Aviation - Aviation

L'aviation est l'ensemble des activités entourant le vol mécanique et l' industrie aéronautique . Aéronef comprend à voilure fixe et à voilure tournante types, les ailes morphables, les organes de levage d' aile inférieure, ainsi que des bateaux plus léger que l'air tel que des ballons d'air chaud et dirigeables .

L'aviation a commencé au XVIIIe siècle avec le développement de la montgolfière , un appareil capable de se déplacer dans l'atmosphère par flottabilité . Certains des progrès les plus importants de la technologie aéronautique sont survenus avec le vol plané contrôlé d' Otto Lilienthal en 1896 ; puis un grand pas en avant est venu avec la construction du premier avion propulsé par les frères Wright au début des années 1900. Depuis lors, l'aviation a été révolutionnée technologiquement par l'introduction du jet qui a permis une forme de transport majeure à travers le monde.

Étymologie

Le mot aviation a été inventé par l'écrivain français et ancien officier de marine Gabriel La Landelle en 1863. Il a dérivé le terme du verbe avier (un néologisme infructueux pour "voler"), lui-même dérivé du mot latin avis ("oiseau") et le suffixe -ation .

Histoire

Débuts précoces

Il existe des premières légendes du vol humain telles que les histoires d' Icare dans le mythe grec, Jamshid et Shah Kay Kāvus dans le mythe persan et l'automate volant d' Archytas de Tarente (428-347 av. Plus tard, des allégations un peu plus crédibles de vols humains à courte distance apparaissent, comme les vols ailés d' Abbas ibn Firnas (810-887), Eilmer de Malmesbury (XIe siècle) et la Passarola à air chaud de Bartholomeu Lourenço de Gusmão (1685 –1724).

Plus léger que l'air

L'ère moderne de l'aviation a commencé avec le premier vol humain plus léger que l'air, le 21 novembre 1783, d'une montgolfière conçue par les frères Montgolfier . La praticité des ballons était limitée car ils ne pouvaient voyager que sous le vent. Il a été immédiatement reconnu qu'un ballon dirigeable ou dirigeable était nécessaire. Jean-Pierre Blanchard a piloté le premier dirigeable à propulsion humaine en 1784 et a traversé la Manche en 1785.

Les dirigeables rigides sont devenus les premiers avions à transporter des passagers et du fret sur de grandes distances. Les avions les plus connus de ce type ont été fabriqués par la société allemande Zeppelin .

Le Zeppelin le plus réussi était le Graf Zeppelin . Il a parcouru plus d'un million de milles, y compris un vol autour du monde en août 1929. Cependant, la domination des Zeppelins sur les avions de cette période, qui n'avaient qu'une autonomie de quelques centaines de milles, diminuait à mesure que la conception des avions avançait. . L'"âge d'or" des dirigeables s'est terminé le 6 mai 1937, lorsque le Hindenburg a pris feu, tuant 36 personnes. La cause de l'accident de Hindenburg a d'abord été imputée à l'utilisation d'hydrogène au lieu d'hélium comme gaz de levage. Une enquête interne menée par le fabricant a révélé que le revêtement utilisé dans le matériau recouvrant le cadre était hautement inflammable et permettait à l'électricité statique de s'accumuler dans le dirigeable. Les modifications apportées à la formulation du revêtement ont réduit le risque d'autres accidents de type Hindenburg. Bien qu'il y ait eu des initiatives périodiques pour relancer leur utilisation, les dirigeables n'ont vu que des applications de niche depuis cette époque.

Plus lourd que l'air

En 1799, Sir George Cayley a présenté le concept de l'avion moderne comme une machine volante à voilure fixe avec des systèmes séparés pour la portance, la propulsion et le contrôle. Les premiers développements des dirigeables comprenaient une propulsion mécanique ( Henri Giffard , 1852), des cadres rigides ( David Schwarz , 1896) et une vitesse et une maniabilité améliorées ( Alberto Santos-Dumont , 1901)

Premier vol motorisé et contrôlé des frères Wright , 17 décembre 1903

Il existe de nombreuses revendications concurrentes pour le premier vol propulsé plus lourd que l'air. Le premier vol propulsé enregistré a été effectué par Clément Ader le 9 octobre 1890, dans son avion à voilure fixe entièrement autopropulsé à ailes de chauve-souris , l' Ader Éole . Il s'agirait du premier vol habité, motorisé et plus lourd que l'air d'une distance significative (50 m (160 pi)) mais à une altitude insignifiante par rapport au sol. Sept ans plus tard, le 14 octobre 1897, l' Avion III d' Ader est testé sans succès devant deux fonctionnaires du ministère français de la Guerre. Le rapport sur les procès n'a été rendu public qu'en 1910, car il s'agissait d'un secret militaire. En novembre 1906, Ader a affirmé avoir effectué un vol réussi le 14 octobre 1897, réalisant un « vol ininterrompu » d'environ 300 mètres (980 pieds). Bien que largement répandues à l'époque, ces affirmations ont ensuite été discréditées.

