Corpus de la recherche personnelle:
Pour organiser ma recherche personnelle, j’ai suivi le plan suivant : tout d’abord j’ai présenté les forces qui agissent sur l’avion pendant le vol, l'effet du poids et de la direction en vol horizontal, enfin j’ai rédigé une conclusion. J’ai organisé le contenu de ma recherche selon les indications données par le professeur référent de physique et les informations trouvées sur Internet.
Pendant le vol en ligne droite, l'avion est en équilibre. Cela signifie que toutes les forces qui agissent sont en équilibre et qu’il n’y a pas de force résultante pour le changer. L'accélération est une augmentation de la vitesse ou un changement de direction, ou les deux. En vol en ligne droite, l'avion n'est pas obligé de changer de vitesse ni de direction.
Les quatre forces principales qui agissent sur l'avion sont le poids, la portance, la traction et la traînée (la résistance à l'avancement). Chacune des quatre forces principales a son propre point d'action:
- chargé à travers le centre de pression;
- poids passant par le centre de gravité;
- traction et résistance à la progression dans des directions opposées, parallèles à la direction du vol, par des points qui varient en fonction de l'attitude et de la conception de l'avion.
On suppose que la force de traction du moteur à hélice agit dans la direction du vol, bien que cela ne se produise pas toujours ainsi. Par exemple, à un angle d'attaque élevé et à une faible vitesse, l'avion a une assiette relevée vers le haut, l'axe de l'hélice étant incliné verticalement dans le sens horizontal du vol. Cette hypothèse selon laquelle une traction orientée vers l'action dans la direction de vol simplifie considérablement la discussion. En vol rectiligne horizontal: charge est égale au poids et traction est égale à la résistance à l'avancement.
L'effet du poids en vol horizontal
En vol normal, le poids diminue progressivement à mesure que le carburant est consommé. Si l'avion est sur le point de voler horizontalement, le transporteur produit devrait diminuer progressivement à mesure que le poids diminue. S'il y a une chute soudaine de poids, supposons que la moitié du nombre de parachutistes saute, afin de maintenir un vol rectiligne horizontal, il faut réduire le poids de manière appropriée. L'angle d'attaque ou la vitesse doit être réduit afin que le relèvement soit plus petit. Afin de maintenir cet angle d'attaque le plus efficace à mesure que le poids diminue, le facteur de vitesse V doit être réduit afin de réduire le poids produit de manière à équilibrer le poids. Ainsi, si la hauteur et l’angle d’attaque sont maintenus constants, il faudra alors réduire la vitesse. La puissance du moteur (force de traction) sera ajustée pour équilibrer la résistance vers l'avant. Pour un vol très efficace, la vitesse de vol diminuera avec la chute du poids.
Effet de la direction en vol horizontal
La direction est commandée par le palonnier1, pilotée par une paire de pédales qui se déplacent dans le compteur. Une pression sur la pédale droite freine la direction droite et fait pivoter l'avion vers la droite, et une pression sur la pédale gauche actionne les freins à gauche et fait pivoter l'avion vers la gauche. La direction est utilisée en principe pour faire pivoter le plan horizontalement, mais elle a un faible effet sur les virages. Le virage est déterminé notamment par l’inclinaison de l’avion, c’est-à-dire l’effet des ailerons2. Cependant, pour obtenir le virage correct, il est nécessaire de corriger la position de l'avion en fonction de l'axe de rotation3, ce qui est obtenu au moyen de la direction.
Conduire uniquement la direction détermine un effet secondaire de l'avion. Si la direction est tournée à droite, la queue est poussée à gauche, l'avion tourne à droite, la rotation fait augmenter l'air de l'aile gauche et augmente sa charge et le réduit à l'aile droite, ce qui fait basculer l'avion à droite. Cette pente doit être compensée avec les ailerons, si bien que les commandes du manipulateur doivent toujours être associées aux commandes manuelles.
Dans le cas d'avions multimoteurs, une panne du moteur ou une panne asymétrique entraîne une traction asymétrique qui génère un couple qui tend à faire tourner le plan autour de l'axe de rotation. L'effet est surtout compensé par la direction. Les forces générées par la traction asymétrique étant importantes, la direction est beaucoup plus grande que celle requise pour les angles ou pour compenser les déviations générées par la turbulence atmosphérique. En conséquence, en vol normal, il faut faire de petits virages4 pour les corrections en cours.
Conclusion :
L'équilibre en vol horizontal, qui fait référence à la vitesse horizontale constante, est obtenu lorsque la somme des forces appliquées à l'aéronef est nulle. D’où les formules de base de la mécanique du vol en équilibre sont les suivants: le poids est équilibré par la portance (portance minimale nécessaire) et la traînée est équilibrée par la traction.
