La portance:

Un avion vole selon un principe simple. Le profil d'une aile à une forme particulière. Cette forme permet contrôler l'écoulement de l'air sur l'intrados et sur l'extrados d'une aile. Intéressons nous à deux expériences simples. Avec une soufflerie, on envoie de l'air dans un cône convergent. A la sortie du cône la vitesse de l'air augmente et la pression  statique diminue (voir Instruments de vol - La pression). Si on envoie maintenant de l'air dans un cône divergent, à la sortie du cône la vitesse de l'air diminue et la pression augmente.

Revenons maintenant à notre profil d'aile. Le profil est étudié pour que le flux d'air soit plus important au niveau de l'extrados (dessus de l'aile) qu'au niveau de l'intrados (dessous de l'aile). La forme particulière de l'aile produit  le même phénomène que dans les expériences ci-dessus. Sur l'extrados, l'air est comme dans un cône convergent, il accélère et la pression statique diminue. Au niveau de l'intrados, l'air a la même réaction que dans un cône divergent, il ralentit et la pression statique augmente.

La surpression au niveau de l'intrados et la basse pression au niveau de l'extrados génèrent une force verticale: la portance (abréviée Rz).

Le profil d'une aile:

Regardons maintenant ce schéma (source: modeliforum.com). Le bord d'attaque est celui qui est face au vent (c'est le devant de l'aile). Le bord de fuite est le derrière de l'aile. La corde est la ligne droite entre le milieu du bord d'attaque et le bord de fuite. On appelle l'angle d'incidence l'angle entre la corde et le vent relatif (c'est à dire la direction de l'écoulement de l'air).

Décrochage:

Si l'angle d’incidence de l'aile devient trop important, le flux d'air devient irrégulier et discontinu, il n'y a plus de portance et si le pilote ne manœuvre pas pour revenir à la normale l'avion tombe, comme une pierre. C'est ce que l'on appelle le décrochage.

Il y a encore deux choses importantes à connaitre sur la sustentation:

La première est que si deux avions similaires, vont à la même vitesse avec la même charge, alors ils décrocheront au même angle d'incidence.

La deuxième et que : diminuer la charge, augmenter la vitesse ou sortir des volets sont autant d'action qui permettent de diminuer les risques de décrochage en augmentant l'angle d'incidence auquel le profil décroche.

Les quatre forces majeures:

Il y a quatre force qui régissent le vol. La première, nous l'avons vue est la portance (Rz), qui tracte l'avion vers le haut. La deuxième est évident, c'est le poids. Cette force est due à la masse de l'avion et à la gravité, elle attire l'avion vers le sol. La troisième est la poussée, elle est le résultat de l'action des moteurs et/ou des hélices, elle pousse l'avion vers l'avant. Enfin la quatrième s'appelle la trainée (Rx), elle est due à la résistance de l'air sur l'avion. Tour ceci est résumé sur ce schéma (cliquez pour agrandir):

Pour que l'avion puisse voler et se maintenir en l'air, la portance doit être égale au poids. Pour qu'il puisse avancer, la poussée doit être supérieure à la trainée.

Quelques définitions

Surface alaire: Surface de la projection horizontale du contour des ailes

Charge alaire: Rapport poids de l'avion/surface alaire

Résultante aérodynamique (R): Somme de la trainée (Rx) et de la portance (Rz).

Finesse: rapport entre distance parcourue et altitude en cas de vol plané. Exemple: un avion à 1000m d'altitude coupe son moteur, il parcourt 8 kilomètres avant de toucher le sol, il a une finesse de 8. Un planeur à 2000m d'altitude parcourt 60 km avant de toucher le sol, il a une finesse de 30. Tous les aéronefs ont une finesse différente. Les planeurs sont conçus pour avoir une finesse la plus élevée possible. IL est aussi égal au rapport Rz/Rx, sachant que Rx et Rz se calculent avec des formules horriblement compliquées je vous les épargnerais.

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