Les frères Wright ont réalisé avec succès le premier vol d'avion motorisé, contrôlé et soutenu le 17 décembre 1903, un exploit rendu possible par leur invention du contrôle à trois axes . Seulement une décennie plus tard, au début de la Première Guerre mondiale , les avions plus lourds que l'air étaient devenus pratiques pour la reconnaissance, le repérage d'artillerie et même les attaques contre des positions au sol.

Les avions ont commencé à transporter des personnes et des marchandises à mesure que les conceptions devenaient plus grandes et plus fiables. Les frères Wright emmenèrent en l'air le premier passager, Charles Furnas, l'un de leurs mécaniciens, le 14 mai 1908.

Au cours des années 1920 et 1930, de grands progrès ont été réalisés dans le domaine de l'aviation, notamment le premier vol transatlantique d'Alcock et Brown en 1919, le vol transatlantique en solo de Charles Lindbergh en 1927 et le vol transpacifique de Charles Kingsford Smith l'année suivante. L'un des modèles les plus réussis de cette période a été le Douglas DC-3 , qui est devenu le premier avion de ligne à être rentable en transportant exclusivement des passagers, marquant le début de l'ère moderne du service aérien de passagers. Au début de la Seconde Guerre mondiale, de nombreuses villes avaient construit des aéroports et de nombreux pilotes qualifiés étaient disponibles. La guerre a apporté de nombreuses innovations à l'aviation, notamment le premier avion à réaction et les premières fusées à carburant liquide .

Le Cessna 172 est l'avion le plus produit de l'histoire

Après la Seconde Guerre mondiale, en particulier en Amérique du Nord, il y a eu un boom de l'aviation générale , à la fois privée et commerciale, alors que des milliers de pilotes ont été libérés du service militaire et que de nombreux avions de transport et d'entraînement bon marché excédentaires de guerre sont devenus disponibles. Des fabricants tels que Cessna , Piper et Beechcraft ont augmenté leur production pour fournir des avions légers au nouveau marché de la classe moyenne.

Dans les années 1950, le développement des jets civils s'est intensifié, à commencer par le de Havilland Comet , bien que le premier jet de passagers largement utilisé ait été le Boeing 707 , car il était beaucoup plus économique que les autres avions à l'époque. Dans le même temps, la propulsion à turbopropulseurs a commencé à apparaître pour les petits avions de banlieue, permettant de desservir des routes de petit volume dans un éventail de conditions météorologiques beaucoup plus large.

Depuis les années 1960 , des cellules en matériaux composites et des moteurs plus silencieux et plus efficaces sont devenus disponibles, et Concorde a fourni un service passagers supersonique pendant plus de deux décennies, mais les innovations durables les plus importantes ont eu lieu dans l'instrumentation et le contrôle. L'arrivée de l' électronique à semi-conducteurs , du système de positionnement global , des communications par satellite et des ordinateurs et écrans LED de plus en plus petits et puissants , ont radicalement changé les cockpits des avions de ligne et, de plus en plus, des avions plus petits. Les pilotes peuvent naviguer avec beaucoup plus de précision et visualiser le terrain, les obstacles et autres aéronefs à proximité sur une carte ou grâce à une vision synthétique , même la nuit ou par faible visibilité.

NASA de » Helios recherches à l' énergie solaire vol.

Le 21 juin 2004, SpaceShipOne est devenu le premier avion à financement privé à effectuer un vol spatial , ouvrant la possibilité d'un marché de l'aviation capable de quitter l'atmosphère terrestre. Pendant ce temps, les prototypes volants d'avions propulsés par des carburants alternatifs, tels que l' éthanol , l' électricité et même l'énergie solaire , deviennent de plus en plus courants.

Opérations d'avions

Aviation civile

L'aviation civile comprend tous les vols non militaires, à la fois l'aviation générale et le transport aérien régulier .

Transport aérien

Il existe cinq grands constructeurs d'avions de transport civil (par ordre alphabétique) :

Boeing, Airbus, Ilyushin et Tupolev se concentrent sur les avions de ligne à fuselage large et à fuselage étroit , tandis que Bombardier, Embraer et Sukhoi se concentrent sur les avions de ligne régionaux . De grands réseaux de fournisseurs de pièces spécialisées du monde entier soutiennent ces fabricants, qui ne fournissent parfois que la conception initiale et l'assemblage final dans leurs propres usines. Le consortium chinois ACAC entrera également prochainement sur le marché du transport civil avec son jet régional Comac ARJ21 .

