À Chloé, pour ses cinq ans ! F.B.
Texte : François Besse Édition et iconographie : Danielle Védrinelle Direction artistique : Isabelle Mayer et Armelle Riva Mise en page : Catherine Enault Fabrication : Florence Bellot et Thierry Dubus L’éditeur remercie tout particulièrement la société Airbus et Marie Bonzom, le musée de l’Air et de l’Espace et Christophe Goutard, le SIRPA Marine et Marie-Christine Caubet, le musée Air France, le musée Otto Lilienthal, Lockheed Martin Corporation, l’aéroport Toulouse-Blagnac, Eurocopter, Frédérique Melous et Bernard Mayer pour l’aide qu’ils ont apportée à la réalisation de cet ouvrage. Film : Avions de chasse © C’est pas sorcier / France 3 – France Télévisions Distribution
Prémastering : DVD Partners © 2013 Fleurus Éditions Dépôt légal : avril 2013 ISBN : 978 2 215 10823 8 Code MDS : 591438 N° d’édition : M13035 1re édition Photogravure : Turquoise Achevé d’imprimer en mars 2013 sur les presses de l’imprimerie Proost, Belgique. Loi n° 49-956 du 16 juillet 1949 sur les publications destinées à la jeunesse.
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Sommaire 4 6 8 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42
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Le rêve d’Icare… Les premiers envols Un siècle d’aviation Du biplan à l’A380 Comment ça vole ? Comment on pilote ? Un engin complexe… L’avion de ligne Le cockpit L’aéroport Espace aérien Les camions du ciel L’avion de chasse moderne Au combat… Un aérodrome flottant Formation du pilote L’aviation du futur Avions et hélicoptères au travail Voler pour le plaisir…
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C’est dans le parc d’un ch t eau que Clément Ader réalise en secret un unique “vol” à bord de l’ o le. l ’arrêt de ses recherches, il détruira son prototype.
Les premiers envols Ap rès les “plus légers q ue l’air” (montgolfières à air chaud et ballons à gaz ) et les vols planés, de nombreux pionniers dans le monde s’intéressent au vol motorisé. Il s’agit de décoller d’un sol plat, de réaliser un vol soutenu, d’effectuer des virages et de venir se reposer…
En France… L’inventeur Clément Ader (184 1-1925) s’attaque au problème du “plus lourd que l’air”. Il conçoit son o le, en reprenant la silhouette d’une chauve-souris, et en utilisant un moteur à vapeur. Le 9 octobre 1890, dans le secret le plus total, il réalise un “bond” de quelques mètres de longueur. Mais le pilotage est compliqué,
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avec de nombreuses commandes. Il construit alors l’Avion III qu’il propose à l’armée française. Sa démonstration de vol n’est pas concluante et l’aide fi nancière de l’État s’arrête… Clément Ader rédige ensuite son ouvrage L’Aviation militaire, évoquant la guerre aérienne du futur, avec porte-avions et bombardiers…
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… et aux États-Unis partir de 1899, deux frères, dirigeant une fabrique de vélos, relèvent le défi du vol motorisé. W ilbur et O rville W right réalisent d’abord plusieurs planeurs qu’ils testent chaque année aux vacances d’hiver. Ils apprennent ainsi à piloter lors de milliers de vols planés. Puis ils conçoivent un moteur pour leur Flyer I. Le 17 décembre 1903, ils tirent à pile ou face qui fera le premier vol ! tour de rôle, ils en réalisent quatre, de 12 secondes pour le premier à 59 secondes pour le dernier.
O rville, le premier à décoller sur le Flyer I, est couché sur l’aile inférieure, près du moteur. Une catapulte accélère l’appareil sur un rail en bois. Son frère W ilbur vient de l c her l’aile, tenue lors des premiers mètres au décollage…
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L’année suivante, ils effectuent leurs premiers virages, une manœ uvre alors délicate. En septembre 1904 , le premier vol en circuit fermé est réalisé. Ils ont alors plusieurs années d’avance sur les pionniers européens. En 1908, leur démonstration en vol près du Mans est une révélation. Ils ma trisent parfaitement le pilotage de leur appareil de formule canard.
Vocabulaire… er que l’on doit C ’est C lément Ad t tiré du latin le mot ”avion” . Il es eau. avis, qui signifi e ois
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feu de navigation
dérive
verrière
direction capot moteur
profondeur
plan fixe bord de fuite cône d’hélice cockpit hélice aileron
train d’atterrissage bord d’attaque
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feu de navigation
Comment ça vole ?
