Bien que les avions aient beaucoup évolué depuis la première guerre mondiale, les principaux composants d’un avion sont restés les mêmes. L’emplacement, la taille et le type des composants peuvent varier d’un Cessna 172 à un Boeing 727, mais la fonction principale des composants reste la même.
Principales parties d’un avion
- Groupe motopropulseur
- Fuselage
- Ailes
- Empennage
- Train d’atterrissage
Centrale électrique
Le groupe motopropulseur, peut-être le plus important des composants, est une combinaison du moteur et de l’hélice. La fonction première d’un moteur est de générer la puissance nécessaire pour faire tourner l’hélice. Dans les avions modernes, le groupe motopropulseur est également utilisé pour produire l’énergie électrique nécessaire au fonctionnement de tous les composants électriques, par exemple les instruments de vol, et pour chauffer la cabine lorsque la température baisse de ~10 degrés/1000 m d’altitude.
Dans les premiers avions de petite taille, le moteur était placé à l’avant du fuselage. Cependant, avec l’avènement des vols commerciaux et du transport, le besoin d’avions toujours plus grands a augmenté. Les avions massifs exigent une force de portance et de poussée considérable et nécessitent désormais plusieurs moteurs. En conséquence, le moteur a été déplacé de part et d’autre du fuselage pour accueillir plusieurs groupes motopropulseurs. La nacelle est la partie qui recouvre le moteur sous l’aile et qui rationalise le flux d’air pour une combustion efficace des carburants. L’hélice, qui est montée à l’avant du moteur, convertit la puissance développée par le moteur en poussée vers l’avant.
Fuselage d’un avion
Le fuselage comprend le cockpit, pour les pilotes, et la cabine, pour les passagers. Il comporte souvent un espace supplémentaire pour le fret, selon le type d’avion. La construction du fuselage varie selon le type d’avion. Des matériaux allant du bois aux tubes d’acier soudés ont été utilisés pour fabriquer le fuselage pendant la Seconde Guerre mondiale. Aujourd’hui, pour réduire le poids et augmenter la résistance, des tubes d’aluminium hydroformés sont utilisés pour fabriquer le fuselage des avions modernes de petite taille. Vous constaterez également que le fuselage de l’avion est généralement recouvert de tôles d’aluminium.
Types de fuselage d’avion
Poutrelles
Dans la structure du fuselage en treillis, les charges ne sont pas uniformément réparties dans le corps. De plus, ce type de structure offre un espace minimum dans la cabine. Pour répartir uniformément les forces, un châssis monocoque ou semi-monocoque est utilisé pour fabriquer les avions modernes, comme le montre l’image ci-dessous.
La monocoque & ; la conception semi-monocoque
La peau monocoque est utilisée pour supporter les charges. Cette structure peut être très solide mais ne peut tolérer les bosses/déformations de la surface. Par exemple, vous pouvez exercer une force considérable sur les extrémités d’une canette en aluminium sans causer de dommages. Mais si vous l’endommagez par les côtés, elle s’effondrera. Par conséquent, le châssis monocoque peut être utilisé pour les petits avions. Cependant, il n’est pas adapté aux avions commerciaux gigantesques, car ils sont soumis à des charges de flexion (et d’affaissement) qui exigent une épaisseur de coque extrêmement élevée.
Les avions modernes utilisent une combinaison de châssis monocoque et de châssis à treillis (longerons) pour surmonter les problèmes associés aux châssis monocoque et à treillis.
Ailes
Les ailes sont des aérodynamiques fixées de chaque côté du fuselage pour générer de la portance. Lorsque les particules d’air traversent l’aile, la forme de l’aile crée une pression différentielle. L’angle de l’aile est modifié (ou des volets séparés sont fixés sur les ailes) soit pour changer l’ampleur de la force de portance, soit pour contrôler la vitesse et la portance lors du décollage et de l’atterrissage. Voici une simulation indiquant le changement de la force de portance en fonction de l’angle. La force est nulle pour un profil symétrique et augmente avec l’angle. La force de portance augmente progressivement et atteint un pic à ~15 degrés. Après 15 degrés, les particules d’air sont séparées de l’aile et l’avion décroche.
Empennage
L’empennage se compose de surfaces fixes telles que la dérive et l’empennage horizontal et de surfaces mobiles telles que la gouverne de direction et la gouverne de profondeur.
Stabilisateurs
Le rôle des stabilisateurs est d’assurer la stabilité de l’avion sur les plans vertical et horizontal.
- Le stabilisateur vertical empêche le nez de l’avion d’osciller d’un côté à l’autre (lacet).
- Le stabilisateur horizontal empêche un mouvement de haut en bas du nez (tangage).
Le gouvernail
La gouverne de direction est une partie mobile du stabilisateur vertical et elle aide l’avion à maintenir la position du nez pendant qu’il négocie une courbe. Il est intéressant de noter que la gouverne de direction n’est pas utilisée pour tourner, mais pour stabiliser l’avion pendant le virage. L’avion tourne en inclinant ses ailes à un angle spécifique en fonction de la courbe.
Les gouvernes de profondeur
Les gouvernes de profondeur contribuent à la stabilité en tangage et permettent également de modifier l’angle d’attaque d’un avion. Lorsque la gouverne de profondeur se déplace vers le haut, une force accrue vers le bas, produite par la gouverne de profondeur, force la queue vers le bas et le nez vers le haut. En revanche, lorsque la gouverne de profondeur se déplace vers le bas, une force descendante moindre au niveau de la queue fait monter la queue et descendre le nez.
Train d’atterrissage
Comme le diraient les autres pilotes, on aimerait être dans les airs pour toujours, mais la vie finit par s’en mêler. Le train d’atterrissage est la partie d’un avion qui permet à l’avion d’atterrir et de redécoller. Il constitue le principal support de l’avion lorsqu’il est stationné, roule, décolle ou atterrit. Le type de train d’atterrissage le plus courant est constitué de roues, mais les trains d’atterrissage peuvent également être des flotteurs pour les opérations sur l’eau, ou des skis pour l’atterrissage sur la neige.
Le train d’atterrissage est composé de trois roues – deux roues principales et une troisième roue placée à l’avant ou à l’arrière de l’avion. Une troisième roue orientable permet au pilote d’effectuer toutes les opérations au sol.
