Planeur

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Un planeur est un aérodyne dépourvu de moteur. La pratique du planeur est le vol à voile. ASH 25 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 treu
Planeur

Un planeur est un aérodyne dépourvu de moteur. La pratique du planeur est le vol à voile. ASH 25 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 soit fixe et le plus souvent escamotable.

Éléments constitutifs principaux

Monoplaces ou biplaces, on distingue trois parties essentielles :
- La voilure : Sa fonction est d'assurer la portance de la machine. De 13 à 31 mètres d'envergure, elle est constituée de deux ailes, aussi appelées plumes, qui assurent la portance. Celles-ci possèdent à leurs extrémités, sur le bord de fuite (partie arrière de l'aile), 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 lorsqu'ils sont braqués en positif (vers le bas) et de diminuer la traînée s'ils sont braqués en négatif (vers le haut) 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 ; lacet, roulis, tangage. Cette partie centrale cylindroconique de 6 à 10 mètres de long reçoit à l'avant, la cabine de pilotage et, en dessous, le train d'atterrissage. Le fuselage abrite aussi, sur les modèles à dispositif de décollage embarqué, le moteur et, dans la plupart des cas, le pylône support de l'hélice et/ou du moteur. L'ensemble de ce dispositif est escamotable afin de conserver à la machine toutes ses qualités aérodynamiques.
- Les empennages : Leur fonction est d'assurer le contrôle des axes de tangage et de lacet, et pour l'empennage horizontal, la stabilité de vol. 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 de Pégase 90 Instrumentation d'un planeur moderne En 2003 en France les dispositifs et les instruments d'aide au pilotage impératifs sont les suivants :
- l'anémomètre ou « badin » en km/h ;
- l'altimètre en mètres ;
- le variomètre (mesure la vitesse verticale) en m/s ;
- le compas ;
- la bille. Les instruments complémentaires sont les suivants :
- la radio ;
- le calculateur de vol qui intègre les principales fonctions suivantes : altimètre, variomètre, tachymètre, géopositionnement par satellite, durée de vol, autonomie etc ;
- le fil de laine ;
- le transpondeur sur certains appareils. Pour finir, le ou les pilotes disposent généralement d'un parachute. Celui-ci est obligatoire dans certains pays.

Paramètres essentiels caractérisant un planeur

- Sa finesse maximale, c’est-à-dire, en air calme, le rapport entre les distances horizontales et verticales qu’il peut parcourir. S’il parcourt 30 km pour une perte d’altitude de 1 000 mètres (1 km), il a une finesse de 30.
- la finesse max ne varie pas avec le poids du planeur, seul la vitesse à laquelle cette finesse sera atteinte varie.
- La finesse du planeur varie avec sa vitesse horizontale ; sa finesse est maximale pour un poids déterminé, à une vitesse horizontale déterminée.
- Ce paramètre est aussi le rapport portance/traînée (ou lift/drag L/D en anglais).
- Sa vitesse de finesse maximale : ce paramètre est important lorsque le planeur doit remonter le vent (ce qui le ralentit par rapport au sol et dégrade sa finesse apparente) par ou bien qu’il traverse une zone de descendances dont il a intérêt à sortir rapidement.
- 60 km/h pour un planeur des années 1950
- de 90 à 100 km/h pour un planeur actuel
- Sa polaire des vitesses : c’est la courbe liant les vitesses horizontale (en abscisse) et verticale (en ordonnée). Plus « plate » elle est, plus le planeur conserve sa finesse lorsque sa vitesse augmente. Cette courbe reprends les deux paramètres ci-dessus (finesse maximum et vitesse de finesse maximum) mais donne une bien meilleure information sur les caractéristiques globales du planeur.
- Sa vitesse de chute minimale, c'est-à-dire la vitesse de descente la plus faible possible. Plus cette vitesse est faible, plus le planeur montera vite dans des ascendances et pourra exploiter des faibles ascendances.
- Sa vitesse minimale : plus lentement il peut voler, mieux il peut exploiter des ascendances étroites.
- Son taux de roulis, c'est-à-dire la vitesse angulaire maximale que peut commander le pilote lorsqu’il entre ou sort de virage. Un taux de roulis important est utile pour pouvoir exploiter des ascendances étroites et/ou hachées.
- Sa vitesse maximale à ne pas dépasser ; cette caractéristique ne présente d’intérêt que dans des conditions météorologiques exceptionnelles lorsque les ascendances sont fréquentes et puissantes. Elle est cruciale pour les vols de record de distances et de vitesses. Chaque type de planeur est un compromis entre ces différents paramètres et d'autres critères comme la facilité de pilotage, un comportement sain et homogène sur toute la plage de vitesse, la protection du pilote en cas d'accident, la facilité de montage et de démontage, son prix de revient, etc.

