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Planeur

Un planeur est un aérodyne dépourvu de moteur. La pratique du planeur est le vol à voile.

Il s'agit d'un aéronef muni de plans sustentateurs à allongement important lui conférant un angle de plané très faible. Son pilotage s'effectue en maîtrisant les trois axes de roulis, tangage et lacet. Les planeurs peuvent être mis en l'air de trois façons différentes. La plus répandue est le remorquage par un avion dit remorqueur, la seconde moins fréquente est le treuil et enfin plus rarement, par ses propres moyens grâce à un moteur escamotable.

Eléments constitutifs principaux

Monoplaces ou biplaces, on distingue trois parties essentielles :

• La voilure :
  Sa fonction est d'assurer la portance de la machine.
  De 13 m à 31 m d'envergure, elle est constituée de deux ailes aussi appelées plumes qui assurent la portance celles-ci possèdent à leurs extrémités sur les bords de fuite des ailerons d'inclinaison qui contrôlent l'axe de roulis.
  Chaque aile est équipée d'aérofreins qui sont des dispositifs dont la fonction est d'augmenter le taux de chute de la machine. Les modèles les plus performants disposent aussi de volets de courbure appelés parfois dispositifs hypersustentateurs dont la fonction est d'augmenter la portance à basse vitesse et de diminuer la trainée dans les hautes vitesses.
  Les recherches en aérodynamique ont fait progresser la technique et on trouve de nos jours des dispositifs de décollage et recollage de la couche limite. Vous pourrez observer sur les surfaces des profils de minuscules trous servant aujourd'hui au soufflage (ce qui permet le recollage de la couche limite) et qui demain serviront aussi à l'aspiration de cette couche limite. Ces dispositifs ont pour objectif d'améliorer les performances dans tout le domaine de vol (vitesse minimum et vitesse maximale en fonction des angles d'incidence).
• Le fuselage :
  Sa fonction est d'abriter le ou les pilotes et sa liaison avec les empennages et la voilure assure la maîtrise des trois axes. Cette partie centrale cylindroconique de 6 à 8 m de long reçoit à l'avant, la cabine de pilotage et par dessous le train d'atterrissage. Il abrite aussi, sur les modèles à dispositif de décollage embarqué, le moteur et dans la plupart des cas, le pilône support de l'hélice et/ou du moteur. L'ensemble de ce dispositif est escamotable afin de conserver à la machine toutes qualités aérodynamiques.
• Les empennages :
  Leur fonction est d'assurer le contrôle des axes de tangages et de lacet. Ils sont constitués de nos jours de plans verticaux et horizontaux en « T » qui portent les gouvernes de direction (gouvernail) et de profondeur aussi appelé stabilisateur. Historiquement les empennages ont aussi été disposés en croix et en « V ».

Instruments de vol et équipements

intérieur d'une cabine

En 2003 en France les dispositifs et les instruments d'aide au pilotage impératifs sont les suivants :

• L'anémomètre ou « badin »
• L'altimètre
• Le variomètre (mesure la vitesse ascensionnelle)
• La boussole

Les instruments complémentaires sont les suivants

• La radio
• Le calculateur de vol qui intègre les principales fonctions suivantes : altimètre, variomètre, tachymètre, géopositionnement, durée de vol, autonomie etc.

Pour finir, le ou les pilotes doivent disposer d'un parachute.

Pourquoi un planeur peut-il rester en l'air longtemps ?

Le planeur chute toujours lentement vers le sol (taux de chute ou angle de plané), pour tenir l'air, le pilote recherche donc des courants aériens ascendants dans lesquels il essaiera de maintenir sa machine afin de profiter de la force ascensionnelle de ceux-ci ; si cette vitesse ascensionnelle est plus élevée que le taux de chute du planeur, ce dernier gagnera de l'altitude. Ainsi en « transitant » d'un courant ascendant à l'autre, il lui est possible de tenir l'air des heures et de parcourir de grandes distances.

Les différentes façons pour prendre de l'altitude

• Dans le vol de plaine, la prise d'altitude se fait dans une ascendance thermique, c'est-à-dire dans un courant ascendant créé par un gradient de température. Il faut un gradient de température supérieur à 1°C pour 100 m pour que l'air soit instable et que se créent des ascendances thermiques.

