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Préambule :

Il pèse combien ton avion?

Voilà une question que l’on entend toujours lorsqu’un nouvel avion arrive sur le terrain.

Il pèse combien ton avion en vol?...??? 

Voilà une question que l’on n’entend jamais.

Il est vrai que si cette question peut avoir du sens pour un jet qui consomme 500ml de carburant par minute, elle en a beaucoup moins pour un glow, et devient ridicule pour un électrique.

Pourtant lorsque l’avion vole, ce qui devient important c’est son poids… «apparent »!

 

Le poids, une histoire de pomme

 

L’histoire raconte qu’en cette moitié du XVII siècle, Isaac Newtown se reposant sous un pommier, reçut sur la tête une pomme tombée de l’arbre. Il en déduisit la loi de la gravité universelle!  En d’autres termes la pomme « tombe parce qu’elle a du poids ». Ce poids, c’est la force « d’attraction » qu’exerce la terre sur la pomme : la gravité.

Elle s’exerce évidemment vers le bas.

C’est elle qui fait tomber nos chers modèles sur nos têtes!

Heureusement nous avons un allié : la portance.

Cette force, cette fois- ci s’exerce vers le haut. (cf. La portance) Pour peu que la portance soit exactement égale au poids de notre avion,  et le voilà qu’il vole parfaitement horizontalement. Un peu plus de portance et l’avion prendra de l’altitude, un peu moins de portance et il descendra, plus de portance du tout et il tombe…comme une pomme!

 

Voilà, vous le saviez tous intuitivement, plus l’avion est lourd plus il lui faudra de portance. Un avion de 3kg d’1m60 d’envergure volera plus « facilement » qu’un warbird de 15Kg de 2m20.

 

Quand tu me fais tourner la tête!

 

Nous avons vu deux forces : la portance et le poids. Nous savons qu’elles s’exercent en sens opposé, nous savons aussi que  la portance est notre alliée et que le poids est notre ennemi. Tant que la portance gagnera la bataille, notre avion aura toutes les chances de rentrer à l’atelier sans dommage.

Mais  hélas, le poids n’est pas la seule « force ennemie » de la portance, il y en a une autre, une plus invisible, plus sournoise, pas toujours présente et qui varie en intensité, une force …traitresse!  La force centrifuge.

 

 

C’est elle que vous ressentez dans les grands 8, qui vous maintient dans votre siège dans le looping quand vous êtes la tête en bas. La force centrifuge apparait lorsque vous avez une trajectoire courbe (virage, looping). Dirigée vers l’extérieur de la courbe elle est proportionnelle au rayon de courbure et à la vitesse (au carré).

Comme pour la portance, si la vitesse augmente de 2X, la force centrifuge augmente de 4x. (cf. La portance)

 

 En voiture, vous la ressentez en virage, elle vous éjecte vers l’extérieur du virage d’autant plus que vous roulez vite et que le virage est serré.

Pour info : en formule 1, les pilotes ressentent une force centrifuge jusqu’à 4G, c’est à dire 4 fois leur propre poids!

 

Les pièges

 

La ressource :

 « J’étais en piqué, j’ai tiré « comme un sourd » sur la profondeur, et d’un seul coup l’avion est tombé, je ne pouvais plus rien faire!!! »

Que s’est il passé?

 

Mettons d’abord notre modèle en  vol horizontal.

Le poids, dirigé vers le bas, est exactement compensé par la portance dirigée vers le haut. Tout va bien.

 

Nous avons  la portance dirigée vers le haut, le poids dirigé vers le bas et comme notre trajectoire est courbe la force centrifuge apparait, elle aussi dirigée vers le bas. Nous voyons alors que la portance doit compenser, pour que notre avion vole, le poids ET la force centrifuge. Le piège est là; si la portance n’est pas assez élevée pour compenser ces 2 forces qui s’exercent vers le bas : le poids et la force centrifuge…

 Votre avion décroche!

 

Pour info : l’airbus 0G qui simule l’apesanteur pour l’entrainement des astronautes, effectue un vol en cloche. En haut de la cloche la force centrifuge s’exerce cette fois vers le haut, si elle compense exactement le poids, alors le poids apparent « s’annule », nous sommes en apesanteur!

 

Le virage :

 

« J’étais tranquillement en vent arrière, je me mets en virage pour prendre la piste et d’un seul coup l’avion est tombé! »

 

 

Vous l’avez deviné, la force centrifuge a encore été le piège.

En virage le problème est le même, à ceci près qu’elle ne s’exerce plus vers le bas mais vers l’extérieur du virage, le poids apparent sera alors la résultante du poids et de la force centrifuge.

 

Ce qu’il faut remarquer c’est que la résultante sera supérieure au poids de l’avion. Encore une fois si la portance  n’est pas suffisante pour qu’elle compense le poids apparent, c’est le décrochage!

 

En conclusion :

 

Si le poids d’un avion est fixe, dès que sa trajectoire est courbe la force centrifuge doit « s’additionner » à son poids : c’est son poids apparent.

On appelle cela le facteur de charge, on l’exprime en facteur de G (G comme Gravité). A 1G on subit son propre poids, à 2G on subit 2X son poids, à 0G nous sommes en apesanteur.

 

Plus la courbe est « serrée » et effectuée à grande vitesse, plus le facteur de charge est important, plus le poids apparent augmente et plus on se rapproche, par manque de portance, du décrochage!

 

Pour info : en virage, le facteur de charge (le nombre de G que l’on nommera n) est donné par la formule  n=1/Cos(inclinaison°) ou l’inclinaison est exprimée en degré.

 

 

Ce qu’il faut retenir :

Dès que notre avion a une trajectoire courbe, le risque de décrochage augmente.

Si la vitesse augmente la portance, la force centrifuge augmentera de la même proportion (proportionnelle encore une fois à la vitesse au carré).

La meilleure solution est donc de diminuer le rayon de courbure, autrement dit:

Faire une ressource tranquille et un virage léger.

Alors n’oubliez pas :

 

Pour que vos modèles restent toujours agréables à regarder,… affinez ses courbures!

 

Dans la 2ème partie de ce chapitre sur le poids, nous parlerons du centrage. Tout le monde sait qu’avec un centrage trop arrière notre avion devient « impilotable », le crash n’est pas loin! Nous verrons pourquoi.

En revanche, ce que l’on sait moins c’est qu’un centrage trop avant peut être aussi la cause d’un crash, et d’un des plus sournois, car rien ne l’annoncera et surtout il se produira juste à l’atterrissage!