Morphologie d'un aéronef - Définition

Composants de base d'un aéronef

Cellule

La cellule est constituée de la voilure, du fuselage, du train d'atterrissage, de l'empennage horizontal et de la dérive.

La voilure : La voilure d'un avion est constituée de deux ailes. C'est grâce à elles que l'avion vole : elles permettent la sustentation de l'avion. Les parties avant et arrière de l'aile s'appellent respectivement le bord d'attaque et le bord de fuite. L'emplanture assure leur jonction avec le fuselage. L'extrémité de chaque aile s'appelle le saumon. Sur certains avions, on trouve des dispositifs de bouts d'aile appelés "pennes" ou [winglet|winglets]. Elles servent à diminuer la [trainée induite] qui se produit en bout d'aile. Un "squelette" composé de longerons et de nervures assure la rigidité de la voilure. Son revêtement peut être en métal, en bois et toile ou en matériaux composites.

Le fuselage : Le fuselage est un caisson dont la rigidité est assurée par des couples de raidisseurs. Les matériaux utilisés peuvent être des matériaux composites ou le plastique, du métal ou du bois et de la toile. La jonction de l'aile, c'est-à-dire son emplanture peut prendre place au point haut du fuselage (avion à ailes hautes), en position intermédiaires (avion à ailes médianes) ou au point bas du fuselage (avion à ailes basses).

Les empennages : Il existe deux sortes d'empennages sur un avion : l'empennage vertical que l'on appelle plus couramment "dérive" et l'empennage horizontal. Ils sont tous les deux généralement placés à l'arrière du fuselage. Il est néanmoins possible de trouver des avions en configuration "canard", c'est-à-dire où l'empennage horizontal est placé à l'avant de l'appareil. À l'arrière de la dérive se trouve la gouverne de direction qui permet la rotation sur l'axe du lacet. L'empennage horizontal peut être constitué d'un plan fixe et d'une gouverne de profondeur mobile permettant la rotation de l'avion sur l'axe de tangage, mais sur certains avions on trouve un empennage horizontal constitué d'une seule partie mobile : "monobloc". On trouve des empennages de trois types : les empennages cruciformes, les empennages en T et les empennages en V : dans ce dernier cas, les surfaces inclinées assurent le rôle de gouverne de profondeur ainsi que celui de la gouverne de direction (c'est le cas du "Beechcraft Bonanza").

Le train d'atterrissage : Le train d'atterrissage permet sur tous les avions d'assurer le roulage et l'atterrissage ; en effet, il amortit les efforts subis lors de la prise de contact avec le sol au moment de l'atterrissage. Il existe deux types de train : le train classique (de moins en moins répandus) et le train tricycle. Dans les deux cas, il peut être fixe ou rentrant. Le train tricycle comprend un atterrisseur principal et une roulette de nez. Le train classique est composé d'un atterrisseur principal et d'une roulette de queue. Son utilisation est plus difficile au roulage. Dans les deux cas, la roulette est souvent commandée par les palonniers (commandes aux pieds du pilotes ressemblant à des pédales). On peut aussi utiliser le système de frein de chaque jambe du train principal pour diriger l'avion.

Le poste de pilotage : Le manche et les palonniers constituent les commandes de vol. Le manche est parfois remplacé par un volant. Sur le tableau de bord, on trouve les instruments et certaines commandes (train rentrant, gaz, freins, phares). On peut parfois trouver une console centrale, située entre les deux sièges avant. Elle supporte alors les commandes moteur (gaz, richesse du mélange air-essence, pas d'hélice...) Même si chaque avion possède son propre tableau de bord, on retrouve certaines constantes : le panneau groupant les instruments de pilotage (altitude, vitesse...) et les instruments de contrôle et de conduite moteur. (températures et pressions d'huile et d'essence, alarmes, régime moteur...)

Emport

Les emports, ou charge utile, sont les éléments que l'aéronef emporte et qui sont nécessaires à l'accomplissement de sa mission. La plupart des emports sont contenus dans le fuselage ; c'est le cas des avions de transport de passager ou de fret. Les emports des aéronefs militaires sont constitués par des armes qui sont souvent accrochées sous le fuselage ou sous la voilure. La cellule peut aussi être adaptée à certaines missions très particulières : le fuselage d'un avion de lutte contre l'incendie est constitué d'un réservoir d'eau.

Propulseur

Le groupe motopropulseur est formé de un ou plusieurs moteurs entraînant chacun une hélice de traction voire de propulsion, ou d'un ou plusieurs réacteurs fournissant une poussée.

Commandes de vol

Les commandes de vol sont les éléments actionnés par le pilote (humain ou automatique) permettant de manœuvrer les gouvernes qui sont généralement situées sur la voilure et les empennages et qui permettent le pilotage de l'appareil. Si le pilote est un humain, il actionne alors un manche ou un volant qui peut se déplacer d'avant en arrière ou latéralement (de gauche à droite). Dans le premier cas il commande la gouverne de profondeur (relative à l'axe du "tangage") ; dans le deuxième cas il commande les ailerons (relatifs à l'axe du "roulis"). Le pilote peut aussi actionner les palonniers qui commandent la gouverne de direction (relative à l'axe du "lacet") ainsi que la roulette de nez (si l'avion a un train tricycle) ou la roulette de queue (si l'avion a un train classique).

Servitudes de bord

Ensemble des systèmes qui fournissent ou transmettent l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'aéronef ainsi que la vie à bord :

• circuit carburant pour l'alimentation des moteurs
• circuit électrique pour l'alimentation de l'avionique et des commandes de vol
• circuit hydraulique pour le fonctionnement des commandes de vol et du train d'atterrissage
• circuit d'air conditionné pour la pressurisation du fuselage et le confort des passagers

Avionique

Ensemble des systèmes qui permettent :

• la navigation : compas, centrale à inertie, GPS, recepteur VOR-DME, etc.
• le pilotage et le contrôle du vol : indicateurs d'attitude, altimètre, variomètre, paramètres moteurs, etc.
• les communications
• la connaissance de l'environnement du vol : radar météorologique, systèmes anti-collision, etc.

Interface homme-machine (IHM)

Les commandes de vol et l'avionique sont gérées à partir du poste de pilotage, dans lequel se trouve l'équipage, au travers de panneaux d'instruments et d'actionneurs qui constituent l'interface homme-machine.

Dans les aéronefs anciens et dans les avions légers actuels, l'IHM est directement liée à la commande vol ou à l'avionique, elle peut éventuellement en faire partie. Dans les aéronefs les plus récents, l'IHM tend à prendre la forme d'un écran d'ordinateur et d'un mini-manche qui commandent et contrôlent à distance.