LES AVANTAGES DU COUPLE CABREUR ET LES DELTAS
Lors d'acrobaties ou de combat aérien, la plupart des manoeuvres serrées (virages) se font en inclinant très fortement l'avion et en tirant sur le manche.
En d'autres termes, c'est la commande de profondeur qui est sollicitée pour virer.
Mais puisque c'est aussi elle qui permet de faire lever le nez de l'avion (forcément) et qu'enfin, moyennant un tonneau préalable, c'est parfois encore elle qui permet de plonger vers le sol, on voit que son importance est capitale.
Tout naturellement, ce sont donc les avions dont la commande de profondeur a les réactions les plus rapides et efficaces qui seront préférés pour des utilisations réclamant beaucoup de maniabilité.
Pas étonnant alors que les avions "instables" aient la cote chez les militaires. En effet, ces avions, ne demandant pas mieux que de se cabrer, le feront pour moins d'effort de la part des gouvernes, donc moins de débattement et moins de trainée.
Comparaison des trainées à différents angles de braquage des gouvernes:
A gauche, le braquage est faible et la portance (P) est très sensiblement plus grande que la trainée (T); A droite, le braquage est fort et la portance bien que plus grande qu'à gauche, est devenue plus ou moins égale à la trainée.
Ces dessins ne représentent pas tout à fait la réalité, en fait, compte tenu de la différence de braquage, la différence d'intensité des forces devrait être beaucoup plus grande.
Le but du dessin est seulement de montrer comment la trainée croit plus vite que la portance.
La force aérodynamique étant toujours perpendiculaire au plan de la gouverne, la décomposition des vecteurs suivant la règle des parallélogrammes, montre immédiatement la croissance plus rapide de la trainée par rapport à la portance de 0° à 45° de braquage (à 45°, la portance et la trainée sont équivalentes). Au dela de 45°,c'est encore pire car la trainée est désormais supérieure à la portance.
Il est donc important de pouvoir manoeuvrer sans devoir braquer les gouvernes trop fort, donc sans avoir besoin d'appliquer une trop grande force pour faire pivoter l'avion.
Les gouvernes de profondeurs d'un avion agissent comme un levier.
Ceci pourrait signifier que plus le fuselage est long, mieux c'est. Il n'en est rien, un fuselage très long pose aussi quelques problèmes.
A cabrage égal, le fuselage le plus long a entrainé un déplacement plus long (B est plus grand que A). Si le déplacement est plus long, le temps mis pour le faire risque d'être plus long aussi. Les avions au fuselage long peuvent ainsi présenter une plus grande "inertie" aux manoeuvres rapide.
Conclusion: si l'on cherche à obtenir un avion particulièrement agile, il faut A LA FOIS un fuselage pas trop long ET un bras de levier (distance entre le centre de portance et les gouvernes de profondeurs) aussi long que possible.
Pour cela il suffit, sur un avion au fuselage disons moyen, de placer les gouvernes de profondeurs le plus loin possible en arrière ou de : CONSTRUIRE L'AVION AVEC UN COUPLE CABREUR ET DES COMMANDES DE VOL ELECTRIQUES!
Comparons, à ce sujet, plusieurs avions.
1) Le F 104: le bras de levier est long, donc le débattement des gouvernes est plutôt faible, mais le fuselage est long.
2) Le Mig 21: le bras de levier est long, donc le débattement des gouvernes est plutôt faible, et le fuselage est de longueur moyenne.
3) Le Mirage 3: le bras de levier est court (il n'y a pas de gouverne de profondeur de queue, ce rôle est assuré par des gouvernes appelés élevons placés sur le bord de fuite de l'aile, donc avec peu de recul) le débattement de la gouverne et donc sa trainée en manoeuvre sont grands. Le fuselage est de longueur moyenne.
4) Le Mirage 3 avec canards: le bras de levier est rallongé par l'action des canards qui rajoutent un supplément de portance à l'avant. Ceci ayant pour effet d'avancer le centre de portance tandis que l'emplacement de la gouverne de profondeur n'a pas bougé; il y a donc bien rallongement. La longueur du fuselage reste inchangée.
5) Le Mirage 2000:le bras de levier est court, mais c'est absolument sans importance. Le Mirage 2000 est un avion "instable" qui ne demande pas mieux que de pivoter, et un déplacement même extêmement léger de la gouverne de profondeur suffit à provoquer le cabrage.
6) Le F16: bien qu'il dispose d'un bras de levier plus grand que le Mirage 2000, les caractéristiques du F16 sont extrèmement proches de celle du Mirage2000. Le F 16 fut le premier à utiliser les commandes de vol électriques associées à une instabilité volontaire (chez les anglo-saxons, on dit: relaxed static stability).
Le F16 et le Mirage 2000 affichent tous deux une très grande manoeuvrabilité.
Deux choses apparaissent ici: premièrement: la supériorité des avions "instables", quelque soit le choix entre aile "classique" (F16) et delta (Mirage 2000), et deuxièmement: l'apparent désavantage du delta sans canards ni instabilité. Ce n'est pas si simple mais, justement parlons un peu du delta.
