Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Partenaires
Organismes
 CEA
 ESA
Sites Web
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
 A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | +
Gouverne

Introduction

Actionnement des gouvernes

Une gouverne est une surface mobile agissant dans l'air ou dans l'eau servant à piloter un mobile selon un de ses trois axes :

  • tangage : rotation dans le plan vertical pour cabrer (monter) ou piquer (Le verbe « piquer » a de nombreuses acceptions :) (descendre),
  • roulis : inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un autre. Il décrit l'angle entre le plan de l'orbite et le plan de référence...) latérale en virage,
  • lacet : rotation dans le plan horizontal (Horizontal est une orientation parallèle à l'horizon, et perpendiculaire à la verticale. Une ligne horizontale va « de la gauche vers...) pour « tourner » à gauche ou à droite.

Il s'agit généralement d'une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière...) articulée dont le changement d'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la boussole) ;) génère une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent...) aéro ou hydrodynamique.

Contrôle de la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.)

Cette force qui agit avec un bras de levier crée un moment (le produit d'une force par une distance) pour obtenir la rotation du mobile autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis,...) d'un des trois axes :

  • pour modifier sa trajectoire, ou au contraire
  • pour conserver la trajectoire du mobile soumis à une excitation extérieure déstabilisante (vague, turbulence).

Gouvernes libres ou bloquées

Surfaces de commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.)
1. (Winglet)
2. Aileron basse vitesse (On distingue :)
3. Aileron haute vitesse
4. Carénage de chariot (Un chariot est un plateau équipé de roues (en général quatre) destiné au transport de charges. Un chariot est souvent muni de ridelles servant à maintenir la charge.) de volet
5. Volet Krüger
6. Bec (Un bec, au sens strict, est une structure anatomique externe qui permet la prise alimentaire et donc la nutrition chez les oiseaux. Mais il permet aussi la...)
7. Volet interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en...) à trois fentes
8. Volet externe
9. Spoilers
10. Spoilers-Aérofreins

Transmission

Commandes mécaniques : la gouverne (Une gouverne est une surface mobile agissant dans l'air ou dans l'eau servant à piloter un mobile selon un de ses trois axes :) est reliée mécaniquement (câbles ou bielles) au manche tenu (ou laissé libre) par le pilote.
Commandes électriques ou électro-hydrauliques par "servo-commandes" : la gouverne est constamment bloquée à la position déterminée par le pilote (modèles radio-commandés) ou par des vérins pilotés par l'ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant de...) de bord (avions de ligne depuis Airbus). Effet sur la stabilité, à développer.


Note : les hélicoptères n'ont pas de gouvernes aérodynamiques (dépendant de la vitesse) : ils sont pilotés par des variations de portance de leurs rotors : en lacet par variation de la force latérale produite par le rotor de queue, en tangage et en roulis par une asymétrie de portance du rotor principal (Le rotor principal est l'élément composé de plusieurs pales qui par sa rotation permet la sustentation, le pilotage et la propulsion d'un hélicoptère.).

Note : Les dispositifs hypersustentateurs (becs de bord d'attaque, volets de bord de fuite) ne sont pas des gouvernes. Ils ne servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) pas à piloter l'avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air, entraîné par un organe moteur...) sur ses trois axes, mais à faire varier la portance (et la traînée) de l'aile. Les effets importants du braquage des volets sur l'équilibre en tangage sont des effets induits non désirés.

Disposition

Les aérodynes (avion, missile (Un missile est un projectile autopropulsé et guidé, constitué de :), etc.) possèdent des surfaces servant à la portance (ailes) et à la stabilisation (empennages). Ces surfaces sont généralement équipées de parties mobiles servant au pilotage. Les parties mobiles sont disposées avec le plus grand bras de levier possible :

en transversal pour le contrôle en roulis : généralement au bout des ailes
en longitudinal pour le contrôle en tangage et en lacet : loin du centre de gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.), généralement à l'arrière.

