La
conception d'un avion nécessite de répondre à certains
problèmes :
>>> Faire voler un objet plus lourd que
l'air :
C'est
grâce à son profil qu'une aile génère la portance.
L'air
circulant sur la face supérieure (l'extrados), ayant une distance plus
importante à parcourir, se déplace plus vite que sur l'intrados.
Les particules d'air y sont moins nombreuses, la pression y est donc moins
importante. L'aile est alors aspirée vers le haut : c'est la portance.
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>>> Eviter le décrochage :
Pour gagner
de l'altitude, un avion doit relever le nez l'aile forme alors avec l'horizontale
un angle appelé angle d'incidence. Jusqu'à une certaine valeur,
qui varie avec la vitesse, la portance augmente. Mais lorsque l'angle critique
est dépassé, l'écoulement sur l'extrados devient turbulent
et l'aile perd totalement sa portance. L'avion tombe en "feuille morte"
: c'est le décrochage.
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>>> Se diriger :
Sur un avion, on
trouve généralement trois types de gouvernes.
Pour
tourner, un avion doit à la fois augmenter le roulis et le lacet.
En pivotant selon l'axe de roulis, la portance, qui reste perpendiculaire
aux ailes, "tire" l'appareil dans la direction vers laquelle il
s'incline. On peut dire qu'il dérape. Pour compenser ce dérapage,
il faut incliner la gouverne verticale dans le sens opposé.
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>>> Limiter les turbulences :
Les
avions, à l'instar des bateaux, laissent un sillage derrière eux. Les appareils
volumineux et lourds créent de forts tourbillons marginaux capables de retourner
un avion plus petit en un quart de seconde.
Chaque aile produit un tourbillon marginal causé par de l'air à relativement
haute pression situé sous l'aile, qui se dirige en spirale autour et au-dessus
de l'extrémité de l'aile vers la zone d'air à relativement basse pression
situé sur l'aile. Les tourbillons circulent vers l'extérieur, vers le haut
et autour des extrémités des ailes. Le tourbillon de gauche (vu de l'arrière
de l'avion) tourne dans le sens des aiguilles d'une montre ; celui de droite
tourne dans le sens inverse.
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