Avion - Aircraft


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NASA avion d'essai
Le Mil Mi-8 est le plus produit hélicoptère dans l' histoire.
Le Cessna 172 Skyhawk est l' avion le plus produit dans l' histoire.
Voodoo , un P modifié 51 Mustang, est le champion decourse Air Reno 2014.

Un avion est une machine à qui est capable de voler en gagnant le soutien de l' air . Contrecarre la force de gravité en utilisant soit la hauteur statique ou en utilisant l' ascenseur dynamique d'une aile , ou dans quelques cas , la poussée vers le bas de moteurs à réaction . Des exemples courants d'avions comprennent des avions , hélicoptères , dirigeables (y compris dirigeables ), planeurs et ballons à air chaud .

L'activité humaine qui entoure l' aéronef est appelé l' aviation . La science de l' aviation, y compris la conception et la construction d' aéronefs, est appelé l' aéronautique . Equipage avions sont pilotés par un bord pilote , mais les véhicules aériens sans pilote peut être contrôlé à distance ou auto-contrôlé par des ordinateurs de bord. Les avions peuvent être classés selon différents critères tels que le type de levage, la propulsion des avions , l' utilisation et d' autres.

L'histoire

Artisanat modèle de vol et des histoires de habité vol remontent à plusieurs siècles, mais la première ascension habitée - et la descente en toute sécurité - dans les temps modernes a eu lieu par des ballons à air chaud plus grandes développés au 18ème siècle. Chacune des deux guerres mondiales a conduit à de grandes avancées techniques. Par conséquent, l'histoire des avions peut être divisé en cinq époques:

Méthodes de levage

Plus léger que l'air - aérostats

Air chaud ballons

Aérostats utiliser la flottabilité pour flotter dans l'air de la même façon que les navires flottent sur l'eau. Ils sont caractérisés par une ou plusieurs grandes gasbags ou verrières, remplies d'un gaz relativement faible densité , tels que l' hélium , l' hydrogène , ou de l' air chaud , ce qui est moins dense que l'air environnant. Lorsque le poids de ceci est ajouté au poids de la structure de l' avion, il ajoute le même poids que l'air que l'engin se déplace.

Les petits ballons à air chaud appelés lanternes ciel ont d' abord été inventé en Chine ancienne avant la 3ème siècle avant JC et utilisé principalement dans les célébrations culturelles, et ne sont que le deuxième type d'avion à voler, les premiers étant des cerfs - volants qui ont d' abord été inventé en Chine ancienne sur il y a deux mille ans (voir la dynastie des Han ).

Airship USS Akron sur Manhattan dans les années 1930

Un ballon était à l' origine une aérostat, alors que le terme dirigeable a été utilisé pour les grands avions alimentés dessins - généralement à voilure fixe. En 1919 , Frederick Handley Page a été rapporté comme faisant référence aux « navires de l'air, » avec de petits types de passagers comme des « yachts Air. » Dans les années 1930, les grands bateaux intercontinentaux volants ont également été appelés parfois « navires de l'air » ou « vol-navires ». - si aucun n'a encore été construit. L'avènement des ballons à propulsion, appelé ballons dirigeables, et plus tard des coques rigides permettant une grande augmentation de la taille, a commencé à changer la façon dont ces mots ont été utilisés. Aérostats énormes à moteur, caractérisé par un rigide cadre externe et séparée revêtement aérodynamique entourant les sacs à gaz, ont été produits, les dirigeables étant le plus grand et le plus connu. Il n'y avait toujours pas d' aéronefs à voilure fixe ou des ballons non rigides assez grandes pour être appelé dirigeables, donc « dirigeable » est venu pour être synonyme de ces appareils. Ensuite , plusieurs accidents, comme la catastrophe du Hindenburg en 1937, a conduit à la disparition de ces dirigeables. De nos jours , un « ballon » est un aérostat unpowered et un « dirigeable » est un alimenté.

A alimenté, aérostat dirigeable est appelé un dirigeable . Parfois , ce terme est appliqué uniquement à des ballons non rigides, et parfois ballon dirigeable est considéré comme la définition d'un dirigeable (qui peut alors être rigide ou non rigide). Dirigeables non rigides sont caractérisés par une poche de gaz modérément aérodynamique avec des ailettes de stabilisation à l'arrière. Ces devint bientôt connu sous le nom dirigeables . Au cours de la Seconde Guerre mondiale , cette forme a été largement adoptée pour les ballons captifs; par temps venteux, ce qui réduit à la fois la pression exercée sur l'attache et stabilise le ballon. Le surnom dirigeable a été adopté avec la forme. Dans les temps modernes, tout petit dirigeable ou dirigeable est appelé un dirigeable, mais un dirigeable peut être sans moteur ainsi que alimenté.

