Aéronautique - Aerospace
L'aérospatiale est un terme utilisé pour désigner collectivement l' atmosphère et l' espace extra-atmosphérique . L'activité aérospatiale est très diversifiée, avec une multitude d'applications commerciales, industrielles et militaires. L'ingénierie aérospatiale comprend l' aéronautique et l' astronautique . Les organisations aérospatiales recherchent, conçoivent, fabriquent, exploitent ou entretiennent des aéronefs et des engins spatiaux .
Le début de l'espace et la fin de l' air sont considérés à 100 km (62 mi) au-dessus du sol selon l'explication physique selon laquelle la pression de l'air est trop faible pour qu'un corps porteur génère une force de portance significative sans dépasser la vitesse orbitale.
Aperçu
Dans la plupart des pays industrialisés, l'industrie aérospatiale est une coopération des secteurs public et privé. Par exemple, plusieurs États ont un programme spatial civil financé par le gouvernement , comme la National Aeronautics and Space Administration aux États-Unis, l'Agence spatiale européenne en Europe, l' Agence spatiale canadienne au Canada, l' Indian Space Research Organization en Inde, Japan Aerospace Exploration. Agence au Japon, Roscosmos State Corporation for Space Activities en Russie, China National Space Administration en Chine, SUPARCO au Pakistan, Agence spatiale iranienne en Iran et Korea Aerospace Research Institute en Corée du Sud.
Parallèlement à ces programmes spatiaux publics, de nombreuses entreprises produisent des outils et des composants techniques tels que des engins spatiaux et des satellites . Certaines sociétés connues impliquées dans des programmes spatiaux comprennent Boeing , Cobham , Airbus , SpaceX , Lockheed Martin , United Technologies , MDA et Northrop Grumman . Ces entreprises sont également impliquées dans d'autres domaines de l'aérospatiale, comme la construction d'avions.
Histoire
L'aérospatiale moderne a commencé avec l'ingénieur George Cayley en 1799. Cayley a proposé un avion avec une « aile fixe et une queue horizontale et verticale », définissant les caractéristiques de l'avion moderne.
Le XIXe siècle a vu la création de l' Aeronautical Society of Great Britain (1866), de l'American Rocketry Society et de l' Institute of Aeronautical Sciences , qui ont tous fait de l'aéronautique une discipline scientifique plus sérieuse. Des aviateurs comme Otto Lilienthal , qui a introduit les profils aérodynamiques cambrés en 1891, ont utilisé des planeurs pour analyser les forces aérodynamiques . Les frères Wright s'intéressent au travail de Lilienthal et lisent plusieurs de ses publications. Ils se sont également inspirés d' Octave Chanute , aviateur et auteur de Progress in Flying Machines (1894). Ce sont les travaux préliminaires de Cayley, Lilienthal, Chanute et d'autres premiers ingénieurs aérospatiaux qui ont provoqué le premier vol soutenu motorisé à Kitty Hawk, en Caroline du Nord, le 17 décembre 1903, par les frères Wright.
La guerre et la science-fiction ont inspiré des scientifiques et des ingénieurs comme Konstantin Tsiolkovsky et Wernher von Braun à voler au-delà de l'atmosphère. La Seconde Guerre mondiale a inspiré Wernher von Braun pour créer les fusées V1 et V2.
Le lancement de Spoutnik 1 en octobre 1957 a marqué le début de l' ère spatiale et, le 20 juillet 1969, Apollo 11 a réalisé le premier alunissage habité. En avril 1981, la navette spatiale Columbia a été lancée, le début d'un accès habité régulier à l'espace orbital. Une présence humaine soutenue dans l'espace orbital a commencé avec « Mir » en 1986 et se poursuit par la « Station spatiale internationale ». La commercialisation de l' espace et le tourisme spatial sont des caractéristiques plus récentes de l'aérospatiale.
