Avion, une histoire de l'aviation

Comment l'avion vole

L'analogie entre le cerf-volant et l'avion est valable ; elle est particulièrement claire si l'on suppose l'absence de tout vent. Dans ce cas, en effet, le cerf-volant tient l'air et se déplace dans la mesure où l'enfant qui le tire lui communique en courant sa propre vitesse ; ainsi en est-il, pour l'avion, du moteur qui l'actionne. Si l'enfant s'arrête, le cerf-volant, suivant son équilibrage, glisse jusqu'à terre ou tombe en tournoyant ; si le moteur s'arrête, l'avion qui n'a plus de ressource que dans son propre poids, incline aussitôt sa trajectoire et utilise son potentiel d'altitude pour rejoindre le sol en vol plané. L'avion s'y pose correctement. s'il dispose en ce point d'un terrain d'atterrissage convenable.

En effet, la " sustentation dynamique " de l'avion lui impose départ et atterrissage tangentiels. Les meilleurs avions ont bien peu gagné - à cet égard - par rapport aux Wright ou aux Blériot de l'époque héroïque des avions. Pour franchir sans risque un obstacle de vingt mètres de haut, un avion de transport ou de tourisme normalement chargé doit aujourd'hui prendre le départ à trois cent ou quatre cent mètres de là ; pour atterrir après avoir franchi le même obstacle, l'avion devra disposer, sauf vent freinant, de 300 à 400 mètres libre. D'où, entre autres conséquences fâcheuses, les dimensions des aérodromes. Puisque l'avion tire sa sustentation de la vitesse, il doit donc, s'il ne reçoit pas l'impulsion de quelque catapulte, acquérir par son propre déplacement sur un terrain préparé la vitesse de sustentation.

Le décollage, maintenant familier à tous, est suivi d'un " palier " au cours duquel le pilote se procure la marge de vitesse qui va permettre la montée. Selon le régime auquel il tient son moteur et la charge de l'appareil, le bon pilote déterminera d'instinct l'angle de montée favorable ; s'il court trop parallèlement au sol, il retarde inutilement son ascension; s'il cabre trop, il se freine et s'enfonce, et même il risque la " perte de vitesse ". Le vol horizontal en ligne droite, pour un même avion et à même charge, peut être obtenu à divers régimes de moteurs et donc à des vitesses de translation différentes ; l'écart plus ou moins grand entre ces vitesses extrêmes est une caractéristique essentielle.

En fait, tous les avions normaux ont aujourd'hui un " écart de vitesses " pratique un peu supérieur à 50% ; volant à 200 à l'heure, ils peuvent tenir leur ligne de vol à 100 et atterrir à 80 ou 90 kilomètres-heure ; volant à 300 kilomètres-heure, ils ne s' " enfonceront " qu'au-dessous de 150 kilomètres-heure et pourront se poser à 120 kilomètres heure si le pilote tire le meilleur parti de sa machine. Le départ et l'atterrissage de l'avion restent donc des manouvres relativement délicates, surtout sur un terrain de fortune, et un pilote digne de ce nom les exécutera toujours avec sagesse ; en revanche, le pilotage normal d'un avion en air calme est de la plus grande simplicité. On agit sur le gouvernail vertical de direction à l'aide du palonnier sur lequel les pieds reposent ; le levier articulé de commande, dit " manche à balai " - il n'est remplacé par un volant sur levier oscillant que dans les avions lourds - permet de contrôler les inclinaisons de l'avion, tant longitudinales - par le gouvernail de profondeur - que latérales - par les ailerons. En fait, si l'avion s'incline de 45 degrés sur les axes de vol normal, les gouvernes de l'avion, tant verticales qu'horizontales, ont alors à surface égale la même action mixte.

Vol de l'avion

L'étude des qualités de vol de l'avion s'est poursuivie depuis trente ans par la collaboration des savants, des techniciens et des pilotes d'avion ; déjà les plus grands des précurseurs - Lilienthal et les Wright en particulier - ont été des expérimentateurs animés d'un esprit véritablement scientifique. Avec le temps, la séparation habituelle à toutes les techniques s'est produite et l'homme de science a exploré - au bénéfice des réalisateurs d'avions - un domaine mieux défini. Deux grands noms dominent l'aérodynamique moderne : ceux de Gustave Eiffel, qui créa à Paris le laboratoire qui porte toujours son nom, et de Joukovsky. Il est juste d'associer à leur souvenir celui d'un mécène, Henry Deutsh de la Meurthe, mort en 1919, qui créa dès avant la guerre l'Institut aérotechnique de Saint-Cyr et fonda une chaire aéronautique au Conservatoire des arts et métiers. Depuis lors, laboratoires et instituts se sont multipliés et nous avons groupés dans cette page quelques-unes des installations dont la recherche y dispose.

