Ékranoplane
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L'ékranoplane (en russe :???????????) est un hydravion volant à faible hauteur au-dessus de l'eau, en utilisant l'effet de sol qui est un phénomène aérodynamique différent du coussin d'air des aéroglisseurs. Ces aéronefs d'un type particulier furent conçus par les bureaux d'études (OKB) Alexeïev de Nijni-Novgorod

Histoire

Les Ékranoplanes soviétiques sont apparus pendant la guerre froide. En effet, durant cette période, les deux super-puissances,États-Unis et URSS, essayent par tous les moyens, dans ce domaine comme dans d'autres, de prendre une avance technologique sur l'autre. Au début des années 1950, Rotislav Alekseiev ingénieur (« Le métier de base de l'ingénieur consiste à résoudre des problèmes de nature technologique, concrets et souvent complexes, liés à la conception, à la...) soviétique imagine un nouveau type d'appareil : un bateau (Un bateau est une construction humaine capable de flotter sur l'eau et de s'y déplacer, dirigé ou non par ses occupants. Il répond aux besoins du transport maritime ou fluvial, et permet diverses activités...) capable de s'envoler. Il demande alors des crédits, qui lui sont accordés par Nikita Khrouchtchev.
Pour concevoir la meilleure forme, l'ingénieur réalise des centaines de modèles réduits en papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. Il se présente sous forme de feuilles...) mâché d'un mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini, depuis 1983, comme la distance parcourue par la...) pour les tester de manière empirique. Il les lance (à l'aide d'un toboggan) juste au-dessus de l'eau ; ce fut le plus stable qui fut développé.
Après la construction de divers prototypes, le modèle KM (?????????? ??????) surnommé Monstre de la Caspienne est construit en 1966. 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...) fait 100 mètres de long pour 550 tonnes. Ses 10 moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) le font voler à 3 mètres au-dessus de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), mais il ne peut pas voler plus haut, en dehors de l'effet de sol. Il peut faire face à des vagues de 5 mètres sans aucun problème. Il servira de laboratoire volant pour les scientifiques jusqu'en 1980. Ce sont ses contraintes de vol qui sont à l'origine de sa disparition. Suite à une rafale de vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel à tous les...) qui déstabilisa l'appareil, le pilote, contrairement aux consignes de pilotage de se rapprocher de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...) en cas de problème, choisit - comme pour avion classique - de monter. L'avion décrocha avant de s'abîmer dans la mer Caspienne (La mer Caspienne est une mer intérieure de l' Asie. Elle est bordée par la Russie (avec le Daguestan, la Kalmoukie et l'oblast d'Astrakhan), l'Azerbaïdjan, le Turkménistan, l'Iran, et le...).
Le pilote eut un pied cassé dans l'accident. En 1972, un nouvel avion est créé, l'Orlyonok (??????? signifie "aiglon" en russe). Il fait 58 m de long, et sa masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la...) plus faible que celle du Monstre de la Caspienne (125 tonnes) lui permet de voler jusqu'à 300 m d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et...). Il est destiné à des missions d'assaut. Il fut construit à 4 exemplaires, avec un dernier vol en 1993.
En 1980, le Lun (???? signifie "le Chat-Huant") apparaît. Sa mission est de transporter et de lancer des bombes nucléaires. Cet avion de 74 mètres est le seul de son espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un...), les restrictions budgétaires subies par l'armée soviétique ont mis un coup d'arrêt au programme.
À la suite de l'accident du sous-marin (Un sous-marin est un navire capable de se déplacer dans les trois dimensions, sous la surface de l'eau ; il se distingue ainsi des autres bateaux et navires qui se déplacent dans deux dimensions et uniquement à la...) Komsomolets (Le Komsomolets était un sous-marin nucléaire soviétique imatriculé K-278, tristement célèbre pour la catastrophe du 7 avril 1989. Ce jour-là, un incendie se déclara à l'intérieur du sous-marin,...) qui fît 42 morts, l'URSS commence à construire en 1989 le Spasatel (ou C????????, "le sauveur"). D'une capacité de 500 personnes, il était destiné à être un hôpital (Un hôpital est un lieu destiné à prendre en charge des personnes atteintes de pathologies et des traumatismes trop complexes pour pouvoir être traités à domicile ou dans le cabinet d'un médecin.) volant pour les équipages de sous-marins ou de navires. Mais il ne fut jamais terminé. Contrairement aux modèles précédents, sa carcasse est encore conservée au fond d'un hangar (Un hangar est un bâtiment souvent réduit à une couverture et servant à abriter des véhicules, des aéronefs, à stocker des récoltes, des...).