Lestage ou Ballastage

Certains planeurs sont équipés de réservoirs leur permettant d'emporter de l'eau pour ballaster (alourdir) le planeur (eau additionnée d'antigel si le vol risque de s'effectuer dans des conditions de basse température). Le but de cet emport de poids supplémentaire est d'augmenter la vitesse de finesse maximale. En effet, la finesse est maximale à un angle d'incidence donné. Si le poids est plus important, la vitesse nécessaire à la sustentation sera plus importante pour cet angle d'incidence. Alourdir le planeur permet donc de décaler la polaire des vitesses vers les vitesses élevées ce qui est avantageux tant pour la vitesse dans les compétitions que pour effectuer des liaisons dans des zones de descendance ou par vent de face. L'inconvénient est une vitesse de chute minimale plus importante et obtenue à une vitesse horizontale plus importante. il en résulte une moins bonne vitesse ascensionnelle et une difficulté accrue à exploiter des ascendances étroites. Généralement ce lest peut être évacué en vol. Ceci pour deux raisons : afin d'alléger le planeur si les conditions météorologiques conviennent mieux à une machine non ballastée et surtout pour éviter d'atterrir avec le ballast. Le sur-poids pourrait endommager la machine en cas d'atterrissage dur. De plus, la vitesse d'approche serait plus importante et la longueur de roulement augmentée ce qui serait fort défavorable à un atterrissage en campagne. Le poids de ballast qu'un planeur peut emporter varie :
-LS-1D : 2 x 30 litres
-Nimbus 4 : 300 litres

Les différents types de planeurs

Historiquement on peut classer les différents types de fabrications de la façon suivante :
- les constructions en bois et toile (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 planeurs autonomes à dispositif de propulsion incorporé et escamotable, avec un moteur à combustion ou plus récemment un moteur électrique (comme l'Antares) ;
- Les motoplaneurs dont le dispositif de propulsion n'est pas escamotable, servent de machine d'école, de remorquage ou de sondage météorologique. Plus fins que les avions, et aussi beaucoup plus sobres, ils offrent un bon compromis en alliant les avantages de l'un et de l'autre.

Les différentes classes de planeurs de compétition

Ces catégories sont définies dans le chapitre 7 du document FAI « Sporting Code Section 3 - Gliding » FAI Sporting Code Section 3 - Gliding; Chapter 7: Glider Classes and International Competitions - 7.7 Competition Classes

Classe libre

Pas de règle.

Classe 15 mètres

La seule limitation est une envergure maximale de 15 mètres.

Classe 18 mètres

La seule limitation est une envergure maximale de 18 mètres.

Classe standard

- Ailes:
- L'envergure ne peut pas dépasser 15 mètres. Toutes les méthodes modifiant le profil de l'aile, autres que l'usage normal des ailerons, sont interdites. Les éléments augmentant la portance sont interdits même s'ils sont inutilisables.
- Aérofreins:
- Le planeur doit être équipé d'aérofreins qui ne peuvent pas être utilisés pour augmenter la performance. Les parachutes de freinage sont interdits.
- Train d'atterrissage:
- Le train d'atterrissage peut être fixe ou rétractable. La roue principale doit avoir au moins 300 mm de diamètre et 100 mm de largeur.
- Lest:
- Le lestage avec de l'eau pouvant être évacuée en vol est autorisé (ballastage).

Classe World

Le planeur de classe World est le PW-5 dont la conception gagna la compétition de conception de 1994. Tous les planeurs doivent être construits selon la spécification de l'IGCInternational Gliding Comission of the FAI pour la classe World et doivent être conformes à toutes les règles de l'IGC. Aucune modification n'est admise sauf celles approuvées et diffusée par écrit par la FAI vers toutes les NAC au compte de la FAI.
- Modification du flux d'air
- Toute modification modifiant le flux d'air autour du planeur est interdite. Cela inclut, mais, n'est pas limité à, l'usage de turbulateurs, de carénages, de traitement de surface spéciaux. Les seules exceptions sont :
- un fil de laine ;
- une sonde d'énergie totale ;
- la bande adhésive fermant les hiatus entre le fuselage et les ailes, et entre le fuselage et la queue. La fermeture des hiatus entre les surfaces de contrôles et les ailes ou profondeurs sont interdits.
- Appareillage électrique
- Les appareils électriques et électroniques sont autorisés, y compris pour les instruments et les aides à la navigation.
- Lest
- Les lests qui peuvent être évacué en vol sont interdits. Pour une compétition de classe World, une masse doit être spécifiée par le directeur de la compétition, entre la masse maximale et la plus petite masse possible pour le plus lourd des participants. Pour obtenir cette masse, chaque planeur doit incorporer un ballast fixe, approuvé par l'IGC et qui peut inclure un ballast de queue.
- Contrôle du centre de gravité
- Tous dispositif capable de modifier, en vol, la position du centre de gravité du planeur est interdit.