Fabrication
.jpg)
La fabrication aérospatiale est une industrie de haute technologie qui produit « des aéronefs, des missiles guidés, des véhicules spatiaux, des moteurs d'avion, des unités de propulsion et des pièces connexes ». La majeure partie de l'industrie est orientée vers le travail gouvernemental. Pour chaque fabricant d'équipement d'origine (OEM), le gouvernement américain a attribué un code d'entité commerciale et gouvernementale (CAGE) . Ces codes permettent d'identifier chaque fabricant, les installations de réparation et d'autres fournisseurs de pièces de rechange critiques dans l'industrie aérospatiale.
Aux États-Unis, le ministère de la Défense et la National Aeronautics and Space Administration (NASA) sont les deux plus gros consommateurs de technologies et de produits aérospatiaux. D'autres incluent la très grande industrie du transport aérien. L'industrie aérospatiale employait 472 000 salariés en 2006. La plupart de ces emplois se trouvaient dans l'État de Washington et en Californie, le Missouri , New York et le Texas étant également importants. Les principaux constructeurs aérospatiaux aux États-Unis sont Boeing , United Technologies Corporation , SpaceX , Northrop Grumman et Lockheed Martin . Ces fabricants sont confrontés à une pénurie de main-d'œuvre croissante à mesure que les travailleurs qualifiés américains vieillissent et prennent leur retraite. Les programmes d'apprentissage tels que l'Aerospace Joint Apprenticeship Council (AJAC) travaillent en collaboration avec les employeurs de l'aérospatiale de l'État de Washington et les collèges communautaires pour former de nouveaux employés de fabrication afin de maintenir l'approvisionnement de l'industrie.
Les emplacements importants de l'industrie aérospatiale civile dans le monde comprennent l' État de Washington ( Boeing ), la Californie ( Boeing , Lockheed Martin , etc.); Montréal, Québec , Canada ( Bombardier , Pratt & Whitney Canada ); Toulouse , France ( Airbus / EADS ) ; Hambourg , Allemagne ( Airbus / EADS ) ; et São José dos Campos , Brésil ( Embraer ), Querétaro , Mexique (Bombardier Aerospace, General Electric Aviation) et Mexicali , Mexique (United Technologies Corporation, Gulfstream Aerospace ).
Dans l'Union européenne, des entreprises aérospatiales telles qu'EADS , BAE Systems , Thales , Dassault , Saab AB et Leonardo SpA (anciennement Finmeccnica) représentent une part importante de l'industrie aérospatiale mondiale et de l'effort de recherche, l' Agence spatiale européenne étant l'un des principaux les plus grands consommateurs de technologies et de produits aérospatiaux.
En Inde, Bangalore est un centre majeur de l'industrie aérospatiale, où Hindustan Aeronautics Limited , les laboratoires nationaux d'aérospatiale et l' Organisation indienne de recherche spatiale ont leur siège. L' Organisation indienne de recherche spatiale (ISRO) a lancé le premier orbiteur lunaire indien, Chandrayaan-1 , en octobre 2008.
En Russie, les grandes entreprises aérospatiales comme Oboronprom et United Aircraft Building Corporation (englobant Mikoyan , Sukhoi , Ilyushin , Tupolev , Yakovlev et Irkut qui comprend Beriev ) sont parmi les principaux acteurs mondiaux de cette industrie. L' Union soviétique historique était également le foyer d'une importante industrie aérospatiale.
Le Royaume-Uni a autrefois tenté de maintenir sa propre grande industrie aérospatiale, en fabriquant ses propres avions de ligne et avions de guerre, mais il s'est largement tourné vers des efforts de coopération avec des entreprises continentales, et il est également devenu un gros client d'importation de pays tels que comme les États-Unis. Cependant, le Royaume-Uni a un secteur aérospatial très actif, y compris le deuxième plus grand entrepreneur de défense au monde, BAE Systems , fournissant des avions entièrement assemblés, des composants d'avions, des sous-ensembles et des sous-systèmes à d'autres fabricants, à la fois en Europe et dans le monde entier. monde.