Heavier que l'air - aérodynes

Aérodyne que l'air, tels que les avions , doit trouver un moyen de pousser vers le bas de l' air ou de gaz, de sorte qu'une réaction se produit (par les lois du mouvement de Newton) pour pousser l'avion vers le haut. Ce mouvement dynamique dans l'air est à l'origine du terme aérodyne . Il y a deux façons de produire dynamique poussée vers le haut: la portance aérodynamique et élévateur motorisé sous forme de poussée du moteur.

Portance aérodynamique comportant des ailes est le plus commun, avec les aéronefs à voilure fixe étant maintenue en l'air par le mouvement vers l' avant des ailes, et giravion en faisant tourner les rotors en forme d' ailes parfois appelés ailes rotatives. Une aile est une surface plane et horizontale, généralement en forme en coupe transversale comme une aile portante . Pour voler, l' air doit circuler sur l'aile et de générer un ascenseur . Une aile flexible est une aile en tissu ou en matériau en feuille mince, souvent tendue sur un cadre rigide. Un cerf - volant est attaché à la masse et dépend de la vitesse du vent au-dessus de ses ailes, qui peut être souple ou rigide, fixe ou rotatif.

Avec élévateur motorisé, l'appareil dirige sa poussée du moteur à la verticale vers le bas. V / STOL aéronefs, tels que le Harrier Jump Jet et F-35B décoller et atterrir verticalement à l' aide élévateur motorisé et transfert à portance aérodynamique en vol stationnaire.

Un pur fusée est généralement pas considéré comme un aérodyne, car il ne dépend pas de l'air pour son ascenseur (et peut même voler dans l' espace); Cependant, de nombreux véhicules de levage aérodynamiques ont été alimentés ou assisté par des moteurs de fusée. Missiles à propulsion fusée qui obtiennent la portance aérodynamique à très grande vitesse en raison de flux d' air sur leur corps sont un cas marginal.

À voilure fixe

Un Airbus A380 , le plus grand passager du monde avion de ligne

Le précurseur de l'aéronef à voilure fixe est le cerf - volant . Alors qu'un aéronef à voilure fixe repose sur sa vitesse avant de créer le flux d' air sur les ailes, un cerf - volant est attaché au sol et repose sur le vent qui souffle sur ses ailes pour assurer la portance. Les cerfs - volants ont été le premier type d'avion à voler, et ont été inventées en Chine vers 500 av. De nombreuses recherches aérodynamiques a été fait avec des cerfs - volants avant avions d'essai, des souffleries et des programmes de modélisation informatique est devenu disponible.

Le premier engin plus lourd que l'air capable de vol libre ont été contrôlés planeurs . Un planeur conçu par George Cayley réalisé le premier vrai habité, vol contrôlé en 1853.

Pratique, alimenté, aéronefs à voilure fixe (l' avion ou avion) ont été inventés par Wilbur et Orville Wright . Outre le procédé de propulsion , les aéronefs à voilure fixe sont en général caractérisées par leur configuration d'aile . Les caractéristiques de l' aile les plus importants sont les suivants :

  • Nombre d'ailes - monoplan , biplan , etc.
  • support d'aile - contreventé ou comprenant en porte à faux, rigide ou flexible.
  • Wing planform - y compris rapport d'aspect , angle de balayage , et les variations le long de la travée (y compris la classe importante d' ailes delta ).
  • Emplacement du stabilisateur horizontal, le cas échéant.
  • Angle dièdre - positif, nul ou négatif (dièdre négatif).

Une géométrie variable avion peut changer sa configuration d'aile pendant le vol.

Une aile volante n'a pas fuselage, mais il peut avoir de petites ampoules ou les gousses. L'inverse de ceci est un corps de levage , qui n'a pas d' ailes, mais elle peut avoir de petites surfaces de stabilisation et de contrôle.

Wing-en-effet de sol les véhicules ne sont pas considérés comme des aéronefs. Ils « volent » efficacement près de la surface du sol ou de l' eau, comme les avions conventionnels pendant le décollage. Un exemple est le ekranoplan russe (surnommé le « monstre de la mer Caspienne »). Man avions à propulsion comptent également sur l' effet de sol pour rester en l' air avec une puissance pilote minime, mais cela est seulement parce qu'ils sont si underpowered en fait, la cellule est capable de voler plus haut.

giravion

Giravion, ou d'un aéronef à voilure tournante, utilisent un rotor de filage avec des lames de section de profil aérodynamique (a à voilure tournante ) pour fournir un ascenseur. Les types incluent hélicoptères , autogires et divers hybrides tels que gyrodynes et giravions composé.