Gouverne en tangage

Contrôle en tangage, à l'aide

  • d'un plan horizontal fixe à l'arrière présentant un volet dit "de profondeur" mobile. Le calage de la partie fixe du stabilisateur peut être réglable en vol (voir compensateur (aéronautique)).
  • d'un plan horizontal fixe à l'avant dit plan canard (Un plan canard est une surface portante placée à l'avant d'un aérodyne (avion ou planeur) ou d'un navire à portance dynamique (hydroptère). Par extension, l'expression "plan canard" peut désigner un...) présentant un volet de profondeur mobile. Note : le plan canard (Les canards sont des oiseaux aquatiques au bec caractéristique, domestiqués ou non. Le terme « canard » est un terme générique qui désigne des...) n'est pas un empennage, mais une aile portante. Dans ce cas c'est l'aile arrière qui est le stabilisateur en tangage.
  • d'un plan horizontal complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de limiter la quantité...) mobile, dit empennage "monobloc" en une ou deux parties. L'incidence de ces deux parties varie généralement dans le même sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution...),
  • d'un volet de profondeur, appelé "élévateur" ou élevon (voir plus bas), disposé au bord de fuite de l'aile (aile Delta).

Gouverne en roulis

Contrôle en roulis, à l'aide

  • des ailerons actionnés en sens inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que...),
  • et parfois de spoilers (aérofreins / destructeurs de portance) actionnés séparément (on lève le spoiler du côté de l'aile qui doit baisser),
  • d'une conjugaison des deux précédentes (ailerons plus spoilers) à basse vitesse sur les avions de ligne qui en sont équipés.

On peut obtenir également du roulis de façon indirecte en agissant sur la gouverne de lacet (le volet de direction). Le mouvement de rotation entraîne une dissymétrie de portance des ailes qui donne du roulis. On parle alors de "roulis induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en...)". Cette technique est utilisée par les planeurs dits "deux axes" qui n'ont pas d'ailerons, ainsi que par les avions de la formule Mignet "Pou (Le terme de pou, qui nous vient d'un nom latin ayant le même sens, est un nom vernaculaire ambigu qui désigne avant tout, en français, un insecte parasite de l'homme, Pediculus humanus. À partir de ce sens premier,...) du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.)" (ailes en tandem sans ailerons).

Gouverne en lacet

Contrôle en lacet, à l'aide

  • d'un volet de direction au bord de fuite de l'empennage vertical axial (qui peut être double sur des chasseurs pour un meilleur contrôle aux grands angles),
  • de volets placés au bord de fuite des winglets ou dérives disposées en bout d'aile (avion canard ou aile volante) et actionnés d'un seul côté,
  • de spoilers (aérofreins générateurs de traînée) en bout d'aile actionnés d'un seul côté pour créer un moment de lacet (aile volante).

Mixage de deux fonctions

Une gouverne peut agir sur deux axes, ce qui nécessite un mélangeur (Un mélangeur est un circuit permettant de combiner plusieurs signaux contenant des informations différentes en électronique analogique,) mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou transmet un...) ou électronique :

  • en tangage et roulis, à l'aide des elevons montés sur les avions à ailes delta.
Les élevons (contraction de l'anglais elevator - aileron) agissent dans le même sens pour le tangage, et en sens inverse pour le roulis.
  • en tangage et lacet, dans le cas d'avions à empennage en V (Fouga Magister, Beechcraft V-35).
Les volets d'empennage agissent dans le même sens pour le tangage, et en sens inverse pour le lacet.

Une gouverne peut agir sur un axe et sur la portance ou la traînée :

  • Les flaperons (contraction de l'anglais flap - aileron), disposés au bord de fuite de l'aile, agissent dans le même sens pour la portance (comme des volets), et en sens inverse pour le roulis (comme des ailerons).
  • Les spoilers (destructeurs de portance), disposés généralement à l'extrados, agissent dans le même sens pour réduire la portance et augmenter la traînée, et en différentiel (Un différentiel est un système mécanique qui a pour fonction de distribuer une vitesse de rotation de façon adaptative aux besoins d'un ensemble mécanique.) pour le roulis et le lacet.
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0. Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page.

La liste des auteurs de cet article est disponible ici.