Tu as beau sauter, impossible de rester en l’air… ton poids te ramène aussit t au sol ! Mai s alors, comment des avions q ui pèsent plusieurs centaines de tonnes peuvent-ils voler ? V oici q uelq ues ex plications…
Petite expérience Pour qu’un avion reste en l’air, quelque chose doit le tirer vers le haut. D’oø c ela provient-il ? Une expérience permet de comprendre… En voiture, place ta main au dehors de la portière en la mettant à plat. l’arrêt, ta main tombe sous son poids . Q uand la voiture avance, c’est pareil … sauf si tu inclines un peu ta main vers le haut. Le vent, dß à la vit esse de la voiture, exerce une pression dans la paume et soulève
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V ent créé par le mouvement de la voiture Poids
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Portance
ta main. L’action du vent la fait également partir vers l’arrière . La force qui soulève ta main s’appelle la portanc e et la force qui la repousse en arrière est la tra née. Plus tu pivotes ta main, plus ces réactions augmentent. Au-delà d’un certain angle, il n’y a plus de poussée vers le haut. La portance a diminué ou disparu, c’est le déc roc h age !
Tra née
Traction
Poids
Ta main est une aile… Pour un avion, c’est pareil que ta main inclinée. L’action de l’air passant autour de l’aile légèrement inclinée lui permet de voler. La force qui soulève l’avion, la portance, s’oppose au poids et permet à l’avion de tenir en l’air. La motorisation (réacteur, hélice…) contre les effets de la tra née et lui permet d’avancer.
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V ent créé par le mouvement de la voiture Poids Tra née Portance
?
À toi de créer de la portance !
T iens les bords d’une feuille de papier entre tes doigts. Sous l’effet de son poids, la feuille se courbe vers le bas. M aintenant, rapproche la feuille de ta bouche et souffl e sur la partie supérieure. L a feuille ne tombe plus ; au contraire, elle se soulève car elle est aspirée vers le haut ! La par tie bombée de la feuille agit comme le profi l d’une aile. T u viens de créer la portance sur cette feuille de papier !
V ent créé par le mouvement Pression de l’air sur l’aile Dépression Tourbillons
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Le cockpit A vec la responsabilité de centaines de passagers à bord, l’éq uipage d’un avion de ligne doit veiller à la sécurité du vol, depuis l’embarq uement jusq u’à l’arrivée à destination. Tandis q ue stew ards et h tesses assurent l’accueil des passagers, le personnel navigant techniq ue (PN T) gère le vol…
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Travail en équipage Dans les années 1950, l’équipage sur les avions de ligne est constitué du commandant de bord (en place gauche), du copilote (en place droite), de l’ingénieur-mécanicien, sans oublier un navigateur et un opérateur radio. L’évolution des technologies a progressivement réduit l’équipage à deux pilotes. Ceux-ci, gr ce à l’aide de l' informatique et de l’électronique, assurent toutes les t ches de pilotage, de navigation et de communication. Ils se contrôlent mutuellement pour éviter toute erreur. Des aides multiples Les avions de ligne les plus récents utilisent des commandes de vol électriques. Un ordinateur analyse l’action du pilote sur le manche, avant d’envoyer l’ordre aux gouvernes ou aux réacteurs, tout en respectant tous les paramètres à ne pas dépasser. Le logiciel permet de donner des sensations identiques au pilote quel que soit le type d’appareil. Plusieurs calculateurs vérifi ent les systèmes de l’avion. Ils avertissent l’équipage en cas de panne et proposent les procédures à appliquer.
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Tous temps Un avion de ligne doit voler par tous les temps, de jour comme de nuit. Le pilotage se fait aux instruments. Les pilotes bénéfi cient d’écrans numériques affi chant toutes les données nécessaires au vol : paramètres moteur, image
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Cockpit de l’A38 0 .
radar de la situation météorologique, suivi de la navigation… Le pilotage manuel se fait au manche, voire au mini-manche latéral (comme un joystick). Cependant, le pilote automatique assure une grande partie
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du vol, y compris l’approche et l’atterrissage dans le brouillard si besoin… Si l’équipage ne “pilote” plus, il “gère” le vol en vérifi ant le bon fonctionnement des systèmes et le suivi de la trajectoire.
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Les camions du ciel Pour transporter de lourdes ou volumineuses charges d’un point à un autre de la Terre, des avions sont transformés en “camions des airs”. Ce sont des avions à turbine, bénéficiant d’une large soute et d’une rampe d’accès à l’arrière pour faciliter les opérations de chargement et de déchargement. Ou des avions de ligne, transformés en cargo après avoir retiré les sièges des passagers.
Côté civil…
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Chaque jour, des milliers de containers voyagent sur des avions de transport. Surtout quand la rapidité d’intervention est essentielle : transport de denrées périssables, pièces détachées pour une usine, voitures de Formule 1, chevaux de course… Des avions sont même construits spécialement pour recevoir certains objets.