Les hélicoptères ont un rotorrotation par un arbre entraîné par un moteur. Le rotor pousse versbasair pour créerascenseur. En inclinant le rotor versavant, l'écoulement versbas est inclinée versarrière, pour produirepoussée versavant vol. Certains hélicoptères ont plus d'un rotor et un peu ontrotors tournés parjets de gaz au bout.

Autogires ontrotors non motorisés, avec une centrale électrique séparée pour fournirpoussée. Le rotor est incliné versarrière. Comme l'autogire déplace versavant,air souffle vershauttravers le rotor,quifait tourner. Ce filage augmente la vitesse du fluxair sur le rotor, pour fournirascenseur. Cerfs - volants de rotor sont autogires, unpowered tractés pour leur donnervitesse versavant ou attaché à un pointancrage statique en vent fort pourvol kited.

Cyclogyros tournent leurs ailes autourun axe horizontal.

Composé GIRAVIONS ont des ailes qui fournissent une partie ou l' ensemble de l'ascenseur en vol vers l' avant. Ils sont aujourd'hui classés comme élévateurs motorisés types et non comme giravion. Tiltrotor aéronef (tel que le V-22 Osprey ), tiltwing , tailsitter et coléoptère aéronefs ont leurs rotors / hélices horizontales pour le vol vertical et vertical pour le vol vers l' avant.

D'autres méthodes de levage

X-24B corps de levage.
  • Un corps de levage est un corps en forme de l' aéronef pour produire un ascenseur. S'il y a des ailes, ils sont trop petits pour assurer la portance significative et ne sont utilisés que pour la stabilité et le contrôle. Organismes de levage ne sont pas efficaces: ils souffrent de forte traînée, et doivent se déplacer à grande vitesse pour générer assez de portance pour voler. Un grand nombre des prototypes de recherche, comme le Martin-Marietta X-24 , ce qui a conduit à la navette spatiale , ont été les organes de levage (bien que la navette elle - même est pas), et quelques supersoniques missiles obtenir ascenseur à partir du flux d' air sur un corps tubulaire.
  • Élévateur motorisé types dépendent de levage dérivé du moteur pourdécollage et atterrissage verticaux ( ADAV ). La pluparttypes transition vers levage à voilure fixe pourvol horizontal. Les classes de types de levage motorisés comprennent VTOL avion à réaction (tel que le Harrier jump-jet ) et tiltrotors (tels que le Osprey V-22 ), entre autres. Quelques modèles expérimentaux reposent entièrement surpoussée du moteur pour assurerportance tout le vol, y comprisplatesformes de vol plané personnel ventilateur ascenseur et jetpacks. VTOL modèles de recherche comprennent le châlit volant .
  • L' avion Flettner utilise un cylindre rotatif en place d'une aile fixe, l' obtention d' ascenseur de l' effet magnus .
  • La ornithoptère obtient poussée en battant ses ailes.

Échelle, tailles et vitesses

tailles

Les avions plus petits sont des jouets, et encore plus petit - nano-avions .

Le plus gros avion par les dimensions et le volume (en 2016) est le 302 pieds de long (environ 95 mètres) britannique Airlander 10 , un dirigeable hybride, avec hélicoptère et caractéristiques à voilure fixe, et aurait peut atteindre des vitesses allant jusqu'à 90 mph ( environ 150 km / h) et une autonomie en vol de deux semaines avec une charge utile allant jusqu'à 22050 livres (11 tonnes).

Le plus gros avion en poids et plus gros avion régulier à voilure fixe jamais construite (en 2016), est l' Antonov An-225 . Que le transport ukrainien-russe construit 6-moteur des années 1980 est de 84 mètres (276 pieds) de long, avec une envergure de 88 mètres (289 pieds). Il détient le record de la charge utile du monde, après avoir transporté 428,834 livres (200 tonnes) de marchandises, et a récemment volé des charges de 100 tonnes dans le commerce. Pesant quelque part entre 1,1 et 1,4 million de livres (550-700 tonnes) Poids en charge maximale, il est aussi l'avion le plus lourd à construire, à ce jour. Il peut naviguer à 500 mph.

Les plus grands avions militaires sont l'ukrainien / russe Antonov An-124 (deuxième avion du monde, également utilisé comme transport civil), et américain Lockheed C-5 Galaxy de transport, de pesage, chargé, plus de 765.000 livres (plus de 380 tonnes). Le 8-moteur, piston / hélice Hughes HK-1 « Spruce Goose », un Américain Seconde Guerre mondiale transport de bois d'hydravion une plus grande envergure (94 mètres / 260 pieds) de tout aéronef en cours, et une hauteur de queue égale à le plus haut (Airbus A380-800 à 24,1 mètres / 78 pieds) - a volé seulement un court - hop dans les années 1940, et n'a jamais volé sur l' effet de sol .

