Poussée
Les avions ont besoin de propulsion pour avancer, une force appelée « poussée ». Les avions peuvent créer une poussée de deux façons. La première consiste à utiliser des hélices, qui tournent très rapidement et poussent l’air vers l’arrière. La deuxième est l’utilisation de moteurs à réaction, qui ont la forme de tubes et utilisent la chaleur provenant de la combustion du carburant pour pousser les gaz hors de l’arrière du tube à grande vitesse. Lorsque vous êtes dans un avion qui décolle, vous avez l’impression de vous enfoncer dans votre siège. La poussée est l’élan vers l’avant créé par les hélices ou les moteurs à réaction de l’avion qui repoussent l’air vers l’arrière.
Traînée
L’air est poussé contre l’avion à mesure que ce dernier avance; la force de l’air déplacé est appelée « traînée ». Pour surmonter cette résistance, la poussée avant d’un avion doit être plus forte que les forces qui tentent de le maintenir en place. D’autres facteurs comme la vitesse, l’adhérence de l’air et même d’autres molécules de gaz dans l’atmosphère influent tous sur la traînée. Les avions sont conçus avec des lignes profilées afin qu’il y ait le moins de traînée possible sur l’avion.
Portance
La poussée du moteur fait avancer l’avion, mais ce n’est pas ce qui le fait décoller du sol; le gros du travail est effectué par la forme et l’angle des ailes de l’avion. Les ailes sont fixées à l’avion à un angle de 5 à 10 degrés. Elles sont plates à la base et arrondies sur le dessus. Lorsque l’air frappe l’avion, il est dévié autour de l’aile, étirant les molécules d’air qui se précipitent sur le dessus. Cela entraîne une pression d’air plus basse au-dessus et une pression d’air plus élevée sous l’aile; une différence de la vitesse de l’air qui aide à soulever un avion.
Poids
Pour décoller, les avions ont besoin d’une poussée suffisante pour surmonter le poids de la gravité qui les maintient cloués au sol. Mais le poids n’est pas un problème pendant le décollage seulement. Lorsqu’un avion brûle du carburant tout au long d’un vol, il devient plus léger, ce qui modifie subtilement la répartition du poids de l’avion. Les pilotes doivent effectuer des réglages constants pendant le vol afin de maintenir le poids de l’avion en équilibre à son centre de gravité.
Qu’il s’agisse d’un petit Cessna 172 ou d’un énorme Airbus A380, les avions décollent habituellement contre le vent, ce qu’on appelle le vent de face, plutôt que dans le sens de ce dernier, ce qu’on appelle le vent arrière. Pourquoi?
Parce que le décollage contre le vent augmente la portance et permet aux pilotes d’atteindre une altitude plus élevée en moins de temps et avec moins de vitesse. De même, l’atterrissage contre le vent permet une approche lente et une meilleure maîtrise pour les équipages. Les vents de travers (vents perpendiculaires à l’avion) et les vents arrière rendent le vol plus difficile, et les aéronefs ont des limites maximales pour ces deux types de vent, selon l’avion, l’aéroport et les conditions sur la piste. Si les vents dépassent ces limites, l’avion ne tentera pas de décoller ou d’atterrir. Toutefois, dans les airs, les vents arrière sont avantageux puisqu’ils accélèrent les déplacements et réduisent la consommation de carburant.
Découvrez les forces du vol qui contribuent au décollage de cet Airbus A330 en hiver!