Le biréacteur Beluga a été construit à cinq exemplaires seulement.
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Ainsi, le groupe Airbus a conçu le Beluga qui transporte des éléments produits dans plusieurs usines en Europe assemblés ensuite à Toulouse, Hambourg ou Séville. Pour une exposition au Japon, un Beluga a même reçu en soute un gigantesque tableau du peintre Eugène Delacroix ! Les Russes disposent du quadriréacteur Ilyushin Il-76. Ce géant transporte jusqu’à 50 tonnes dans sa soute : équipements industriels, installations pétrolières…
Pour transporter les éléments des fusées Saturn, construits dans différentes usines des États-Unis, la Nasa a utilisé des Guppy et des Super Guppy.
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La soute arrière peut être ouverte en vol, pour larguer des parachutistes ou des équipements.
Côté militaire… Les forces armées font appel à des avions identiques, adaptés aux usages militaires. Ils sont conçus spécialement pour le transport de troupes, de tanks ou d’hélicoptères. Ils assurent la logistique lors d’une intervention militaire à longue distance. Ils transportent les soldats, les équipements, la nourriture, les logements, les pièces détachées, les munitions, le carburant… Ils peuvent se poser sur des pistes en terre, improvisées. Les avions-cargos participent aussi à des missions de guerre, en larguant des parachutistes ou du matériel. Les largages se font à très haute altitude, et aussi au ras du sol. Dans ce cas, l’avion survole la zone prévue et largue des équipements par la soute arrière, à quelques mètres de haut.
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Hôpitaux volants…
s-cargos sont très militaires, les avion Qu’ils soient civils ou rès un raz-de-marée, ns humanitaires. Ap utiles lors d’opératio inondations, e ou d’importantes qu ni lca vo ion pt éru une les et leur t les équipes médica en m de pi ra nt rte po ils trans hôpitaux. les blessés vers des matériel, et évacuent
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Les avions-cargos militaires doivent utiliser des pistes “mal préparées” sur des aérodromes improvisés à proximité du front.
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Au combat… Des p remiŁ res utilisations militaires en 1 9 1 4 jusq u’ nos jours, les techniq ues ont bien évolué. Voici, en q uatre p ériodes, les p rincip es utilisés en combat aérien.
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G uynemer sur son Bébé Ni eup ort, 1 9 1 5
As de l'aviation toires. Avant il faut remporter 5 vic P our devenir un as, G uynemer avait mbat aérien, G eorges de dispara tre en co d von R ichthofen L' Allemand M anfre s. ire to vic 53 ré ist enreg toires ! est crédité de 8 0 vic
Escadron de Sp itfire, 1 9 4 2
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19 14-19 18 - P r e m iŁ r e G u e r r e m o n d ia le Les premières missions sont des vols de reconnaissance. En cas de rencontre avec l’ennemi, le pilote emporte un pistolet pour se défendre. Puis des mitrailleuses sont montées sur les avions et des escadrilles de chasse sont créées. Biplans à cockpit ouvert, volant de 150 à 200 km/h, les chasseurs sont monoplaces ou biplaces, avec un mitrailleur. Avant 1915, pour tirer à travers le disque de l’hélice, une tôle métallique posée sur les pales en bois détourne les balles. Puis Français et Allemands inventent la synchronisation du tir. Les combats aériens sont rapprochés. Les bombardements se font à la main, puis par largage des bombes, placées en soute ou sous les ailes. 19 39 -19 45 - S e c o n d e G u e r r e m o n d ia le Les chasseurs sont des monoplans à train rentrant et cockpit fermé, dépassant les 600 km/h. Le parachute fait son apparition. En 1940, la Grande-Bretagne dispose des premiers radars au sol, prévenant de l’arrivée de l’ennemi. Les chasseurs volent maintenant en patrouille. Les bombardiers sont bimoteurs, puis quadrimoteurs pour augmenter le nombre de bombes. De jour comme de nuit, des missions vers l©Allemagne voient plus d’un millier d’avions en vol. Les bombardements, imprécis, se font en ”tapis de bombes”, avec largage depuis plusieurs bombardiers en formation serrée.
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Chasseur ou bombardier ?