Le Canada a déjà fabriqué certains de ses propres modèles d'avions de combat à réaction, etc. (p. ex. le chasseur CF-100 ), mais pendant quelques décennies, il a compté sur les importations en provenance des États-Unis et d'Europe pour combler ces besoins. Cependant, le Canada fabrique encore des avions militaires, bien qu'ils ne soient généralement pas aptes au combat. Un autre exemple notable est le développement à la fin des années 1950 de l' Avro Canada CF-105 Arrow , un chasseur-intercepteur supersonique dont l'annulation en 1959 a été considérée comme très controversée.
La France a continué à fabriquer ses propres avions de guerre pour son armée de l'air et sa marine, et la Suède continue de fabriquer ses propres avions de guerre pour l'armée de l'air suédoise, en particulier pour soutenir sa position de pays neutre . (Voir Saab AB .) D'autres pays européens s'associent soit pour fabriquer des chasseurs (comme le Panavia Tornado et l' Eurofighter Typhoon ), soit pour les importer des États-Unis.
Le Pakistan a une industrie d'ingénierie aérospatiale en développement. La Commission nationale d'ingénierie et scientifique , les laboratoires de recherche Khan et le Pakistan Aeronautical Complex sont parmi les principales organisations impliquées dans la recherche et le développement dans ce secteur. Le Pakistan a la capacité de concevoir et de fabriquer des fusées guidées, des missiles et des véhicules spatiaux. La ville de Kamra abrite le complexe aéronautique du Pakistan qui contient plusieurs usines. Cette usine est responsable de la fabrication des avions MFI-17 , MFI-395 , K-8 et JF-17 Thunder . Le Pakistan a également la capacité de concevoir et de fabriquer des véhicules aériens sans pilote armés et non armés .
En République populaire de Chine, Pékin , Xi'an , Chengdu , Shanghai , Shenyang et Nanchang sont les principaux centres de recherche et de fabrication de l'industrie aérospatiale. La Chine a développé une capacité étendue de conception, de test et de production d'avions militaires, de missiles et de véhicules spatiaux. Malgré l'annulation en 1983 du Shanghai Y-10 expérimental , la Chine continue de développer son industrie aérospatiale civile.
L' industrie des pièces aéronautiques est née de la vente de pièces aéronautiques d'occasion ou d'occasion du secteur de la fabrication aérospatiale. Aux États-Unis, il existe un processus spécifique que les courtiers ou revendeurs de pièces doivent suivre. Cela comprend l'utilisation d'une station de réparation certifiée pour réviser et « étiqueter » une pièce. Cette certification garantit qu'une pièce a été réparée ou révisée pour répondre aux spécifications OEM. Une fois qu'une pièce est révisée, sa valeur est déterminée à partir de l'offre et de la demande du marché de l'aérospatiale. Lorsqu'une compagnie aérienne a un avion au sol , la partie dont elle a besoin pour remettre l'avion en service devient inestimable. Cela peut stimuler le marché pour des pièces spécifiques. Il existe plusieurs marchés en ligne qui aident à la vente de produits de base de pièces d'avion.
Dans l'industrie de l'aérospatiale et de la défense, de nombreuses consolidations ont eu lieu à la fin du 20e siècle, à l'aube du 21e siècle. Entre 1988 et 2011, plus de 6 068 fusions et acquisitions d'une valeur totale connue de 678 milliards USD ont été annoncées dans le monde. Les transactions les plus importantes ont été :
- L'acquisition de Rockwell Collins par United Technologies Corporation pour 30,0 milliards. USD en 2018
- L'acquisition de Goodrich Corporation par United Technologies Corporation pour 16,2 milliards. USD en 2011
- La fusion d' Allied Signal avec Honeywell dans le cadre d'un échange d'actions évalué à 15,6 milliards de dollars. USD en 1999
- La fusion de Boeing avec McDonnell évaluée à 13,4 milliards. USD en 1996
- L'acquisition de Marconi Electronic Systems , filiale de GEC, par British Aerospace pour 12,9 milliards. USD en 1999 (maintenant appelé : BAE Systems )
- L'acquisition de Hughes Aircraft par Raytheon pour 9,5 milliards. USD en 1997
La technologie
De multiples technologies et innovations sont utilisées dans l'aérospatiale, dont beaucoup ont été lancées autour de la Seconde Guerre mondiale :
- brevetés par Short Brothers , les ailes repliables optimisent le stockage du porte-avions d'un simple pli à l'ensemble de l'aile rotative du V-22 , et le pli de bout d'aile de 12 pieds (3,7 m) du Boeing 777X pour la compatibilité aéroportuaire.
