Comment vole un planeur ? Le phénomène de base à l'origine du vol d'un planeur ou d'un avion se situe au niveau de l'écoulement de l'air autour de son aile. La forme de la section de cette aile (que l'on appelle profil) caractérise pour l'essentiel les propriétés de l'aile. I- COMMENT NAIT LA PORTANCE D'UNE AILE ? Lorsqu'une aile est placée dans un flux d'air celui-ci se divise, au niveau de la partie avant de l'aile (bord d'attaque), en deux parties: l'une s'écoule sur le dessus de l'aile (l'extrados) et l'autre sur le dessous (l'intrados). Une loi aérodynamique montre que le flux supérieur et le flux inférieur doivent se rejoindre à la partie arrière de l'aile (bord de fuite). Le profil de l'aile étant conçu de telle sorte que l'extrados soit plus courbé que l'intrados, le flux d'air passant à l'extrados doit s'accélérer pour rejoindre le flux d'air qui est passé par l'intrados et qui a parcouru un chemin plus court. A partir de la loi de Bernoulli, on peut montrer que l'augmentation de vitesse à l'extrados se traduit également par une diminution de la pression de l'air. En résumé la portance de l'aile est due une aspiration au niveau de l'extrados qui crée une force dirigée vers le haut. La force appelée résultante aérodynamique qui s'exerce sur l'aile dépend des propriétés du profil, du carré de la vitesse de l'écoulement d'air, de l'angle d'incidence du profil par rapport à l'écoulement et de la surface de l'aile II- LES FORCES EN PRÉSENCE En plus de la portance les divers frottements de l'air créent également sur l'aile une force de résistance à l'avancement appelée traînée qui est parallèle au flux d'air et dirigée vers l'arrière. La composition de ces deux forces est égale à la résultante aérodynamique. Par ailleurs comme tout corps matériel l'aile est soumise à une force de gravité, le poids qui est dirigée vers le bas. Si la portance est égale au poids, ces deux forces s'annulent, la sustentation du planeur est donc assurée, mais la force de traînée va avoir tendance à le freiner et sa vitesse va décroître de manière continue. Alors que pour un avion, c'est la traction du moteur qui contrebalance la traînée et lui permet de voler horizontalement et à vitesse constante. Le planeur va utiliser son poids comme force motrice en adoptant une assiette à piquer. III- DU VOL PLANE AU VOL A VOILE Comme vu précédemment, un planeur ne peut voler sur une trajectoire rectiligne et à vitesse constante que s'il adopte un angle de piqué. En conséquence un planeur descend continuellement par rapport à la masse d'air dans laquelle il évolue. Pour monter, il doit donc évoluer dans une masse d'air elle-même animée d'un mouvement vertical ascendant par rapport au sol. La vitesse de cette masse d'air doit être supérieure à la vitesse de descente du planeur. Une bonne image du phénomène serait celle d'un homme qui descendrait une échelle elle-même placée dans un ascenseur qui monte. Arrivé au bas de l'échelle, il se trouvera à une altitude supérieure à celle qu'il avait lorsqu'il était en haut de l'échelle. L'art du vol à voile est d'évoluer dans des zones de l'atmosphère où les masses d'air montent plus vite que le planeur ne descend. IV- LA FINESSE La finesse constitue la caractéristique qui jauge les performances d'un planeur. Elle mesure le rapport entre la portance et la traînée c'est à dire l'angle de piqué que doit adopter le planeur pour avoir une trajectoire rectiligne à vitesse constante. Ainsi on dira qu'un planeur à une finesse de 40 lorsque partant d'une hauteur de 1 kilomètre, il pourra parcourir 40 kilomètres avant de toucher le sol. Les récents progrès en aérodynamique et en construction au moyen de matériaux composites ont permis de concevoir des planeurs dont la finesse atteint 60. V- LE PILOTAGE D'UN PLANEUR Hormis le fait que la principale différence entre un avion et un planeur est l'absence de moteur qui est remplacé par l'utilisation du poids de la machine, le pilotage et les commandes de vol sont identiques sur un avion et un planeur. En fait la seule vraie différence est que dans le cas de l'avion, le pilote aura à gérer l'utilisation de son moteur et de sa réserve de carburant ; alors que dans le cas du planeur, le pilote devra gérer la trajectoire de sa machine pour la conduire dans des zones où il pourra prélever directement dans l'atmosphère l'énergie nécessaire à son vol Évoluant dans un espace à trois dimensions, le planeur possède trois de rotation qui sont les axes de tangage, lacet et roulis. Les commandes de vol, manche et palonnier, agissent de manière indépendante sur ces trois axes : Le manche, poussé ou tiré, agit sur la gouverne de profondeur et provoque une rotation autour de l'axe de tangage et permet de prendre une assiette "à cabrer" ou "à piquer"; c'est la commande qui règle la vitesse du planeur Le manche incliné latéralement agit sur les ailerons placés aux extrémités de chaque aile et provoque la rotation autour de l'axe de roulis Le palonnier actionné avec les pieds agit sur la gouverne de direction et provoque une rotation autour de l'axe de lacet Tout l'art du pilotage consiste à agir simultanément au moyen du manche et du palonnier sur les trois axes. Le manche en longitudinal permet de modifier l'assiette du planeur dans le plan vertical. Lors d’un virage, le pilote doit agir sur les trois commandes a la fois : il doit faire incliner l’avion sur l’axe de roulis, mais il doit aussi actionner la dérive a cause du lacet inverse, et aussi actionner la gouverne de profondeur.