8-1 Cellule (motoplaneurs)

Cellule

principaux composants de la cellule d'un motoplaneur

La cellule d'un aéronef est l'ensemble des composants, à l'exclusion du moteur et de l'instrumentation de bord. L'ensemble des composants de la cellule permettent de répondre à tous les besoins du vol : écoulement aérodynamique, résistance, contrôle de la trajectoire, emport de passagers, déplacement au sol...etc. Les connaissances détaillées ici permettent au pilote de comprendre le rôle de chaque composant, aussi bien au sol (visite technique pré-vol) qu'en vol (technique de pilotage...)

Ailes

L'aile a pour rôle principal de générer de la portance. L'aile se compose de la demie-aile gauche et la demie-aile droite. Ces demie-ailes sont amovibles, attachées l'une à l'autre par une ou deux clefs d'aile, elles emprisonnent le fuselage et s'y accroche par 4 pions qui supportent les éfforts. Chaque demie-aile abrite également un certain nombre de commandes telles que des ailerons, des aérofreins et éventuellement des volets. De plus, il peut y avoir des réservoirs de carburant, ou d'eau (ballasts). De nos jours, les extrémités de l'aile (le saumon) incurvées vers le haut sont appelée winglet pour augmenter les performances.

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  Planeur Ventus2, aile se terminant par des winglets, en cours de largage de l'eau contenu dans ses ballasts.

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  Planeur LS1-d, aile classique, train rentrant + patin de queue

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  motoplaneur SF25, train monotrace, empennage classique

La structure essentielle d'une aile se compose :

• d'un longeron qui supporte les efforts
• de nervures qui donnent la forme du profil d'aile.
• d'un revêtement non-travaillante (toile) ou travaillante (matériaux composites)
• d'un système de connexion et d'attache au fuselage (Pions et clefs d'aile).

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  Vocabulaire d'une demie-aile simple.

L'aile doit supporter les efforts statique de portance et de trainée, et leurs variations lors du braquage des ailerons, des volets et des aérofreins. Plus difficile à appréhender, elle doit aussi avoir une certaine rigidité en torsion afin que l'incidence au niveau du saumon soit sensiblement la même qu'a l'emplanture. Cette rigidité en torsion aura un impact majeur pour la détermination de la vitesse maximum de l'aéronef, car plus l'aile est rigide et plus le flutter survient à vitesse élevée (résonance entre la flexion et la torsion : le [[wikipedia:Flottement|flutter)

Fuselage

Le fuselage contient le cockpit, le train d'atterrissage, et éventuellement le Groupe Moto Propulseur. De solides pions d'ancrages permettent de porter le fuselage entre les deux demie-ailes. Le fuselage se prolonge vers l'arrière (poutre de queue) pour servir de point d'ancrage aux empennages, relativement loin du centre de gravité de l'aéronef. Le fuselage peut contenir un réservoir de carburant.

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  Vocabulaire d'une structure de fuselage simple

La structure essentielle d'un fuselage se compose :

• de cadres et de lisses formant une structure
• d'un revêtement non-travaillante (toile) ou travaillante (matériaux composites)
• d'un système de connexion et d'attache des ailes et de l'empennage horizontal (Pions).
• du train d'atterrissage
• du Groupe Moto Propulseur et les éléments pour le mettre en œuvre (carburant...)

Le fuselage doit supporter les efforts lié à la charge utile (pilote, bagage), les efforts de traction du moteur (ou du câble de remorquage/treillage) et les efforts aérodynamiques des empennages. Ces derniers peuvent être très important à haute vitesse, le braquage des commandes est d'ailleurs limité à un tiers du débattement total au delà d'une certaine vitesse. Au niveau du train d'atterrissage, le fuselage doit également supporter toute la charge de l'aéronef lorsqu'il touche le sol et qu'il roule au sol.

Empennages horizontal et vertical

Les empennages situés à l'extrémité arrière du fuselage sont utilisés pour la stabilité du vol et pour le contrôle autour de deux des trois axes. Un empennage se compose d'une partie fixe et d'une gouverne permettant d'agir sur la trajectoire. Dans certains cas, il n'y qu'une seule grande partie mobile que l'on appel alors empennage monobloc. L'empennage horizontal est utilisé pour la stabilité longitudinale autour de l'axe de tangage, l'empennage vertical est utilisé pour la stabilité et le contrôle autour de l'axe de lacet. L'empennage horizontal est amovible dans le but de pouvoir transporter le planeur en remorque.

L'empennage horizontal peut être classique et fixé à la base de la dérive au niveau du fuselage, ou conçu comme un empennage en T et fixé en haut de la dérive. Une forme plus rare est l'empennage en V, dans laquelle deux surfaces de stabilisation et de contrôle inclinées fonctionnent ensemble comme gouvernail et profondeur. La trainée d'un tel montage est plus faible mais la construction et le pilotage est complexe.

1. Conception et construction
2. Composants structuraux et matériaux
3. Efforts
4. Limitations structurales

Gouvernes de vol et de contrôle

1. Conception et construction
2. Composants structuraux et matériaux
3. Efforts et vibrations aéro-élastiques
4. Limitations structurales

Principes de transmission de l’effort du pilote

1. Câbles
2. Commandes rigides
3. Hydraulique
4. Électrique
5. forces et faiblesses