- Pour améliorer les performances à basse vitesse, un de Havilland DH4 a été modifié par Handley Page en un monoplan avec des dispositifs de grande portance : becs de bord d'attaque pleine envergure et volets de bord de fuite ; en 1924, des volets Fowler qui s'étendent vers l'arrière et vers le bas ont été inventés aux États-Unis et utilisés sur le Lockheed Model 10 Electra tandis qu'en 1943, des volets Krueger à charnière avant ont été inventés en Allemagne et utilisés plus tard sur le Boeing 707 .
- Le grand tunnel de recherche sur les hélices de 1927 au NACA Langley a confirmé que le train d'atterrissage était une source majeure de traînée. En 1930, le Boeing Monomail comportait un train rétractable.
- Le rivet affleurant a remplacé le rivet en forme de dôme dans les années 1930 et les pistolets à rivets pneumatiques fonctionnent en combinaison avec une barre de tronçonnage à réaction lourde ; ne dépendant pas de la déformation plastique, des rivets spécialisés ont été développés pour améliorer la résistance à la fatigue en tant que fixations de cisaillement comme le Hi-Lok, les goupilles filetées sont serrées jusqu'à ce qu'un collier se brise avec un couple suffisant.
- Volé pour la première fois en 1935, le Queen Bee était un drone cible radiocommandé dérivé du Tiger Moth pour la formation Flak ; le Ryan Firebee était un drone cible à réaction développé en drones de reconnaissance à longue portée : le Ryan Model 147 Fire Fly and Lightning Bug ; le IAI Scout et le Tadiran Mastiff israéliens ont lancé une gamme de drones sur le champ de bataille comprenant le IAI Searcher ; développé à partir du drone de longue endurance General Atomics Gnat pour la CIA, le MQ-1 Predator a conduit au MQ-9 Reaper armé .
- À la fin de la Première Guerre mondiale, la puissance des moteurs à pistons pouvait être augmentée en comprimant l'air d'admission avec un compresseur, compensant également la diminution de la densité de l'air avec l'altitude, améliorée avec les turbocompresseurs des années 1930 pour le Boeing B-17 et les premiers avions de ligne pressurisés.
- La catastrophe de Hindenburg de 1937 a mis fin à l'ère des dirigeables à passagers, mais la marine américaine a utilisé des dirigeables pour la guerre anti-sous-marine et l'alerte précoce aéroportée dans les années 1960, tandis que les petits dirigeables continuent d'être utilisés pour la publicité aérienne, les vols touristiques, la surveillance et la recherche, et l' Airlander 10 ou le Lockheed Martin LMH-1 continuent d'être développés.
- Alors que les compagnies aériennes américaines s'intéressaient aux vols à haute altitude au milieu des années 1930, le Lockheed XC-35 avec une cabine pressurisée a été testé en 1937 et le Boeing 307 Stratoliner a été développé en tant que premier avion de ligne pressurisé.
- En 1933, le plexiglas , un plastique acrylique transparent, a été introduit en Allemagne et peu de temps avant la Seconde Guerre mondiale, il a été utilisé pour la première fois pour les pare-brise d'avions car il est plus léger que le verre et la verrière à bulles améliorait la visibilité des pilotes de chasse.