Jusqu'aux années 1970, la plupart des grandes compagnies aériennes étaient porteurs de drapeau , parrainés par leurs gouvernements et fortement protégés de la concurrence. Depuis lors, les accords de ciel ouvert ont entraîné une concurrence et un choix accrus pour les consommateurs, ainsi qu'une baisse des prix pour les compagnies aériennes. La combinaison des prix élevés du carburant, des tarifs bas, des salaires élevés et des crises telles que les attentats du 11 septembre et l' épidémie de SRAS ont poussé de nombreuses compagnies aériennes plus anciennes à renflouer le gouvernement, à faire faillite ou à fusionner. Dans le même temps, les transporteurs à bas prix tels que Ryanair , Southwest et WestJet ont prospéré.

L'aviation générale

1940 Piper Cub

L'aviation générale comprend tous les vols civils non réguliers, tant privés que commerciaux . L'aviation générale peut inclure les vols d'affaires, l'affrètement aérien , l'aviation privée, la formation au vol, la montgolfière , le parapente , le parachutisme , le vol à voile , le deltaplane , la photographie aérienne , les deltaplanes propulsés à pied , l'ambulance aérienne, le saupoudrage des cultures, les vols charters, les rapports de trafic , la police patrouilles aériennes et lutte contre les incendies de forêt.

Chaque pays réglemente l'aviation différemment, mais l'aviation générale relève généralement de réglementations différentes selon qu'elle est privée ou commerciale et selon le type d'équipement impliqué.

De nombreux petits constructeurs d'avions desservent le marché de l'aviation générale, en mettant l'accent sur l'aviation privée et la formation au pilotage.

Les développements récents les plus importants pour les petits avions (qui forment la majeure partie de la flotte de GA) ont été l'introduction d'une avionique de pointe (y compris le GPS ) qui n'était auparavant présente que dans les gros avions de ligne , et l'introduction de matériaux composites pour rendre les petits avions plus légers et plus rapide. Les avions ultralégers et de construction artisanale sont également devenus de plus en plus populaires à des fins récréatives, car dans la plupart des pays qui autorisent l'aviation privée, ils sont beaucoup moins chers et moins réglementés que les avions certifiés.

Aviation militaire

De simples ballons ont été utilisés comme avions de surveillance dès le XVIIIe siècle. Au fil des ans, les avions militaires ont été construits pour répondre à des exigences de capacité sans cesse croissantes. Les constructeurs d'avions militaires se disputent des contrats pour approvisionner l'arsenal de leur gouvernement. Les avions sont sélectionnés en fonction de facteurs tels que le coût, les performances et la vitesse de production.

Le Lockheed SR-71 reste inégalé dans de nombreux domaines de performance.

Types d'aviation militaire

Sécurité aérienne

La sécurité aérienne désigne l'état d'un système ou d'une organisation aéronautique dans lequel les risques associés aux activités aéronautiques, liés à l'exploitation d'un aéronef ou en soutien direct à celle-ci, sont réduits et contrôlés à un niveau acceptable. Il englobe la théorie, la pratique, l'enquête et la catégorisation des pannes de vol, ainsi que la prévention de telles pannes par le biais de la réglementation, de l'éducation et de la formation. Elle peut également être appliquée dans le cadre de campagnes d'information du public sur la sécurité du transport aérien. Le pire accident d'aviation de l'histoire a été la catastrophe de l'aéroport de Ténérife le 27 mars 1977, lorsque 583 personnes sont mortes lorsque deux avions gros porteurs Boeing 747, exploités par Pan Am et KLM, sont entrés en collision sur une piste de l'aéroport de Los Rodeos, maintenant connu sous le nom de Ténérife Nord.

Accidents et incidents aériens

Un pilote de l' USAF Thunderbird s'éjectant de son avion F-16 lors d'un spectacle aérien en 2003

Un accident d'aviation est défini par l' annexe 13 de la Convention relative à l'aviation civile internationale comme un événement associé à l'exploitation d'un aéronef qui se produit entre le moment où une personne monte à bord de l'aéronef avec l'intention de voler jusqu'au moment où toutes ces personnes ont débarqué, dans lequel une personne est mortellement ou gravement blessée, l'avion subit des dommages ou une défaillance structurelle ou l'avion est manquant ou est complètement inaccessible.

Le premier accident d'aviation mortel s'est produit dans un avion Wright modèle A à Fort Myer, Virginie, États-Unis , le 17 septembre 1908, causant des blessures au pilote, Orville Wright , et la mort du passager, le lieutenant Thomas Selfridge du Signal Corps .

