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VOL MÉCANIQUE DU

1.   Bases de la mécanique du vol

   Aspects théoriques

En mécanique du vol classique, l'avion est considéré comme un corps solide soumis à trois types de forces extérieures : la pesanteur, les forces aérodynamiques et les forces de propulsion. L'application à ce corps des deux théorèmes fondamentaux de la mécanique rationnelle (quantité de mouvement et moment cinétique) fournit le système des équations dynamiques qui régissent les variations du vecteur vitesse et du vecteur rotation, auxquelles on associe les équations cinématiques de la trajectoire et de l'attitude. Ces équations ne sont qu'exceptionnellement envisagées en totalité, car la plupart des mouvements s'accommodent d'une réduction importante du nombre des variables à considérer, qui est adaptée chaque fois au problème traité.

L'avion étant un système commandable, deux sortes de problèmes se présentent : ceux où les paramètres de commande sont des fonctions connues du temps ou des variables d'état, et ceux ou l'on recherche précisément ces fonctions en vue d'un résultat déterminé. Les premiers relèvent des techniques d'intégration et de calcul symbolique, et visent principalement la compréhension des phénomènes ; les seconds, orientés vers les applications pratiques, nécessitent l'emploi de méthodes d'optimisation. Le recours à l'ordinateur est de règle dans toutes les investigations. Le problème du pilote humain, qui boucle le mouvement observé de l'avion sur les paramètres de commande, est couramment résolu par l'emploi de simulateurs de vol (cf. Simulateurs de vol), mais il a également été l'objet de nombreuses analyses théoriques où l'homme est assimilé tantôt à de simples fonctions de transfert, tantôt à des algorithmes de commandes plus conformes à sa façon d'opérer, mais aussi plus complexes.

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