- En janvier 1930, le pilote et ingénieur de la Royal Air Force Frank Whittle a déposé un brevet pour un moteur d'avion à turbine à gaz avec une entrée, un compresseur, une chambre de combustion, une turbine et une tuyère, tandis qu'un turboréacteur indépendant a été développé par le chercheur Hans von Ohain en Allemagne ; les deux moteurs ont fonctionné en quelques semaines au début de 1937 et l' avion expérimental Heinkel He 178 à propulsion Heinkel HeS 3 a effectué son premier vol le 27 août 1939 tandis que le prototype Gloster E.28/39 à moteur Whittle W.1 a volé le 15 mai 1941. .
- En 1935, la Grande-Bretagne a démontré la détection et la télémétrie radio des avions et en 1940, la RAF a introduit les premiers radars aéroportés VHF sur Bristol Blenheims , puis un radar hyperfréquence à plus haute résolution avec un magnétron à cavité sur les Bristol Beaufighters en 1941, et en 1959 le radar-homing Hughes AIM-4 Falcon est devenu le premier missile guidé américain sur le Convair F-106 .
- Au début des années 1940, les pilotes britanniques Hurricane et Spitfire portaient des combinaisons anti-G pour empêcher le G-LOC en raison de l'accumulation de sang dans le bas du corps dans des situations de g élevé ; Les chercheurs de la Mayo Clinic ont développé des vessies remplies d'air pour remplacer les vessies remplies d'eau et en 1943, l'armée américaine a commencé à utiliser des combinaisons de pression de la David Clark Company .
- Le siège éjectable moderne a été développé pendant la Seconde Guerre mondiale, un siège sur rails éjecté par des fusées avant de déployer un parachute, qui aurait pu être amélioré par l'USAF à la fin des années 1960 en tant qu'autogire à turboréacteur avec une portée de 50 nm, le Kaman KSA -100 ÉCONOMIE .
- En 1942, l' usinage à commande numérique a été conçu par le machiniste John T. Parsons pour découper des structures complexes à partir de blocs d'alliage solides, plutôt que de les assembler, améliorant ainsi la qualité, réduisant le poids et économisant du temps et de l'argent pour produire des cloisons ou des revêtements d'aile.
- Pendant la Seconde Guerre mondiale, le V-2 allemand a combiné des gyroscopes , un accéléromètre et un ordinateur primitif pour la navigation inertielle en temps réel permettant une navigation à l' estime sans référence aux points de repère ou aux étoiles de guidage, conduisant à des IMU emballées pour les engins spatiaux et les avions.
- L' avion supersonique britannique Miles M.52 devait avoir une postcombustion , augmentant la poussée du turboréacteur en brûlant du carburant supplémentaire dans la tuyère , mais a été annulé en 1946.
- En 1935, l'aérodynamicien allemand Adolf Busemann proposa d'utiliser des ailes en flèche pour réduire la traînée à grande vitesse et le prototype de chasseur Messerschmitt P.1101 était achevé à 80 % à la fin de la Seconde Guerre mondiale ; les derniers F-86 et Boeing B-47 nord-américains ont volé en 1947, sous le nom de MiG-15 soviétique , et le britannique de Havilland Comet en 1949.
- En 1951, l' Avro Jetliner était équipé d' un système de protection contre le givre de Goodyear grâce à des résistances électrothermiques dans les bords d'attaque de l'aile et de la queue ; avion jet utilisation moteur chaud air de purge et plus léger utilisation des appareils pneumatiques boudins de dégivrage ou pleurer fluide anti-givre sur les hélices, les ailes et la queue des bords d' attaque.
- En 1954, Bell Labs a développé le premier ordinateur numérique aéroporté à transistors, Tradic pour le Boeing B-52 américain et dans les années 1960, Raytheon a construit l' ordinateur de guidage Apollo développé par le MIT ; le bus numérique avionique MIL-STD-1553 a été défini en 1973 puis utilisé pour la première fois dans le General Dynamics F-16 , tandis que le civil ARINC 429 a été utilisé pour la première fois dans les Boeing 757 / B767 et Airbus A310 au début des années 1980.
