SERVITUDES DE BORD

Configuration générale d'un avion

Un avion :

peut, d'une manière générale, être décomposé en un nombre limité de sous ensembles : cellule, groupe motopropulseur, commandes de vol, servitudes de bord, avionique, emports internes ou externes. Ces éléments, à quelques exceptions près, sont présents sur tous les appareils.

Pour chaque type d'appareil on retrouve des positionnements relatifs de ces ensembles assez semblables, si on ne tient pas compte de la période des pionniers de l'aviation ou des prototypes restés sans suite.

Les points communs apparus depuis la naissance de l'aviation et qui resteront très probablement d'actualité au long du xxi^e siècle, pour une fonction ou une capacité opérationnelle donnée, sont le plus souvent liés à des contraintes de conception dont :

la simplicité de réalisation ;
la diminution de la masse grâce à l'emploi de matériaux plus légers et plus résistants ;
la diminution de la traînée grâce aux progrès de l'aérodynamique ;
l'augmentation des performances souvent liée aux deux points ci-dessus et à l'évolution de la motorisation ;
l'amélioration de la fiabilité.

À ces points s'ajoutent, essentiellement pour les avions civils :

les économies d'énergie ;
la diminution des pollutions ;
l'amélioration de la sécurité
Cellule:
La cellule est constituée du fuselage, de la voilure, de l'empennage (stabilisateur horizontal et dérive) et du train d'atterrissage.

Le fuselage est une enveloppe structurelle aménagée pour transporter la charge utile de l'avion (à l'exception des charges externes) et pour supporter les autres sous-ensembles de la cellule. La section du fuselage est aussi réduite que possible afin de diminuer la traînée, elle est circulaire pour les avions pressurisés afin d'augmenter la résistance. Sur les ULM et sur les anciens avions le fuselage peut se réduire à une poutre ou un treillis. Au début du xxi^e siècle, tous types d'avions confondus, l'utilisation d'alliages à base d'aluminium reste la plus courante mais les matériaux composites font une percée notable pour les avions de transport de passagers.
La voilure d'un avion est constituée de deux ailes qui génèrent l'essentiel de la portance permettant le vol. La jonction avec le fuselage est faite sur un ou plusieurs cadres principaux ou sur un caisson structurel. La structure interne de l'aile comprend des longerons et des nervures. Les avions multiplans à haubans, courants au début du xx^esiècle, ont quasiment disparu. Le revêtement, initialement en toile puis en bois, le plus souvent métallique et intégrant des éléments en composites participe à la rigidité en torsion de la structure. La voilure comporte des parties mobiles : des ailerons qui servent à contrôler le roulis et des dispositifs hypersustentateurs situés au bord d'attaque et au bord de fuite qui sont utilisés pour augmenter la portance au décollage et pour augmenter aussi la traînée à l'atterrissage. Sur certains avions, on trouve des extensions d'aile appelés « pennes » ou winglets et qui servent à diminuer la traînée induite par la portance.
Les empennages sont des surfaces disposées à l'arrière de l'avion pour assurer la stabilité et le contrôle de l'avion en tangage et en lacet. Leur constitution est identique à celle de la voilure. Ils comportent des parties mobiles, les gouvernes de profondeur et de direction qui servent à modifier l’attitude de l'avion. La configuration dite classiqueconsiste à placer l'empennage horizontal à la queue de l'appareil et la dérive au-dessus.
Le train d'atterrissage supporte le poids de l'avion pendant le roulage, le décollage et l'atterrissage. Le train classique est composé du train principal à deux roues de part et d'autre du fuselage et d'une roulette de queue directrice; il est maintenant remplacé par le train tricycle, composé d'un train principal qui supporte la majeure partie du poids de l'avion et d'un train avant utilisé pour diriger l'avion au sol. Le train est souvent fixe sur les avions anciens ou légers, et rétractable sur les avions plus rapides. Une cinématique souvent complexe permet de le replier dans le fuselage (train monotrace), dans des nacelles situées sur les côtés du fuselage, dans les ailes ou à l'arrière de la nacelle d'un moteur placé sur l'aile.
Le groupe motopropulseur est formé par un ou plusieurs moteurs, moteur à pistons ou turboréacteur entraînant des hélices ou fournissant directement la poussée nécessaire par réaction. Le nombre de moteurs est fonction de la poussée à générer et de la fiabilité.
Le poste de pilotage regroupe les commandes utilisées par le pilote pour actionner les gouvernes, les moteurs et de nombreux autres dispositifs telles que le pas des hélices, les volets hypersustentateurs, les aérofreins, le train d'atterrissage et toutes les servitudes. Les gouvernes de roulis (ailerons) et de tangage (profondeur) sont commandées par un manche sur les avions anciens, légers ou de combat ou par un volant sur les autres avions. Le volant tend à disparaître au profit d'un mini-manche pour les avions à commandes électriques contrôlés par ordinateur. La gouverne de lacet (direction) est commandée par un palonnier ou parfois par un petit volant (avions de ligne). Chaque moteur est commandé par une manette. Elles sont placées à la gauche du pilote ou sur une console centrale dans la configuration à deux pilotes.

La liaison entre l'actionneur et la gouverne est assurée par des câbles ou des bielles rigides pour les avions anciens ou légers ; c'est une des raisons de la persistance de la configuration classique, dont le nombre de renvois est minimal. Dans les avions lourds les commandes sont assistées par des systèmes hydrauliques ou électriques. Dans les avions les plus récents, les ordres du pilote sont analysés par un ordinateur de bord qui prend en compte de nombreux paramètres et commande les servomoteurs agissant sur les gouvernes.
SERVITUDES DE BORD Ensemble des systèmes qui fournissent ou transmettent l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'avion ainsi que la vie à bord :
- circuit carburant pour l'alimentation des moteurs ;
- circuit électrique pour l'alimentation de l'avionique et des systèmes de vol ;
- circuit électrique ou hydraulique pour le fonctionnement des commandes de vol et du train d'atterrissage ;
- circuit d'air conditionné pour la pressurisation du fuselage et le confort des passagers ;
- ordinateur de bord sur les avions les plus récents pour le contrôle ou la commande de l'ensemble des fonctions.

Cellule:

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