Les plus grands avions civils, en dehors de la susmentionnée An-225 et An-124, sont les Airbus Beluga dérivé de transport de marchandises de l' Airbus A300 avion à réaction, le Boeing Dreamlifter dérivé de transport de marchandises du Boeing 747 jet avion de ligne / transport (747 -200B était, à sa création dans les années 1960, l'avion le plus lourd jamais construit, avec un poids maximum de 836.000 livres (plus de 400 tonnes)), et le double-decker Airbus A380 « super-jumbo » avion de ligne à réaction (du monde plus grand passager avion de ligne ).

vitesses

Le vol d'aéronefs à moteur le plus rapide enregistré et vol d'avions enregistré le plus rapide d'un aéronef alimenté à l' air de respiration était de la NASA X-43A Pegasus, un statoréacteur -powered, hypersonique , corps de levage des avions de recherche expérimentale, à Mach 9,6 (près de 7000 mph). Le X-43A établi cette nouvelle marque, et a battu son propre record du monde (de Mach 6,3, près de 5000 mph, fixé en Mars 2004) sur son troisième vol et dernière le 16 novembre 2004.

Avant le X-43A, le plus rapide enregistré vol avion motorisé (et toujours le record pour le plus rapide équipage à bord, l' avion propulsé / le plus rapide habités, les avions non-engins spatiaux ) était du nord - américain X-15A-2 , avion-fusée à 4520 mph (7274 kmh), Mach 6,72, le 3 Octobre 1967. d'un vol , il a atteint une altitude de 354,300 pieds.

Le plus rapide connu, les avions de production (autres que les fusées et les missiles) ou ayant déjà opérationnel (en 2016) sont les suivants :

  • Le plus rapide des avions à voilure fixe, et planeur le plus rapide, est la navette spatiale , un hybride planeur de fusée, qui est rentré dans l'atmosphère comme un planeur à voilure fixe à plus de Mach 25 (plus de 25 fois la vitesse du son, soit environ 17 000 mph à la rentrée dans l'atmosphère de la Terre).
  • Le plus rapide avion militaire jamais construit: Lockheed SR-71 Blackbird , un américain de reconnaissance jet aéronefs à voilure fixe, connu au - delà de voler de Mach 3,3 (environ 2200 mph à l' altitude de croisière). Le 28 Juillet 1976, un SR-71 a établi le record pour le plus rapide et avions opérationnels plus haut vol avec un record de vitesse absolue de 2193 mph et un record d'altitude absolue de 85,068 pieds. A sa retraite en Janvier 1990, il a été le plus rapide des avions air respiration / le plus rapide des avions à réaction dans le monde un record encore debout au Août 2016.
Remarque: Certaines sources font référence à la mentionnée ci-dessus X-15 comme « le plus rapide avion militaire » parce qu'il était en partie un projet de la marine américaine et la Force aérienne; cependant, le X-15 n'a pas été utilisé dans les opérations militaires réelles non expérimentales.
  • Le plus rapide des avions militaires en cours sont les soviétiques / russes MiG-25 -Capable de Mach 3,2 (2170 mph), au détriment des dommages au moteur, ou Mach 2,83 (1920 mph) normalement et les russes MiG-31 E (également capable de Mach 2,83 normalement). Les deux sont des avions à réaction des chasseurs-intercepteurs, dans les opérations actives comme 2016.
  • Le plus rapide avion civil jamais construit, et avion de ligne le plus rapide jamais construit: brièvement exploité Tupolev Tu-144 avion à réaction supersonique (Mach 2,35, 1600 mph, 2587 kmh), que l' on croyait croisière à environ Mach 2,2. Le Tu-144 (officiellement exploité 1968-1978, qui se termine après deux accidents de la petite flotte) a été survécut par son rival, le Concorde SST (Mach 2,23), un avion de ligne supersonique français / britannique, connu pour une croisière à Mach 2,02 (1.450 mph, 2333 kmh à l' altitude de croisière), opérant à partir de 1976 jusqu'à ce que la petite flotte Concorde a été mis à la terre de façon permanente en 2003, suite à l'accident d'un au début des années 2000.
  • Le plus rapide avion civil en vol : le Cessna Citation Ten , un avion d'affaires américain, capable de Mach 0,935 (plus de 600 à l' altitude de croisière mille à l' heure). Son rival, l'Américain Gulfstream 650 biréacteurs d'affaires, peut atteindre Mach 0,925
  • Le plus rapide avion de ligne Battant actuellement est le Boeing 747 , cité comme étant capable de croisière sur Mach 0,885 (plus de 550 mph). Auparavant, les plus rapides ont été les troubles, le russe (Union soviétique) de courte durée Tupolev Tu-144 SST (Mach 2,35) et les Français / britannique Concorde SST (Mach 2,23, croisière normalement à Mach 2). Avant eux, le Convair 990 Coronado jet avion de ligne des années 1960 a volé à plus de 600 mph.