- Après la Seconde Guerre mondiale, le promoteur initial de l'énergie photovoltaïque pour les engins spatiaux, Hans K. Ziegler , a été amené aux États-Unis dans le cadre de l' opération Paperclip avec Wernher von Braun et Vanguard 1 a été sa première application en 1958, plus tard améliorée dans des structures déployables dans l'espace comme le Panneaux solaires de la Station spatiale internationale de 0,33 hectares (0,82 acres).
- Pour embarquer dans un avion de ligne , les ponts à réaction sont plus accessibles, confortables et efficaces que de monter les escaliers.
- Dans les années 1950, pour améliorer la poussée et le rendement énergétique, le flux d'air du moteur à réaction a été divisé en un flux principal et un flux de dérivation avec une vitesse plus faible pour une meilleure efficacité propulsive : le premier était le Rolls-Royce Conway avec un BPR de 0,3 sur le Boeing 707. en 1960, suivi du Pratt & Whitney JT3D avec un 1,5 BPR et, dérivé du J79 , le General Electric CJ805 propulsait le Convair 990 avec une consommation de carburant de croisière inférieure de 28 % ; taux de dérivation amélioré pour le 9,3 BPR Rolls-Royce Trent XWB , le 10:1 BPR GE9X et le Pratt & Whitney GTF avec des noyaux à rapport de pression élevé.
Sécurité fonctionnelle
La sécurité fonctionnelle concerne une partie de la sécurité générale d'un système ou d'un équipement. Cela implique que le système ou l'équipement peut être utilisé correctement et sans causer de danger, de risque, de dommage ou de blessure.
La sécurité fonctionnelle est cruciale dans l'industrie aérospatiale, qui ne tolère ni compromis ni négligence. À cet égard, des organismes de surveillance, tels que l' Agence européenne de la sécurité aérienne (AESA ), réglementent le marché de l'aérospatiale avec des normes de certification strictes. L'objectif est d'atteindre et d'assurer le plus haut niveau de sécurité possible. Les normes AS 9100 en Amérique, EN 9100 sur le marché européen ou JISQ 9100 en Asie s'adressent particulièrement à l'industrie aérospatiale et aéronautique. Il s'agit de normes applicables à la sécurité fonctionnelle des véhicules aérospatiaux. Certaines entreprises sont donc spécialisées dans la certification, la vérification, l'inspection et l'essai des véhicules et des pièces de rechange pour assurer et attester le respect de la réglementation en vigueur.
Retombées
Les retombées font référence à toute technologie résultant directement du codage ou de produits créés par la NASA et repensés dans un autre but. Ces avancées technologiques sont l'un des principaux résultats de l'industrie aérospatiale, avec 5,2 milliards de dollars de revenus générés par la technologie dérivée, y compris les ordinateurs et les appareils cellulaires. Ces retombées ont des applications dans divers domaines, notamment la médecine, les transports, l'énergie, les biens de consommation, la sécurité publique et plus encore. La NASA publie un rapport annuel intitulé « Spinoffs » concernant de nombreux produits et avantages spécifiques aux domaines susmentionnés dans le but de mettre en évidence certaines des façons dont le financement est utilisé. Par exemple, dans l'édition la plus récente de cette publication, "Spinoffs 2015", les endoscopes sont présentés comme l'une des dérivations médicales de la réussite aérospatiale. Ce dispositif permet une neurochirurgie plus précise et par conséquent plus rentable en réduisant les complications grâce à une procédure mini-invasive qui abrège l'hospitalisation.
Voir également
- Aérodynamique
- Aéronautiques
- Génie aérospatial
- Avion
- Astronautique
- NouvelEspace
- Agences spatiales (Liste des)
- Exploration de l'espace
- Vaisseau spatial
- Wiktionnaire : termes aéronautiques, aérospatiaux et aéronautiques