile et on diminue celle de l’autre grâce au braquage dissymétrique des ailerons.

• Une inclinaison à droite engendre du lacet inverse à gauche, et une inclinaison à gauche engendre du lacet inverse à droite.

Compléments

📌 Pour augmenter la portance d’une aile, on abaisse son aileron ; pour diminuer la portance de l’autre, on relève son aileron.

• Le gauchissement désigne la commande en roulis par les ailerons, actionnés par le déplacement latéral du manche ou du volant.

💡 Astuce mémo

Aileron bas → portance augmentée ; aileron haut → portance diminuée

📖 6. Contrôle du lacet

🔑 Notions clés & Définitions

• Lacet : La rotation de l’avion autour d’un axe perpendiculaire au plan des ailes, commandée par la gouverne de direction.

★ À maîtriser

📌 Si le pilote appuie sur le palonnier à droite, la gouverne de direction fait partir le nez à droite ; s’il appuie à gauche, le nez part à gauche.

• Un mouvement de lacet entraîne un roulis induit dans le même sens, car l’aile qui avance plus vite voit sa portance augmenter et se soulève.

Compléments

• La gouverne de direction est commandée au pied par le palonnier, poussé à gauche ou à droite.

💡 Astuce mémo

Gouverne de direction → lacet → roulis induit

📊 Tableaux de synthèse

Axes et commandes de l’avion