Propulsion

avions sans moteur

Gliders sont des avions plus lourds que l'air qui n'emploient pas la propulsion une fois en vol. Le décollage peut être réalisée par le lancement de l' aéronef vers l' avant et vers le bas à partir d' un emplacement élevé, ou en le tirant en l'air sur un câble de ligne, soit par un treuil à base de sol ou d'un véhicule, ou par une propulsion « remorqueur ». Pour un planeur pour maintenir sa vitesse d'air avant et un ascenseur, il faut descendre par rapport à l'air (mais pas nécessairement par rapport au sol). De nombreux planeurs peuvent « monter en flèche » - hauteur de gain de ascendances tels que les courants thermiques. Le premier exemple pratique, contrôlable a été conçu et construit par le scientifique britannique et pionnier George Cayley , que beaucoup reconnaissent comme le premier ingénieur en aéronautique. Des exemples courants de planeurs sont planeurs , deltaplanes et parapentes .

Ballons dérive avec le vent, bien que normalement , le pilote peut contrôler l'altitude, soit par chauffage de l'air ou en libérant ballast, ce qui donne un certain contrôle directionnel (étant donné que les changements de direction du vent avec l' altitude). Un ballon hybride en forme d' aile peut glisser directionnellement en hausse ou en baisse; mais un ballon de forme sphérique n'a pas un tel contrôle directionnel.

Cerfs - volants sont des avions qui sont attachés au sol ou un autre objet (fixe ou mobile) qui maintient la tension dans la courroie ou la ligne cerf - volant ; ils comptent sur le vent virtuel ou réel qui souffle sur et sous eux pour générer portance et la traînée. Ballons aérodynamiques sont des hybrides de ballon-cerf - volant qui sont en forme et attachés pour obtenir des déviations du kite, et peut être plus léger que l'air, une flottabilité neutre, ou plus lourd que l'air.

avions à propulsion

Avions à propulsion possède une ou plusieurs sources de bord de la puissance mécanique, typiquement des moteurs d'avion , bien que le caoutchouc et la main - d'oeuvre ont également été utilisés. La plupart des moteurs d'avions légers sont des moteurs à pistons ou turbines à gaz . Carburant du moteur est stocké dans des réservoirs, le plus souvent dans les ailes , mais plus gros avions ont également d' autres réservoirs de carburant dans le fuselage .

des avions à hélice

Un turbopropulseur -engined DeHavilland Twin Otter conçu comme un hydravion

Avion à hélice utiliser une ou plusieurs hélices (hélices) pour créer une poussée dans une direction vers l' avant. L'hélice est généralement monté en face de la source d'alimentation dans la configuration du tracteur , mais peut être monté derrière dans la configuration du poussoir . Les variations de la disposition de l' hélice comprennent des hélices contra-rotatives et ventilateurs canalisés .

De nombreux types de centrales électriques ont été utilisés pour conduire des hélices. Les premiers dirigeables utilisés puissance de l' homme ou des machines à vapeur . Le plus pratique moteur à piston à combustion interne a été utilisé pour pratiquement tous les avions à voilure fixe jusqu'à la Seconde Guerre mondiale et est encore utilisé dans de nombreux appareils plus petits. Certains types utilisent des moteurs à turbine pour entraîner une hélice sous la forme d'un turbopropulseur ou propfan . Vol à propulsion humaine a été atteint, mais il n'a pas devenir un moyen de transport pratique. Les avions et les modèles sans pilote ont également utilisé des sources d'énergie telles que des moteurs électriques et des bandes de caoutchouc.

Les avions à réaction

Jet aéronef utilisation airbreathing moteurs à réaction , qui prennent dans l' air, le carburant brûle avec elle dans une chambre de combustion , et accélèrent l'évacuation vers l' arrière pour fournir une poussée.