Un incident d'aviation est défini comme un événement, autre qu'un accident, associé à l'exploitation d'un aéronef qui affecte ou pourrait affecter la sécurité des opérations.

Un accident dans lequel les dommages à l'avion sont tels qu'il doit être amorti, ou dans lequel l'avion est détruit, est appelé un accident de perte de coque .

Le contrôle du trafic aérien

Le contrôle de la circulation aérienne (ATC) implique la communication avec les aéronefs pour aider à maintenir l'espacement, c'est-à-dire qu'il s'assure que les aéronefs sont suffisamment éloignés les uns des autres horizontalement ou verticalement pour qu'il n'y ait aucun risque de collision. Les contrôleurs peuvent coordonner les comptes rendus de position fournis par les pilotes, ou dans les zones à fort trafic (comme les États-Unis), ils peuvent utiliser le radar pour voir les positions des aéronefs.

Il existe généralement quatre types différents d'ATC :

  • contrôleurs centraux, qui contrôlent les aéronefs en route entre les aéroports
  • tours de contrôle (y compris la tour, le contrôle au sol, la délivrance des autorisations et d'autres services), qui contrôlent les aéronefs à une petite distance (généralement 10 à 15 km horizontalement et 1 000 m verticalement) d'un aéroport.
  • les contrôleurs océaniques, qui contrôlent les aéronefs au-dessus des eaux internationales entre les continents, généralement sans service radar.
  • les contrôleurs terminaux, qui contrôlent les aéronefs dans une zone plus large (généralement de 50 à 80 km) autour des aéroports très fréquentés.

L'ATC est particulièrement important pour les aéronefs volant selon les règles de vol aux instruments (IFR), lorsqu'ils peuvent se trouver dans des conditions météorologiques qui ne permettent pas aux pilotes de voir les autres aéronefs. Cependant, dans les zones à très fort trafic, en particulier à proximité des grands aéroports, les aéronefs volant selon les règles de vol à vue (VFR) sont également tenus de suivre les instructions de l'ATC.

En plus de l'espacement avec les autres aéronefs, l'ATC peut fournir des avis météorologiques, un espacement du relief, une aide à la navigation et d'autres services aux pilotes, en fonction de leur charge de travail.

L'ATC ne contrôle pas tous les vols. La majorité des vols VFR (Règles de vol visuel) en Amérique du Nord ne sont pas tenus de contacter l'ATC (à moins qu'ils ne traversent une zone terminale achalandée ou utilisent un aéroport majeur), et dans de nombreuses régions, comme le nord du Canada et à basse altitude dans le nord Écosse, les services de contrôle du trafic aérien ne sont pas disponibles, même pour les vols IFR à basse altitude.

Impact environnemental

Comme toutes les activités impliquant la combustion , l'exploitation d'avions motorisés (des avions de ligne aux montgolfières) libère de la suie et d'autres polluants dans l'atmosphère. Des gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone (CO 2 ) sont également produits. De plus, il existe des impacts environnementaux spécifiques à l'aviation : par exemple,

Des traînées de vapeur d'eau laissées par les avions de ligne à haute altitude . Ceux-ci peuvent contribuer à la formation de nuages ​​cirrus .
  • Les aéronefs opérant à haute altitude près de la tropopause (principalement les gros avions de ligne ) émettent des aérosols et laissent des traînées de condensation , qui peuvent tous deux augmenter la formation de cirrus - la couverture nuageuse peut avoir augmenté jusqu'à 0,2% depuis la naissance de l'aviation. Les nuages ​​peuvent avoir un effet à la fois rafraîchissant et réchauffant. Ils renvoient une partie des rayons du soleil dans l'espace, mais bloquent également une partie de la chaleur rayonnée par la surface de la Terre. En moyenne, les cirrus naturels minces et les traînées de condensation ont un effet de réchauffement net.
  • Les aéronefs opérant à haute altitude près de la tropopause peuvent également libérer des produits chimiques qui interagissent avec les gaz à effet de serre à ces altitudes, en particulier des composés azotés , qui interagissent avec l'ozone, augmentant les concentrations d'ozone.
  • La plupart des avions à pistons légers brûlent de l' essence automobile , qui contient du plomb tétraéthyle (TEL). Certains moteurs à pistons à faible compression peuvent fonctionner avec du mogaz sans plomb , et des moteurs à turbine et des moteurs diesel - dont aucun ne nécessite du plomb - font leur apparition sur certains avions légers plus récents .

Un autre impact environnemental de l'aviation est la pollution sonore , principalement causée par le décollage et l'atterrissage des avions. Les bangs soniques étaient un problème avec les avions supersoniques tels que le Concorde .

Voir également

Remarques

Bibliographie

Liens externes