U n chasseur doit empŒ cher les avions ennemis d’atteindre leurs cibles. Les b om b ardiers ont pour r le de bombarder le territoire ennemi (usines, bases, etc.). P our les protéger, ils sont accompagnés de chasseurs d’escorte. D es chasseurs-b om b ardiers remplissent les deux r les : aprŁ s largage des bombes, ils deviennent chasseurs…
Fok k er D7 , 1 9 1 8
F-2 2 Rap tor, 2 0 0 5 Sp ad X III, 1 9 1 8
A n n Ø e s 19 5 0-19 7 0 - L a G u e r r e f r o id e Lors des guerres de Corée (1950-1953), puis du Viêtnam (1964-1975), arrivent les jets. Ils décollent de bases terrestres ou de porte-avions. Pour augmenter la durée des missions, ils font le plein en vol gr ce à des ravitailleurs. Les pilotes ont un siège éjectable. Les missiles font leur apparition. Certains sont à tête chercheuse : ils détectent la chaleur du réacteur de l’avion ennemi. Des avions sont équipés pour brouiller les radars. Les bombardiers volent à très haute altitude. La précision des bombardements n’est toujours pas parfaite… L’hélicoptère permet de déplacer des troupes ou de récupérer des pilotes abattus. F-4 E Phantom, 1 9 6 0
D es a n n Øes 1980 n o s jo u r s Aujourd’hui, un chasseur n©est pas plus rapide qu’avant. Voler à vitesse supersonique consomme beaucoup et limite la durée du vol. Comme le bruit trahit sa présence, un chasseur doit être silencieux, en brouillant les radars pour avoir un effet de surprise. Il peut suivre plusieurs cibles à différentes altitudes. et, avant même de voir l©adversaire, tirer des missiles. Des bombes guidées par GPS ou rayon laser améliorent la précision des tirs. Le canon est encore utilisé pour attaquer des objectifs au sol. Des avions radars aident les chasseurs : ils surveillent l©espace aérien et préviennent les pilotes en cas de menaces. C©est le rôle des Aw acs, des postes de commandement aéroporté.
Messerschmitt 1 0 9 , 1 9 4 0
Mustang , 1 9 4 1
MiG -2 1 , 1 9 6 0
N orthrop B-2 Sp irit, 1 9 9 7
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L’aviation du futur U n p eu p lus d’un siŁ cle ap rŁ s son invention, l’aviation a connu des p rog rŁ s fulg urants, p assant des “ cag es p oules” des p ionniers aux avions d’aujourd’hui. Tandis q ue des milliers d’avions de lig ne p arcourent chaq ue jour le monde avec des p assag ers voyag eant dans le confort, les avions de chasse dép assent deux fois la vitesse du son. L ’amélioration des p erformances est désormais difficile et coß teuse. q uoi ressemblera l’avion de demain ? Q uels p rojets fig urent dans les cartons des bureaux d’études…
Dans le domaine civil… 38
Avec le réchauffement climatique et la disparition annoncée du pétrole pas cher, l’avenir du transport aérien demeure incertain. Malgré cela, les constructeurs travaillent sur les avions du futur. Ceux-ci devront être moins bruyants, plus légers et consommer moins de carburant. Ce dernier sera peut-être synthétique. Et le retour à des avions un peu moins rapides, propulsés par hélices reste possible…
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Si un successeur au Concorde ou un “avion spatial” restent utopique en ce début du 21e siècle, Boeing et Airbus imaginent différents concepts d’avions de ligne à réaction. De nouvelles architectures sont évaluées en soufflerie, sur les écrans d’ordinateurs, ou sous la forme de maquettes volantes, de l’aile volante à la voilure de très grande dimension…
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Énergie solaire… . lse resteront uniques Les deux Solar Impu t de voler en de recherche permett Ces quadrimoteurs ototype a lables. Le premier pr aux énergies renouve à ses cellules plus de 24 h grâce de l vo un é lis réa jà dé es. Avec une les moteurs électriqu t ten en im al i qu s solaire de ligne, c’est te à celle d’un avion envergure équivalen s les 100 km/h. esse ne dépasse pa un monoplace. Sa vit
Le F-35 américain, qui décolle et atterrit verticalement, sera peut être le dernier chasseur piloté. Il combine toutes les technologies disponibles aujourd©hui.
… et chez les militaires Avec les coß ts de plus en plus élevés pour concevoir de nouveaux chasseurs, les armées les plus modernes connaissent des diffi cultés fi nancières… Leur souhait de limiter le nombre de morts lors d’un conflit les oriente peu à peu vers les aéronefs pilotés… à distance ! D’oø le fort développement des drones. Ces engins peuvent en effet assurer, durant de nombreuses heures, des missions de reconnaissance ou des missions
armées. Au sol, à des milliers de kilomètres, plusieurs pilotes se relaient alors pour réaliser l’opération. Les drones peuvent effectuer des évolutions très violentes qu’un organisme humain ne supporterait pas, pour échapper à un missile par exemple. Le nombre de pilotes de chasse diminuera donc à l’avenir. Mais cela prendra des années, et des avions pilotés par des hommes resteront d’actualité pour certaines missions.
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Les drones existent en toutes tailles, du modèle réduit à l©appareil aussi volumineux qu©un jet d©affaires…
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