Comment diriger un avion?

Le moyen de diriger une voiture, ou tout autre moyen de transport terrestre est simple, en tournant les roues, on appui directement sur le sol, ce qui modifie la trajectoire du véhicule. Mais pour un avion? Physiquement, il n’est en contact qu’avec l’air… Comment peut-on alors le diriger?

Les ailerons.
Tout d’abord, principe de fonctionnement d’un aileron: L’aileron est une partie mobile situé en général sur le bout de l’aile (cas N°1)Lorsqu’on agit dessus, il pivote autour de son axe (cas N°2 et 3). En pivotant, il peut soit augmenter le bombage de l’aile, et donc la portance (cas N°2), soit diminuer le bombage de l’aile et donc, la portance (cas N°3).

Un avion est équipé d’ailerons et de gouvernes (voir article précédent). Ces éléments ne servent pas seulement à faire joli, ou à faire des pannes potentielles, ils servent surtout à diriger l’appareil dans les airs. Nous allons voire comment agissent les différents éléments aérodynamiques mobiles dont les avions de ligne sont équipés (exemple avec un ATR 42):
En rouge: La gouverne de profondeur. Elle gère l’inclinaison de l’avion. Lorsqu’on tire sur la commande de profondeur dans le cockpit, la gouverne pivote vers le haut. Cela provoque une dépression sous le stabilisateur, et une surpression au dessus. L’arrière de l’avion est alors « aspiré » vers le bas, ce qui cabre l’appareil. Cela provoque l’augmentation de l’angle d’incidence et l’élévation de l’appareil (Schéma 1).
Lorsqu’on pousse sur la commande de profondeur, l’inverse se produit (Schéma 2).
En jaune : la gouverne de direction.
Son fonctionnement est plus intuitif. Le pilote agit dessus grâce au palonnier (qui agit également sur l’angle du train d’atterrissage avant). Le palonnier, ce sont les deux pédales situées sous les pieds du pilote. Elle sert à donner du lacet à l’avion.

Comme pour tous les autres ailerons de l’avion, la pression provoqué d’un coté de l’aile, couplé à la dépression crée de l’autre coté induit le mouvement a l’avion.

En vert, les volets de direction. En effet, pour faire tourner un avion, il ne suffit pas de lui donner du lacet. Un virage réussi est la combinaison d’un mouvement de roulis et d’un mouvement de lacet. Le roulis est obtenu par une action sur la commande, a droite pour incliner l’avion sur la droite, ou à gauche pour avoir du roulis sur la gauche. Les volets de direction sont situés en bout d’aile, et agissent toujours de façon opposée et symétrique.

Enfin, en bleu, les volets hypersustentateur fonctionnent en ajoutant de la surface et du galbe à l’aile. Lorsque l’avion est a faible vitesse et qu’il à besoins de beaucoup de portance, ils sont sortis et baissés au maximum. Lorsque l’avion est en vitesse de croisière et que la trainée est plus pénalisante, ils sont en position rentrée.

How to control an airplane?

Control a car, or any terrestrial transportation device is simple, just have to turn the wheel, we push directly on the ground, this modify the trajectories of the vehicle. But for an airplane? Physically, it is in contact only with air… Then, how can we control it?

The winglets.
First of all, working principle of a winglet: The winglet is a mobile part situated on the end of the wing (cas N°1).
When we made it work, it turns around its axes (Cas N°2 and 3). When it turn, it can increase the wing profile, and so, the aerodynamic lift (cas N°2), or decrease the wing profile, and so, the aerodynamic lift (cas N°3).

An airplane is equiped with winglets and steering drift (see precedent article). These devices are not here only to made new failure, or to be decorative, it used to control the airplane in the sky. We will see how works the differents aerodynamic mobile elements whom the airplane are equiped. (exemple with an ATR 42):

In red: the deep steering. It’s run the slope of the airplane. When we pull on the deep steering commande in the cockpit, the deep steering winglets goes up. It made a depression under the wing, and a surpression above it. The rear of the airplane is then sucked down: the airplane attitude is nose up. It provokes the increase of the incidence angle and the rise of the airplane (Schéma 1).
When we push on the deep steering command, the opposite occurs (Schéma 2).

In yellow: The drift steering.
Its work is more intuitive. The pilot made it work with the Palonnier (Sorry, I’m not sur it is an English words… It’s also acts on the angle of the landing gear before). The palonnier, are the two pedals situated under the feet of the pilot. It serves for done a movement of lace to the plane.

Like for all the other winglets of the airplane, the pressure done on one side of the wing copled to the depression done on the other side made a movement of the airplane.

In green, the direction winglets. Indeed, to made turne a plane, done it some lace didn’t be sufficient. A successes corner is the addition of a lace movement and a roll movement. The roll movement is obtain by pushing the command on right to incline it on right, and on left to incline it on left. The direction winglet are situated at the end of the wings, and always work symmetrically opposed.

Lastely, in blue, the hypersustentateur winglets. It’s work by adding some area and some curve to the wing. When the airplane is at low speed and need a lot of aerodynamic lift, it is out and down at the maximum. When the airplane is at is cruise speed and altitude and the aerodynamic drag is more penalize, it is in position into.