Ballons et Dirigeables
Publié par Publication le 06/02/2005 à 21:37
Tous les objets volants de création humaine s'appellent des AÉRONEFS. En attendant les soucoupes volantes à anti-gravité, il en existe deux catégories: les AÉRODYNES et les AÉROSTATS.

Les AÉRODYNES

Ou "plus lourd que l'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...)" utilisent pour voler les lois de la 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...) de Newton ("action réaction", La somme des forces appliquées à un solide est égale au produit de 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...) par l'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique, plus précisément en cinématique, l'accélération est une grandeur vectorielle qui indique la...) de son centre de gravité (Le centre de gravité est le point d'application de la résultante des forces de gravité ou de pesanteur. Il est également le point d'intersection de tous les plans qui divisent le corps en deux parties de...), etc.) directement (fusées) ou indirectement par action aérodynamique (L'aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte sur la compréhension et l'analyse des écoulements d'air, ainsi qu'éventuellement sur leurs effets sur des éléments solides qu’ils environnent. L'aérodynamisme...) sur des surfaces portantes (avions, planeurs, hélicoptères, autogires) ; ils incluent les Hélicoptères, les Autogires, les Avions et les Planeurs, et enfin les Fusées.

Les Hélicoptères

La portance vient de la mise en rotation par un moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou...) d'un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut...) de pales horizontales qu'on appelle rotor. L'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 (généralement le plan de...) du plan de rotation du rotor permet de diriger l'appareil. Pour les hélicoptères mono rotor à entraînement mécanique direct, un petit rotor arrière anti-couple compense le couple 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 1 désigne...) que subit le moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail...) d'entraînement 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.). Il permet aussi le pilotage en lacet de l'appareil. L'appareil peut voler de manière rigoureusement stationnaire.

Les Autogires

Même principe général que pour les hélicoptères. Le rotor est cependant libre, mis en rotation par 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...) relatif, créé par l'avancement qu'impose le moteur de propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force motrice l'énergie fournie par le milieu...). Par principe, l'appareil ne peut voler en vol rigoureusement stationnaire. L'artifice du prélanceur réduit sensiblement la distance de décollage (Le décollage est la phase transitoire pendant laquelle un aéronef passe de l'état statique - au sol - vers le vol.).

Ces deux catégories (hélicoptères et autogires) ont en commun une forte valeur de 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 composante des efforts exercés sur le...) induite par la portance (l'allongement du disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.) de portance est faible), une relative insensibilité aux rafales (charge alaire des pales très élevée) et, surtout pour l'hélicoptère (Un hélicoptère est un aéronef à voilure tournante dont le ou les rotors procurent à eux seuls la propulsion et la sustentation pendant toutes les phases du vol.), un coût élevé en relation avec une complication mécanique importante. Il est à noter que les autogires font l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction...) d'un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) élevé d'accidents (cf. Sites bureaux d'enquête accidents, BEA, NTSB).

Les Avions et les Planeurs

Les Avions et les Planeurs utilisent la réaction aérodynamique sur des plans (ailes, gouvernes). Ils ont tous une vitesse (On distingue :) minimale de vol. 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,...) emporte un ou plusieurs moteurs pour créer cette vitesse de vol. L'avion en panne de propulsion et le planeur (Un planeur est un aérodyne qui est, par définition, dépourvu de moteur. Il existe toutefois des versions dotées d'un moteur d'appoint escamotable appelées motoplaneur. La pratique du planeur est le vol à voile.) utilisent comme moteur la composante de leur 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 Terre. Elle est égale à l'opposé de la...) projetée sur leur trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) toujours descendante (par rapport à l'air).

La Fusée

La Fusée est un cas limite d'avion montant verticalement par la seule action de son moteur. On peut alors économiser les ailes. La condition d'existence d'une fusée est, bien entendu, que la 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...) de propulsion de ce moteur dépasse le poids total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes". En...) de la fusée, pendant toute la durée du vol ascensionnel. La fusée n'est pas un aéronef (Un aéronef est un moyen de transport capable d'évoluer au sein de l'atmosphère terrestre. On distingue deux catégories d'aéronefs :...) très répandu en raison des exigences particulièrement sévères sur le moteur (la masse d'un moteur-fusée (Les moteurs-fusées sont des moteurs à réaction utilisés sur les fusées, dont certains sont prévus pour fonctionner aussi bien dans, que hors de l'atmosphère terrestre. Ils...) bien conçu est de l'ordre de quelques grammes par kW fourni).