Turboréacteur et turbosoufflante moteurs utilisent une turbine de filage pour entraîner un ou plusieurs ventilateurs qui fournissent une poussée supplémentaire. Un post - combustion peut être utilisé pour injecter du carburant supplémentaire dans l'échappement chaud, en particulier sur les « jets rapides » militaires. L' utilisation d'une turbine est pas absolument nécessaire: d' autres modèles comprennent le jet d'impulsion et statoréacteur . Ces dessins mécaniquement simples ne peuvent pas travailler à l'arrêt, de sorte que l'avion doit être lancé à la vitesse de vol par une autre méthode. D' autres variantes ont également été utilisés, y compris les motorjet et hybrides tels que le Pratt & Whitney J58 , qui peut convertir entre le fonctionnement turboréacteur et statoréacteur.

Par rapport aux hélices, moteurs à réaction peuvent fournir une poussée beaucoup plus élevé, des vitesses plus élevées et, au- dessus d' environ 40 000 pieds (12 000 m), une plus grande efficacité. Ils sont aussi beaucoup plus économes en carburant que les fusées . En conséquence presque toutes les grandes, à grande vitesse ou des moteurs à réaction d'utiliser des avions à haute altitude.

giravion

Certains giravion, tels que des hélicoptères , ont une voilure tournante à moteur ou rotor , où le disque de rotor peut être incliné légèrement vers l' avant de telle sorte qu'une partie de sa remontée est dirigée vers l' avant. Le rotor peut, comme une hélice, être alimenté par une variété de méthodes , tel qu'un moteur à pistons ou une turbine. Des expériences ont également utilisé des buses de jet à l'extrémité des pales de rotor .

D'autres types d'aéronefs à moteur

  • Avions de moteur fusée ont parfois été expérimenté, et le Messerschmitt Komet combattant mêmevuaction pendant la Seconde Guerre mondiale. Depuis lors, ils ont été limités aux avions de recherche, tels que le X-15 Amérique du Nord , quivoyagé jusqu'à dansespace oùmoteurs respirantair ne peuvent pas travailler (fusées portent leur propre oxydant). Rockets ont plus souvent été utilisé comme complément à la centrale principale, généralement pour la prise de fusée assistée au large des avions lourdement chargé, mais aussi pour fournircapacité de tableaubord à grande vitesse dans certains modèles hybrides tels que le Saunders-Roe SR.53 .
  • La ornithoptère obtient poussée en battant ses ailes. Il a trouvé une utilisation pratique dans un faucon modèle utilisé pour geler des animaux de proie dans le calme afin qu'ils puissent être capturés, et chez les oiseaux de jouets.

Conception et construction

Les avions sont conçus en fonction de nombreux facteurs tels que la demande des clients et du fabricant, la sécurité des protocoles et des contraintes physiques et économiques. Pour de nombreux types d'avions le processus de conception est réglementé par les autorités nationales de navigabilité.

Les éléments clés d'un avion sont généralement divisés en trois catégories:

  • La structure de comprend les principaux éléments de support de charge et de l' équipement associé.
  • Le système de propulsion (si elle est alimentée) comprend la source d'alimentation et l' équipement associé, comme décrit ci - dessus.
  • Les avionique comprennent les contrôle, la navigation et les systèmes de communication, généralement de nature électrique.

Structure

L'approche de la conception structurelle varie considérablement entre les différents types d'avions. Certains, tels que les parapentes , comprennent uniquement des matériaux souples qui agissent en traction et dépendent de la pression aérodynamique pour maintenir leur forme. Un ballon repose sur la pression de la même du gaz , mais peut avoir un panier ou nacelle rigide en bandoulière ci - dessous pour transporter sa charge utile. Au début des avions, y compris les dirigeables , souvent employé souple dopés tissu d'avions couvrant pour donner un aeroshell raisonnablement lisse tendue sur un cadre rigide. Plus tard avions employé semi Monocoque techniques, où la peau de l'appareil est assez rigide pour partager une grande partie des charges de vol. Dans une véritable conception autoporteuse il n'y a pas la structure interne gauche.

Les principaux éléments de structure d'un avion dépendent de quel type il est.

aérostats

types plus légers que l'air sont caractérisés par un ou plusieurs gasbags, typiquement avec une structure de support de câbles souples ou un cadre rigide appelé sa coque. D'autres éléments tels que des moteurs ou une nacelle peuvent également être fixés à la structure de support.

aérodynes

Diagramme pour un Airframe AgustaWestland AW101 hélicoptère

Types plus lourds que l'air se caractérisent par une ou plusieurs ailes et un central fuselage . Le fuselage typiquement porte également une queue ou empennage de la stabilité et de contrôle, et un train de roulement pour le décollage et l' atterrissage. Les moteurs peuvent être situés sur le fuselage ou les ailes. Sur un aéronef à voilure fixe les ailes sont fixées rigidement au fuselage, tandis que sur un giravion les ailes sont fixées à un arbre vertical rotatif. Les petites conceptions utilisent parfois des matériaux flexibles pour tout ou partie de la structure, maintenue en place soit par un cadre rigide ou par pression d'air. Les parties fixes de la structure comprennent la cellule .

avionique

Les avionique comprennent les systèmes de commande de vol et les équipements connexes, y compris le poste de pilotage de l' instrumentation, navigation, radar , le contrôle et les systèmes de communication .

Les caractéristiques de vol

enveloppe de vol

L'enveloppe de vol d'un aéronef fait référence à ses capacités en termes de vitesse et de facteur de charge ou d' altitude. Le terme peut également se référer à d' autres mesures telles que la maniabilité. Quand un métier est poussé, par exemple en plongeant à des vitesses élevées, il est dit à voler en dehors de l'enveloppe , quelque chose considéré comme dangereux.

Intervalle

Le Boeing 777-200LR est l'avion de ligne la plus longue portée, capable de vols de plus de la moitié du monde.

La gamme est la distance d' un avion peut voler entre le décollage et l' atterrissage , limitée par le temps , il peut rester en vol.

Pour un aéronef à la limite de temps est déterminée par la charge de carburant et la vitesse de consommation.

Pour un avion sans moteur, le temps de vol maximale est limitée par des facteurs tels que les conditions météorologiques et l'endurance pilote. De nombreux types d'avions sont limités à les heures de jour, alors que les ballons sont limités par leur approvisionnement en gaz de levage. La gamme peut être considérée comme la vitesse d'avancement moyenne multipliée par le temps maximum dans l'air.

Dynamique du vol

la dynamique de vol avec text.png

La dynamique de vol est la science de l' orientation du véhicule aérien et le contrôle en trois dimensions. Les trois paramètres de dynamique de vol critiques sont les angles de rotation autour de trois axes qui passent par le véhicule du centre de gravité , connu sous le nom tangage , roulis et lacet .

  • Rouleau est une rotation autour de l'axe longitudinal (équivalent au roulement ou de gîte d'un navire) donnant un mouvement de haut en bas de l'extrémité des ailes mesurée par l'angle de roulis ou de la banque.
  • Emplacement est une rotation autour de l'axe horizontal sur le côté donnant un mouvement de haut en bas du nez de l' aéronef mesurée par l' angle d'attaque .
  • Lacet est une rotation autour de l'axe vertical donnant un mouvement de côté à côté du nez connu sous le nom de dérapage.

la dynamique de vol est concerné par la stabilité et le contrôle de la rotation d'un avion sur chacun de ces axes.

Stabilité

Un avion qui est instable tend à diverger de sa trajectoire de vol en cours et est donc difficile à voler. Un avion très stable a tendance à rester sur sa trajectoire de vol en cours et il est difficile à manœuvrer-il est donc important pour toute conception pour atteindre le degré de stabilité. Depuis l'utilisation généralisée des ordinateurs numériques, il est de plus en plus commune pour les conceptions intrinsèquement instables et reposent sur des systèmes de contrôle informatisés pour assurer la stabilité artificielle.

Une aile fixe est généralement instable en tangage, roulis et lacet. Stabilités de tangage et de lacet de modèles à voilure fixe classiques nécessitent des stabilisateurs horizontaux et verticaux , qui agissent de manière similaire aux plumes sur une flèche. Ces surfaces de stabilisation permettent l' équilibre des forces aérodynamiques et pour stabiliser la dynamique de vol de tangage et lacet . Ils sont généralement montés sur la queue ( empennage ), bien que dans le bobard mise en page, la principale aile arrière remplace le foreplane comme stabilisateur de canard de hauteur. Aile tandem et avions Tailless reposent sur la même règle générale pour obtenir la stabilité, la surface arrière étant la stabilisation de celui- ci.

Une aile rotative est généralement instable en lacet, ce qui nécessite un stabilisateur vertical.

Un ballonnet est typiquement très stable en tangage et en roulis en raison de la façon dont la charge utile est suspendue en dessous.

Contrôle

Des surfaces de commande de vol permettent au pilote de contrôler un aéronef de l'attitude de vol et font généralement partie de l'aile ou montés sur, ou solidaire de, la surface de stabilisation associée. Leur développement a été une avancée critique dans l'histoire des avions, qui avait jusque - là été incontrôlable en vol.

