III/ Modèles d’hier, d’aujourd’hui et de demain
L’homme, ayant toujours voulu voler, a continué ses recherches au fil des siècles, en s’inspirant de l’oiseau ou de la chauve-souris au départ, pour créer ensuite sa machine.
1°) Inventions du XIXème siècle
En 1856, Jean-Marie le Bris construit un planeur contrôlé par des mouvements d’ailes antéropostérieurs, ayant la forme d’un oiseau appelé « L’Albatros ».
Otto Lilienthal (1848 – 1896) : cet ingénieur allemand s’inspire du vol des cigognes pour construire son premier planeur. Voici une citation de lui : « Nous devons voler et tomber, voler et tomber. Jusqu’à ce que nous puissions voler sans tomber. »
Son premier vol date de 1891. Il parvient à diriger des planeurs par mouvements de bras et de jambes. Au cours de son dernier vol, un coup de vent le déséquilibre et il s’écrase au sol. Il a effectué plus de 2 000 vols. Ses planeurs étaient faits d’une armature de bambous, liés par du rotin, recouverte de toile. Ses planeurs ont des empennagesEmpennage
Surface placée à l’arrière des ailes ou de la queue d’un avion, qui lui donne de la stabilité.. Il a réussi à parcourir jusqu’à 300 mètres, et se lançait d’une colline en courant contre le vent.
Clément Ader (1841 – 1925) : Cet ingénieur français construit en 1890 une première machine volante, l’Eole, puis l’Avion n°3. Il s’est inspiré des oiseaux et d’une chauve-souris : la Roussette d’Australie. Même si ses inventions ressemblent à cette dernière, elle ne peuvent pas réaliser tout ce qu’elle peut faire. Il l’équipe d’un moteur ( l’Eole) à vapeur qui entraîne une hélice. Il assure la propulsion de son aéroplane, qu’il baptise « Avion ». Il parvient à décoller mais ne peut diriger son appareil. Avion : « avis », oiseau en latin, ce mot inventé par Ader montre qu’il s’est inspiré de cet animal pour créer ses machines.
Le 14 octobre 1897, l’Avion n°3, entièrement recouvert de toile, avec une fenêtre sur le côté, ayant des hélices en bambou qui ressemblaient à des plumes d’oiseau, décolla et vola sur 300 mètres avant d’être endommagé. Ader a déduit de l’étude du vol plané des oiseaux le rapport masse/puissance animale.
2°) Inventions du XXème siècle à aujourd'hui
Les frères Wright : En 1903, aux Etats-Unis, le Flyer, machine de Wilbur (1867-1912) et Orville (1871-1948) WrightFères Wright
Au départ réparateurs de bicyclettes, ils construisent un aéroplane pourvu d’un moteur à essence dont le pilote peut, pour la première fois, contrôler sa trajectoire de vol., vole tout en étant contrôlé pendant 12 secondes pour un parcours de 36 mètres. C’est Orville qui l’a commandé. Ils s’envolent et atterrissent quatre fois dans la matinée. Ils parviennent à contrôler l’équilibre, et la direction d’un aéroplane propulsé par un moteur à explosionMoteur à explosion
Il est composé d’un cylindre et d’un piston et fonctionne à l’essence. . Le moteur du Flyer entraîne les hélices grâce à une chaîne de bicyclette. Un rail guide l’avion quand il est au sol. Il possède deux hélices en bois de sapin, le reste étant en toile.
Pour maîtriser leur avion, les deux frères apprennent à contrôler les mouvements qui risquent de les déséquilibrer : le tangageTangage
Mouvement de balancier dans le sens vertical. (l’avion pique du nez), le roulisRoulis
Mouvement de balancier latéral. (l’avion se balance d’un côté à l’autre), et le lacetLacet
Déviation du trajet rectiligne d’un avion vers la droite ou la gauche. (l’avion tourne sur lui-même).
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Pendant ce temps, en Europe, les découvertes s’accélèrent. En 1906, Santos-DumontSantos-Dumont
1873-1932: Ingénieur et aéronaute brésilien. Il participa activement à l’essor de l’aérostation et de l’aviation en France. parcourt 220 mètres en aéroplane.
