VOL MÉCANIQUE DU
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Appareil à décollage vertical
À côté des avions classiques, divers types de machines pilotées capables de décoller verticalement et, par conséquent, d'exécuter des vols stationnaires ont vu le jour, surtout après 1945. Les forces aérodynamiques dues au déplacement de l'aérodyne étant dans ce cas inexistantes, la sustentation est assurée par des forces propulsives produites soit par des réacteurs à simple ou à double flux, soit par des hélices carénées ou libres, soit encore par des rotors du type hélicoptère.
Si D est le débit de fluide traversant le réacteur, l'hélice ou le rotor, et Ve la vitesse d'éjection, la poussée au point fixe est F = DVe, et la puissance fournie au fluide est égale à DV2e/2. (L'énergie fournie par unité de temps à la masse D pour l'amener à la vitesse Ve est son énergie cinétique finale DV2e/2.) Si η est le rendement thermodynamique du moteur, la combustion du carburant doit donc fournir une puissance DV2e/2η, ce qui impose une consommation instantanée :
Les rendements des divers types de moteurs ne diffèrent que de quelques pour-cent. Les consommations de carburant seront donc d'autant plus faibles à poussée donnée que les débits brassés par le moteur seront grands, ce qui classe les différents modes de sustentation pour le vol stationnaire dans l'ordre suivant : rotor, hélice, réacteur double flux, réacteur simple flux.
Différents phénomènes aérodynamiques limitent la vitesse maximale de translation des hélicoptères (vitesse maximale de l'ordre de 350 kilomètres à l'heure). Le décollage vertical d'avions rapides nécessite donc l'emploi d'autres moyens que le rotor, c'est-à-dire des hélices libres (vitesse limite à Mach 0,6), des hélices carénées (vitesse limite à Mach 0,8) ou des réacteurs. De nombreuses solutions sont possibles (hélices ou petits rotors basculants, réacteurs basculants, réacteurs à déviation de jet, réacteurs séparés de sustentation et de propulsion, par exemple).
L'utilisatio [...]
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Écrit par :
- Marcel BISMUT : directeur des études de synthèse à l'Office national d'étude et recherche aérospatiales (O.N.E.R.A.), Châtillon sous Bagneux
- Huu Thanh HUYNH : ingénieur civil de l'aéronautique, chef de division "Systèmes aéronautiques" à l'O.N.E.R.A. (Office national d'études et de recherches aérospatiales)
- Jean-Claude WANNER : Ingénieur Général de l'Armement.
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Pour citer l’article
Marcel BISMUT, Huu Thanh HUYNH, Jean-Claude WANNER, « VOL MÉCANIQUE DU », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 20 mai 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/mecanique-du-vol/