En pratique, les masses d'air instables se rencontrent souvent derrière les fronts froids, dans ce qu'on appelle un ciel de traîne. Cette forme de vol est à l'origine du vol à voile. Elle a été découverte par les pilotes allemands de l'entre deux guerres lors des premières compétitions de vol plané à la Wasserkuppe. Les gains d'altitude en plaine pour ce type de vols dépassent rarement 4 000 m en Europe.

• Le vol de plaine peut aussi se faire dans une ascendance dynamique appelée « pompe ». Elle se forme sous les cumulus ce qui facilite sa localisation contrairement à l'ascendance thermique qui n'est généralement pas repérable.
• Le vol de pente est une autre forme d'exploitation des courants ascendants. À l'occasion de journées où la vitesse du vent dépasse 12 à 15 noeuds (25 à 30 km/h) celui-ci interagit avec les reliefs et génère des ascendances exploitables jusqu'à 500 m ou 700 m au-dessus du niveau des crêtes. Ces reliefs doivent être suffisamment étendus afin d'éviter d'être contournés par le vent.
• Le vol d'onde : L'onde est le résultat de l'action d'une masse d'air mue par le vent sur un relief montagneux. La particularité de l'onde est d'offrir des répercussions de la forme d'onde jusqu'à de très hautes altitudes. Celle-ci se produit lorsque la structure de la masse d'air est très instable, c'est-à-dire lorsque la différence de température pour une élévation de 1 000 m est supérieure à 8° C. L'air étant mauvais conducteur de la chaleur, les différentes couches ne se mélangent pas et se repoussent donc les unes les autres. Le vol d'onde permet ainsi des vols exceptionnels. Il est arrivé à plus d'un vélivole de faire des transitions longues de plus de cent kilomètres à la vitesse de 200 km/h sans perdre d'altitude.
  Le vol d'onde a permis aussi le record absolu d'altitude : jusqu'à 14 938 m.

Ces deux dernières formes de vol, qui utilisent les courants engendrés par le vent, sont désignées également par le terme générique de vol orographique.

Les différents types de fabrications des planeurs de compétition

Historiquement on peut classer les différents types de fabrications de la façon suivante

• Les constructions en bois et toiles (anciennes).
• Les constructions mixtes en bois et tubes d'acier.
• Les constructions tout-métal (rares).
• Les constructions en fibre de verre ou carbone et résine (contemporaines).

• Les motoplaneurs de compétition à dispositif d'envol incorporé et escamotable.
• Les motoplaneurs dont le dispositif d'envol n'est pas escamotable sert de machine d'écolage et permet la découverte les principes de base du pilotage trois axes. Ces machines ne sont jamais utilisées en compétition vol à voile.

La pratique sportive

Le pilotage du planeur donne lieu à une pratique sportive qui s'appelle le Vol à Voile. Ses adeptes sont des vélivoles. On distingue deux disciplines :

• le vol de circuit;
• l'acrobatie.

Quelques records

Distance libre : 3009 km Klaus OHLMANN (D)
Distance en biplace : 1 375 km J.N. et G. HERBAUD (F)
Distance en ligne droite : 1 461 km H.W. GROSSE (D)
Distance sur Aller Retour : 1 646,7 km T. KNAUFF (USA)
Altitude absolue : 14 938 mètres R. HARRIS (USA)
Vitesse sur triangle de 100 km : 249,09 km/h Horacio MIRANDA (Argentine)
Vitesse sur triangle de 1 000 km : 169 km/h H. FISCHER (D)

Quel est l'état actuel de la technique ?

Les machines les plus performantes affichent aujourd'hui des finesses de 60 jusqu'à 70 pour le nec plus ultra tandis que les constructeurs les plus à la pointe de la technologie, assurent être techniquement capable de produire aujourd'hui des machines de finesse 100 ce qui reste encore une frontière mythique : parcourir 100 km pour une perte d'altitude de 1 000 m. Soit, pour une journée de vol en plaine où les plafonds de l'ordre de 2 200 m sont assez fréquents, une autonomie théorique de 220 km !

Voir aussi

Aérodynamique ~ Aéronautique ~ Aviation ~ Avion ~ IFR ~ Instruments de vol

Unité en aviation ~ VFR ~ ULM ~ Planeurs militaires ~ Vol à voile

Liens Externes

Le motoplaneur solaire Icaré 2

Récit d'un baptême de l'air en planeur