Autre précurseur : la société RFB (Rhein-Flugzeugbau), soutenue par VFW-Fokker (VFW-Fokker est une ancienne co-entreprise allemande alliant les sociétés Vereinigte Flugtechnische Werke et Fokker.) construisit à la fin des années 60 le X-113, un prototype expérimental d'avion à effet de sol dessiné par l'aérodynamicien allemand Alexander Lippisch.

Aujourd'hui

Aujourd'hui, le constructeur aéronautique (L' industrie aéronautique et spatiale est le secteur économique qui regroupe les activités des secteurs de l'aéronautique et de l'aérospatiale. Ces secteurs sont étroitement liés aux activités de...) américain Boeing (Boeing (nom officiel en anglais The Boeing Company) est l'un des plus grands constructeurs aéronautiques et aérospatiaux au monde. Son siège social est situé à Chicago, dans l'Illinois. Ses deux plus...) présente un nouvel ékranoplane (L'ékranoplane (en russe :???????????) est un hydravion volant à faible hauteur au-dessus de l'eau, en utilisant l'effet de sol qui est un phénomène aérodynamique différent du coussin d'air des aéroglisseurs. Ces aéronefs...), le Pélican (Les Pelecanidae (ou pélécanidés) sont une famille d'oiseaux constituée du seul genre Pelecanus et de 8 espèces de grands oiseaux aquatiques nommés...). De même que les russes étaient motivés par l'utilisation militaire des ekranoplanes, l'armée américaine se dit intéressée par ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) pour le transport maritime (Le transport maritime est le mode de transport le plus important pour le transport de marchandises (marine marchande). Le transport de personnes par voie maritime a perdu beaucoup d'importance du fait de l'essor de...) rapide de matériel militaire lourd sur de grandes distances : Pacifique et Atlantique.

Aérodynamique (L'aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte sur la compréhension et l'analyse des écoulements d'air, ainsi...)

Pour voler, ces appareils utilisent l'effet de sol. Légère différence avec les avions classiques dont la portance vient principalement de la dépression à l'extrados du profil, l'ékranoplane bénéficie d'une pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) supplémentaire à l'intrados, appellée abusivement coussin d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des avions et autres...). Les engins à coussin d'air (aéroglisseurs, navires à effet de surface) n'ont pas d'ailes, et leur portance (aérostatique) vient uniquement d'une pression relative positive générée dans une enceinte plus ou moins close par une soufflante (Une soufflante est un élément constitutif d'un turboréacteur à double flux. C'est elle que voit un observateur placé devant le moteur. Elle est constituée de pales et d'aubes.) motorisée. Un ekranoplane est tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) simplement un avion, à portance aérodynamique, dont la voilure à faible allongement est spécialement conçue pour voler en effet de sol. Si l'avion vole à basse hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) au-dessus de l'eau ou du sol, la portance est légèrement augmentée et la déflexion est empêchée par la proximité du sol; l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) d'attaque est réduit, ce qui réduit la traînée (En mécanique des fluides, la traînée est la force qui s'oppose au mouvement d'un corps dans un liquide ou un gaz. Mathématiquement c'est la...) induite par la portance.

Allongement de l'aile

L'ékranoplane possède une voilure spécifique. En effet, à l'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 x·y = y·x = 1, si...) des autres avions qui ont des ailes longues pour diminuer autant que possible la traînée induite, les ékranoplanes ont des ailes à faible allongement, la traînée induite restant faible tant que l'avion vole au ras de la surface. L'avion consomme alors moins de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.). Dés que l'ékranoplane prend de l'altitude (si sa motorisation le permet), l'effet de sol disparaît et la traînée augmente.

Stabilité en tangage, maintien de l'altitude

La proximité de la surface rend le pilotage dangereux si l'avion est instable en tangage (tendance à cabrer ou à piquer). Un avion à effet de sol présente obligatoirement au minimum deux surfaces portantes nettement différenciées. Il trouve sa stabilité dans la différence des pentes de portance (variation de portance avec l'incidence) de ces deux surfaces. L'aile avant qui porte la majorité du poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la...) est au ras de l'eau, en effet de sol. Sa pente de portance diminue fortement si l'avion monte, par diminution de l'allongement effectif. L'aile arrière est moins chargée et à plus grand allongement; elle doit être disposée nettement plus haut, quasiment en dehors de l'effet de sol. Sa pente de portance est alors quasi constante, indépendante de l'altitude. Si l'avion monte, l'aile avant perd une partie de sa portance, mais pas l'aile arrière. L'avion pique un peu du nez (Le nez (du latin nasus) est chez l'homme la saillie médiane du visage située au-dessus de la lèvre supérieure et qui, en le surplombant, recouvre...), et redescend à son altitude initiale. Si l'avion descend, l'effet de sol augmente, l'aile avant porte plus, mais l'aile arrière ne porte pas plus. L'avion cabre un peu, et reprend son altitude initiale.

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