L'objet unique de cette recherche reste d'améliorer le rendement et la sécurité de aéronautique. Pour l'avion, ce progrès est poursuivi en particulier par la réduction des résistances nuisibles, par l'adoption de surfaces sustentatrices et de gouvernes dont le profil, le dessin en plan et les proportions générales sont meilleurs. Le laboratoire aérodynamique est ici infiniment précieux. En effet, la soufflerie, le chariot, le manège permettent l'étude des éléments isolés, porteurs ou résistants ; la détermination des profils d'aile à faibles déplacements du centre de poussée ; enfin, une prévision déjà remarquablement approchée des performances de l'avion.
L'avion classique, tel que l'image moyenne - ou, si l'on veut, la photographie composite - s'en est imposée à nous, suggère, surtout s'il passe sur nos têtes, les formes d'un oiseau planant. Des ailes, la voilure ; un corps, le fuselage, terminé par une queue étalée qui est l'empennage. Sous cette apparence qui évoque un organisme vivant, l'avion n'est cependant qu'un assemblage rigide, charpente où seul le recouvrement établit la continuité de formes et que seule la puissance du moteur contraint à avancer en force dans les airs.

L'avion est donc formé d'éléments indépendants, assemblés après coup dans l'atelier de montage, et qui peuvent être de structure hétérogène : aile en bois, fuselage en tubes d'acier soudé ou en profilés de duralumin, recouvrement de toile, par exemple.
De bois ou de métal, une aile d'avion comporte presque toujours des éléments de structure parallèles à l'envergure, les longerons, le plus souvent au nombre de deux ; ceux-ci sont réunis, perpendiculairement au bord d'attaque par des nervures plus ou moins rapprochées dont chacune à la forme voulue pour que l'aile de l'avion, tant sur l'intrados que l'extrados, c'est-à-dire sur le dessous et le dessus, ait le galbe - appelé profil - qui lui confère les qualités de " portance " recherchées. Le fuselage de l'avion est une charpente analogue à celle qu'établissent les techniques les plus courantes, par exemple pour la construction de ponts ; c'est une succession de travées calculées et construites de façon à recevoir à l'avant le groupe moteur unique ou central, à l'arrière l'empennage et à satisfaire aux efforts tant des évolutions en vol que des manouvres à terre.

L'aviation marchande

L'aviation marchande peut se rapprocher beaucoup plus vite de l'indépendance économique si elle dispose, à travers le monde, de matériels mieux adaptés aux différents frets et aux exigences particulières des lignes. Sur beaucoup de celles-ci l'expérience du trafic des avions est si récente que l'exploitant, bientôt désireux d'employer un matériel meilleur, en est empêché par l'obligation où il est d' " amortir " les appareils en service. Ainsi, alors que la plupart des liaisons sont encore une onéreuse expérience, celle-ci est gênée et freinée par les conditions financières d'exploitation. Cette faible aptitude des entreprises de transport à passer des commandes appréciables à l'industrie aéronautique est d'autant plus fâcheuse que, parallèlement, la même industrie bénéficie d'importants crédits pour l'étude ou pour la construction en série d'avion et d'hydravions militaires. La plupart des appareils en service sur les linges ont donc été, jusqu'à 1930, des " sous produits " de l'étude technique menée au profit des aviations militaire et navale. Peu à peu, cependant, ces avions plus ou moins adaptés font place à des appareils conçus pour le transport public. Aux Etats Unis, en particulier, le développement plus libre et plus large de l'aviation marchande et son contrôle de fait par quelques groupes puissants, alliés parfois à l'industrie aéronautique, ont eu pour résultat la création d'avions spéciaux de haut intérêt. On a cité déjà les Lockheed ; les Northrop et les Fleester ne sont ni beaucoup moins rapides, ni moins intéressants. Ford, après avoir démontré la valeur de ses trimoteurs classiques, aborde la construction du long-courrier de luxe pour vols de jour et de nuit. Boieng, créateur du " monomail " établit un bimoteur qui en dérive. Enfin, Bellancan, dont les voilures à mâts profonds ont prouvé leur haut rendement, transforme ces mâts en un plat porteur.

Les progrès de la métallurgie, de l'outillage et de la construction des avions, enfin des données d'une expérience toujours plus vaste ont permis de mieux adapter chaque pièce du moteur d'avion à son rôle, d' " épargner la matière " et de la modeler selon les efforts qui doivent la solliciter. D'où les gains saisissants qui, dans un cas extrême, ont aidé à tirer les 700 kilos de l'avion et 3000 cv du moteur qui a permis l'actuel record de vitesse ; d'où, plus valablement, la réduction de 1200 grammes à 800 - en dix années- du poids par cv dans les moteurs puissants. La lutte entre les deux écoles du moteur refroidi par l'air ou par l'eau se poursuit sans décision. Le premier a encore l'avantage de la légèreté et surtout d'une adaptation plus directe aux températures ambiantes ; le second, plus logique, plus " réglable ", reste le moteur d'avion du rendement maximum. Il est donc naturel qu'il garde ou reprenne sa place pour l'équipement des aviations militaires, où les problèmes d'économie et d'entretien facile passent au second plan. En revanche, le moteur d'avion refroidi par l'air l'emporte en aviation marchande et jouit d'un monopole de fait dans les petites et moyennes puissances qui sont celles de l'aviation privée ; plus " rustique " et plus simple, il est le moteur d'avion du maximum de commodité.

Dès à présent, le moteur d'avion du type à explosion classique est un engin admirable susceptible de servir pendant des milliers d'heures et souvent de rester sur l'avion pendant plus de cinq cents heures sans révision. Ces progrès s'expliquent en grande partie par le perfectionnement des " accessoires " et, en particulier, des organes de l'avion qui conservent ou utilisent au mieux la puissance produite : compresseur - réalisé par Rateau dès 1916 - réducteur, hélice à pas réglable.

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