Classe Club

Le but de la classe club est de préserver la valeur d'anciens planeurs de performance, en fournissant un championnat mondial bon marché et de grand qualité, et de permettre aux pilotes qui n'ont pas accès aux planeurs du plus haut standard de performance de prendre part à des compétitions au plus haut niveau.
- Inscription
- La seule limitation pour l'acceptation d'un planeur dans une compétition de classe club est qu'il soit dans la plage de facteurs d'handicap autorisés pour cette compétition.
- Lest
-Le lestage avec de l'eau est interdit
- Décompte des points
-Un championnat de classe club doit être coté en utilisant les formules qui tiennent compte des handicaps

Classe Multi place 20 mètres

- Inscription La classe 20 m multi place reprend les planeurs multi sièges ayant un équipage de deux personnes. Si des handicaps sont appliqués, alors il doit être dans la plage de facteur d'handicaps autorisés pour cette compétition.
-Équipage
-L'équipage doit être constitué de deux pilotes qui representent la même NAC et ont une licence attribuée par la même NAC. L'équipage gagnant reçoit conjointement le titre.
-Ailes:
-L'envergure ne peut pas dépasser 20 mètres.
-Lest
-Le lestage avec de l'eau pouvant être évacuée en vol est autorisé.
- Décompte des points
-Un championnat de classe 20 mètres multi-siège peut être coté en utilisant les formules qui tiennent compte des handicapes

Liste de différents planeurs

Planeur école Schneider SG 38 utilisé au centre de formation de Wasserkuppe (Allemagne) jusqu'en 1945
- Alexander Schleicher K8 : monoplace d'entraînement semi acrobatique. Construction en bois, toile et tubes métalliques. Premier vol en 1957. Finesse : 27 à 72 km/h; chute minimale : 0, 65 m/s. Plus de 1 000 exemplaires furent fabriqués. Il est encore fort utilisé comme planeur d’agrément, en vol local, et a d’excellentes caractéristiques par petit temps.
- ASK 13 : planeur bois et toile biplace datant des années 50. Il est encore souvent utilisé pour l'écolage de base.
- Blanik L-13 et L-23: planeur biplace tchèque métallique. Populaire aux USA.
- ASK 21 : planeur plastique biplace largement utilisé pour l'école et le perfectionnement. C'est un des rares planeurs "certifié voltige" d'après la réglementation aéronautique française. Ka6 (1958)
- Pilatus B4 : planeur en aluminium fabriqué dans les années 1970 et qui a connu un fort succès en Suisse. D'une finesse d'environ 35, il est "certifié voltige".
- Swift S1 : Planeur de voltige conçu pour la voltige.
- Marianne C201B : planeur plastique biplace largement utilisé pour l'école et le perfectionnement. Ce planeur au pilotage lourd est le fruit d'une conception française ambitieuse : réaliser une machine de compétition accessible aux débutants. C'est un planeur de 18, 55 mètres d'envergure, donné pour une finesse maximale de 40.
- Pégase C101 : planeur plastique monoplace. C'est un des planeurs de perfectionnement les plus répandus en club, voire le plus répandu.
- Twin Astir G103 : planeur plastique biplace largement utilisé pour l'école et le perfectionnement.
- WA30 Bijave : planeur bois et toile a fuselage en treillis métallique entoilé . Planeur école ancien (conception années 1960) largement répandu dans les petits clubs au meme titre que l'ASK 13. Il cède petit à petit sa place aux planeurs d'école plastiques tel que l'Alliance 34, l'ASK 21 ou le twin Astir...
- Il existe aussi de nombreux modèles de planeurs équipés d'un moteur (motoplaneurs) à hélice escamotable permettant au planeur de décoller par ses propres moyens. Une fois l'altitude désirée atteinte, le moteur rentre dans la poutre arrière du fuselage du planeur. Ce type de planeur est autorisé en compétitions si un enregistreur certifie que le moteur n'a pas été remis en route durant l'épreuve !)
- Lange Antares 20E motoplaneur à propulsion éléctrique.
- Stemme S10-VT motoplaneur bi-place en cote à cote avec le moteur positionné derrière les pilotes, et l'hélice qui se deploie par avancement du cône avant.