Les ingénieurs en aérospatiale développent des systèmes de contrôle pour l' orientation d'un véhicule (attitude) autour de son centre de masse . Les systèmes de commande comprennent des actionneurs qui exercent des forces dans des directions différentes, et génèrent des forces de rotation ou de moments à propos du centre aérodynamique de l'aéronef, et donc faire pivoter l'aéronef en tangage, roulis ou lacet. Par exemple, un moment de tangage est une force verticale appliquée à une certaine distance vers l' avant ou vers l' arrière du centre aérodynamique de l'aéronef, ce qui provoque l'aéronef tangage vers le haut ou vers le bas. Les systèmes de contrôle sont aussi parfois utilisés pour augmenter ou diminuer la traînée, par exemple pour ralentir l'avion à une vitesse de sécurité pour l' atterrissage.

Les deux principales forces aérodynamiques agissant sur un aéronef sont élévateur soutenant dans l'air et faire glisser opposant son mouvement. Les surfaces de contrôle ou d' autres techniques peuvent également être utilisées pour affecter ces forces directement, sans induire de rotation.

Les impacts de l'utilisation des avions

Permis d'avions à longue distance, grande vitesse Voyage et peut être un plus faible consommation de carburant mode de transport dans certaines circonstances. Les avions ont des impacts environnementaux et climatiques au - delà des considérations d'efficacité énergétique, cependant. Ils sont également relativement bruyants par rapport à d' autres formes d'avions Voyage et haute altitude générer contrails , qui des données expérimentales , peuvent modifier les conditions météorologiques .

Utilise des avions

Les aéronefs sont produits dans plusieurs types différents optimisés pour divers usages; des avions militaires , qui comprend non seulement les types de combat , mais de nombreux types de soutien des avions et des avions civils , qui comprennent tous les types non-militaires, expérimental et le modèle.

Militaire

Boeing B-17E en vol

Un avion militaire est tout aéronef exploité par un service armé juridique ou insurrectionnelles de tout type. Les avions militaires peut être combat ou hors combat:

  • Les avions de combat sont des avions conçus pour détruire l' équipement ennemi en utilisant son propre armement. Avion de combat se divisent en gros en combattants et bombardiers , avec plusieurs entre-types tels que les bombardiers- et avions d'attaque au sol (y compris les hélicoptères d'attaque ).
  • Les aéronefs non combat ne sont pas conçus pour le combat que leur fonction première, mais peuvent porter des armes pour l' autodéfense. Rôles non combat incluent la recherche et de sauvetage, de reconnaissance, d' observation, le transport, la formation et le ravitaillement en vol . Ces appareils sont souvent des variantes d'aéronefs civils.

La plupart des avions militaires sont alimentés types plus lourds que l' air. D' autres types tels que les planeurs et les ballons ont également été utilisés comme avions militaires; par exemple, des ballons ont été utilisés pour l' observation pendant la guerre de Sécession et la Première Guerre mondiale , et les planeurs militaires ont été utilisés pendant la Seconde Guerre mondiale à débarquer des troupes.

Civil

Division des aéronefs civils dans commerciaux et généraux types, mais il y a des chevauchements.

Les avions commerciaux comprennent les types conçus pour les vols aériens réguliers et nolisés, transportant des passagers, courrier et autres marchandises . Les grands types de transport de passagers sont les avions de ligne, dont les plus importants sont des avions à large fuselage . Certains des types plus petits sont également utilisés dans l' aviation générale , et quelques - uns des plus grands types sont utilisés comme avions VIP .

L' aviation générale est un fourre-tout couvrant d' autres types de privé (où le pilote n'est pas versée pour le temps ou les dépenses) et l' utilisation commerciale et impliquant un large éventail de types d'avions tels que les jets d'affaires (bizjets) , formateurs , homebuilt , planeurs , warbirds et des ballons à air chaud pour ne citer que quelques - uns. La grande majorité des avions sont aujourd'hui types généraux de l' aviation.

Expérimental

Un avion expérimental est celui qui n'a pas été entièrement prouvé en vol, ou qui porte un FAA certificat de navigabilité spécial appelé un certificat expérimental. Souvent, cela implique que l'appareil teste les nouvelles technologies de l' aérospatiale, bien que le terme se réfère également aux aéronefs amateur et construit kit, dont beaucoup sont basés sur des modèles éprouvés.

Un avion de modèle, d'un poids six grammes

Modèle

Un avion de modèle est un type petit sans pilote fait voler pour le plaisir, pour l' affichage statique, pour la recherche aérodynamique ou à d' autres fins. Un modèle d'échelle est une réplique d' une certaine conception plus grande.

Voir également

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Les sujets

 

Références

  • Gunston, Bill (1987). Aéronautique Jane Dictionnaire 1987 . Londres, Angleterre: Jane Publishing Company Limited. ISBN  978-0710603654 .

Liens externes

L'histoire

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