Quelques avions plus récents : Vers 1930, les hydravions sont plus pratiques que les autres avions, car ils se posent sur l’eau : pas besoin de piste d’atterrissage. De magnifiques hydravions, les Clippers, sont construits par la compagnie américaine Pan Am.
Les avions furent utilisés pour la guerre. Au début de la première guerre mondiale, des biplansBiplan
Avion ayant deux paires d’ailes superposées. appelés « cages à poules » sont utilisés pour l’observation. Puis apparaissent les bombardiers et les chasseurs. La vitesse moyenne d’un avion passe de 80km/h en 1914 à 200km/h en 1918. La construction devient industrielle et de 1914 à 1918 en France, 50 000 avions sont produits.
Pendant la deuxième guerre mondiale, des moteurs à réaction, plus puissants et plus économiques que le moteur à hélices, sont mis en service.
Un avion décolle et atterrit face au vent, comme les oiseaux.
Le vol de l’hélicoptère fonctionne à peu près comme le vol du colibri : alors que la voilureVoilure
Ensemble des surfaces qui portent l’avion en l’air. de l’avion est fixe, celle de l’hélicoptère tourne : ce sont les longues pales de son rotorPale-rotor
C’est la voilure tournante d’un hélicoptère, qui se compose de pales horizontales, placées au-dessus de l’appareil.. Comme elles tournent en permanence, elles permettent à l’appareil de se tenir en l’air même lorsqu’il est immobile. Il peut donc voler sur place, mais également décoller à la verticale, reculer, tourner sur lui-même.
Un quadrimoteur, Constellation, est utilisé vers 1950 : c’est un gros avion à hélices qui emporte jusqu’à soixante-cinq passagers.
L’Airbus A340 est plus électronique : les informations concernant le vol et l’appareil apparaissent sur six écrans d’ordinateurs indiquant le cap, l’altitude, la vitesse…
Le premier vol d’un Boeing s’effectue en 1933. Le Boeing 747 vole à 10 000 mètres d’altitude car l’air est moins dense.
Pour que les passagers respirent bien, il faut aspirer, en vol, avec une pompe, l’air qui entoure l’avion, et l’envoyer à l’intérieur du fuselageFuselage
Corps d’un avion, auquel sont fixées les ailes.. C’est la pressurisation.
Le premier vol du Concorde s’effectue quant à lui en 1969. Ce dernier est un avion quadriréacteur supersoniqueQuadriréacteur supersonique
Il dépasse la vitesse du son, égale à 1 193 km/h. . Il vole à 2 175 km/h, ou Mach 2 - soit deux fois la vitesse du son - en vitesse de croisière, et à 18 000 mètres d’altitude. Il comporte une aile deltaAile delta
C’est une aile en forme de triangle, ce qui réduit la traînée. et est apparenté à une cigogne.
3°) Avions de demain
L’homme veut toujours aller plus loin, plus vite. Les équipements électroniques sont sans cesse perfectionnés pour simplifier la conduite de vol.
Peut-être qu’une aile pensante sera construite : une aile qui prenne toute seule la position, la forme et la longueur adaptées au trajet demandé.
Alliance, le successeur du Concorde, est prévu pour 2010 : il pourra transporter 250 passagers à 2300 km/h, en consommant deux fois moins d’énergie que son prédécesseur, et aura une autonomie de vol de douze mille kilomètres. Ce sera un avion hypersonique, qui aura pour vitesse de pointe Mach 5.
Les avions-fusées pourraient atteindre Mach 25, transportant ainsi des passagers de Londres à Sydney en deux heures. Leurs moteurs utiliseraient l’oxygène de l’air dans l’atmosphère, et dans le vide de l’espace, ils fonctionneraient comme des fusées.
Décollage et atterrissage verticaux éviteraient les longues pistes d’envol, nécessaires aujourd’hui aux avions à réactions.
Le V-22 possède des rotors basculants qui lui permettent de décoller et atterrir comme un hélicoptère, à la verticale, et vole comme un avion.