Exemples de planeurs figurant dans les classes

- La classe « Club » : planeurs anciens ayant encore des performances honorables. Pratiquement toute machine dont le handicape est connu, peut participer à des compétions si son handicape est dans la plage retenue pour ce concours. Certain planeurs de figurant dans cette classe sont aussi des machines de classe standard, course ou libre.
- le Cirrus Standard de Schempp-Hirth ;
- les LS1 C, D, F de Rolladen-Schneider ;
- les Libelle de Glasflügel ;
- Centrair Pégase.
- La classe « standard » : planeurs de 15m maximum d'envergure sans volets.
- Schempp-Hirth Discus et Discus 2;
- Schleicher ASW 24;
- la classe « course ».
- la famille des Ventus de Schempp-Hirth est dans la classe course (aile équipée de volets de courbure).
- le modele ASG 29 de Alexander Schleicher.
- la classe « libre ».
- les Nimbus de Schempp-Hirth forment une famille de planeurs de type grande plume.
- l'ASH 25 de Alexander Schleicher GmbH & Co.
- l'Eta est actuellement le planeur qui présente la plus grande envergure au monde.

Quelques records

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 (ETA) tandis que les constructeurs les plus à la pointe de la technologie, assurent être techniquement capables de produire aujourd'hui des machines de finesse 100 ce qui reste encore une frontière mythique : parcourir pour une perte d'altitude de . Soit, pour une journée de vol en plaine dans une zone de climat tempéré, où les plafonds de l'ordre de sont fréquents, une autonomie théorique de

Principales technologies employées

Planeurs à décollage à pieds

Il s'agit d'aéronefs piloté sur trois axes. Ils rentrent dans la catégorie des planeurs ultra-légers. Le décollage s'effectue en courant sur une pente, un manche à balais auxiliaire permettant le contrôle de la gouverne de direction. Une fois l'engin en vol, le pilote rentre les jambes dans le carénage et utilise un palonnier classique. Ils sont adaptés au vol de pente et au vol thermique. Leur faibles vitesse leur confère la possibilité d'exploiter de petites ascendances. Certains modèles ont des diamètres de spirales de 60 mètres seulement. Les performances de quelques modèles sont les suivantes :
-ULF 1 (1977) : Finesse de 16 à 55 km/h et une chute minimale de 0.8 m/s
-Swift (2007) : Finesse de 27 à 75 km/h, VNE de 120 km/h et une chute minimale de 0.8 m/s
-Archaeopteryx (2007) : Finesse 28 à 55 km/h, vitesse de décrochage de 30 à 35 km/h selon la charge alaire, VNE de 130 km/h et une chute minimale de 0.44 à 0.51 m/s selon la charge alaire Signalons un record de distance de 777 km établi sur swift par Manfred Ruhmer à Zapata au Texas.

Planeurs basiques

Ce sont des planeurs très simples, bon marché et légers qui peuvent décoller simplement en roulant dans une pente et aussi par les autres moyens connus pour mettre des planeurs en l'air (tracté par ULM ou avion, tracté par une voiture, au treuil, au sandow + pente). http://home.att.net/~m--sandlin/bug.htm http://www.ultralightflyer.com/superfloater/

Planeurs expérimentaux

Voir également les planeurs de type aile volante comme les Fauvel et ses dérivés comme les Marske dont les performances sont, pour les modèles les plus performants, comparables aux planeurs de compétition classiques. Ils ont quelques particularités intéressantes : très bonne stabilité, très grande soliditéCertains planeurs Fauvel ont un facteur de charge à rupture de 12G., vrille inconnue, décrochage très doux voir inexistant même en virage. Il y a quand même quelques petits inconvénients : plage de centrage réduite, hypersustentation quasiment impossible, l'action sur la profondeur freine nettement plus l'appareil qu'un planeur conventionnel. Un autre type d'aile volante, le Swift, un planeur ultra léger à décollage à pieds ou à moteur, dont l'aile en flèche (apparentée aux ailes Horten) est équipée de dérives à gouvernes de bout d'ailes, son pilotage se faisant sur 3 axes sur les dernières versions "light" (sur 2 axes auparavant). http://www.aeriane.com/

Avions achevant leur vol en planant

Intercepteur Messerschmitt Me 163 Certains avions expérimentaux ou très spécifiques achèvent leur mission en vol plané. Bien que l’on puisse considérer que cette phase de vol permet de les classer parmi les planeurs ou les moto planeurs, il faut constater qu’ils n’ont quasiment rien en commun avec les planeurs utilisés pour le vol à voile. Parmi ces engins, on peut citer le Messerschmitt Me 163, le Bell X-S1, le X-15, les corps portants et la navette spatiale. Ces engins planent généralement encore moins bien que des avions conventionnels. Il s'agit pratiquement de « cailloux pilotables ».

Références

Bibliographie

-Le vol à voile de Gil Roy Edition Denoêl ISBN:2.207.24384.2

Voir aussi

- parapente
- deltaplane
- cage de pilotage
- motoplaneur ==
Sujets connexes
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