Tous les aérodynes ont besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes...) d'une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) motrice minimum pour voler. Les exigences (essentiellement de masse) pour cette puissance motrice sont assez sévères, ceci explique leur apparition tardive dans l'histoire de l'humanité.

Les AÉROSTATS

Ou "plus léger que l'air" ou "ballons" (sans autre précision), sont des aéronefs qui utilisent la force d'Archimède pour voler.

L'étymologie en indique une propriété: capables de vol immobile. Il n'y a pas de puissance minimale pour le vol. Ceci explique pourquoi les aérostats sont apparus avant les aérodynes. Les aérostats se distinguent suivant qu'ils emportent ou non une source de puissance motrice

Les Aérostats non motorisés s'appellent également "ballons libres", ou "ballons". Ils ne peuvent se déplacer qu'au gré du vent, une fois en l'air. Les ballons captifs sont une sous catégorie des ballons libres. Ce sont des aérostats non motorisés, attachés au sol par un câble sur treuil (Un treuil est un dispositif mécanique permettant de commander l'enroulement et le déroulement d'un câble, d'une chaîne ou de tout autre type de filin destiné à porter ou à tracter une charge.). Ils font la joie des citadins en mal 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 biogéographique qui explique la répartition de la vie sur terre.).


Les Aérostats motorisés s'appellent des "ballons dirigeables" ou simplement "dirigeables".

L'emport d'une puissance motrice leur permet (en principe) de suivre une route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) préalablement déterminée. Comme les aérostats n'ont pas de puissance minimale pour le vol, l'installation, à bord des dirigeables, d'un moteur même assez lourd permet le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense...) aussi lent que l'on veut (ou plutôt que l'on peut...). Au milieu du XIXème siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et...), la faisabilité du vol avec des moteurs de plus de 10 kg/kW ne pouvait en effet qu'être le fait de ballons.


Exemple d'équilibre statique à deux fluides:
Zeppelin LZ 127 "Graf" posé sur le lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il suffit que la profondeur, la superficie, ou le volume soit suffisant pour provoquer une...) de Constance


Exemples de routes suivies dans les années 1920
par le "Los Angeles (Los Angeles est une ville des États-Unis située au sud de la Californie, sur la côte pacifique. Les Américains l'appellent souvent par son diminutif L.A. prononcé...)" et le "Graf"

Un peu de VOCABULAIRE

Lest, ballast

Masse morte (eau, sable (Le sable, ou arène, est une roche sédimentaire meuble, constituée de petites particules provenant de la désagrégation...)...) embarquée à bord des ballons, pour être larguée en vol afin de ralentir la chute ou d'accélérer la montée ;

Gaz de sustentation

Gaz de masse volumique (Pour toute substance homogène, le rapport de la masse m correspondant à un volume V de cette substance est indépendante de la quantité choisie : c'est une caractéristique du matériau appelée masse volumique: ) inférieure à celle de l'air, contenu dans une enveloppe, permettant à la force d'Archimède de s'exercer ; en larguant du gaz (on dit "soupaper"), on peut accélérer la chute ou ralentir la montée ;

Ballonnet

Les dirigeables, en raison de leur forme et par redondance, sont souvent divisés en plusieurs ballonnets qui sont donc des sous-ensembles de sustentation. Chacun possède sa soupape (Une soupape est un organe mécanique servant à fermer et ouvrir une chambre ou un conduit à la demande .).

Nacelle

Dans les ballons libres, sorte de grand panier en osier contenant la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour être...) marchande, le ballast et, pour les ballons à air chaud, le carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) ; dans les dirigeables, pièce abritant le commandant de bord, les timoniers, les commandes, la charge marchande, etc. ; pour les gros dirigeables, on distingue la gondole (La gondole (gondola en italien) est une barque de couleur noire à une rame utilisée dans la ville de Venise en Italie.) de commandement des nacelles motrices et de celle contenant les passagers ou les bombes ;

Timonier, barreur

Personne en poste à la barre, chargée d'exécuter les ordres du commandant de bord ;

Barre

Dans les dirigeables, volant de commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.) des gouvernes ; il y a en principe deux barres: celle de profondeur pour cabrer ou pour piquer (Le verbe « piquer » a de nombreuses acceptions :), et celle de direction. Ce vocabulaire est plus issu de la marine que de l'aviation (L'aviation est une activité aérienne définie par l'ensemble des acteurs, technologies et règlements qui permettent d'utiliser un...).
Page générée en 0.276 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique