Repliage voilures et rotors

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Repliage voilures et rotors

Messagepar vigi » Jeu 2 Mai 2013 19:55

Une petite fiche technique sur ce système devenu commun à quasiment tous les avions embarqués.

Il n’est pas question ici d’étudier en détails les systèmes de repliage de voilure, qui ne doivent pas être loin d’être aussi nombreux que le nombre de type d’aéronefs embarqués produit depuis la Seconde Guerre Mondiale.

Je me contenterai donc, d’un petit rappel historique et je vais tenter de faire le tour de tous les principes de repliage existant ou ayant existés pour les aéronefs embarqués, que ce soit à bord des porte-avions ou de tous autres bâtiments de guerre.

On aurait pu penser que la voilure repliable d’un avion de combat a été pensée avec l’arrivée des porte-avions.

Il n’en est rien, le concept a été inventé avant.

Une fois encore, cette invention géniale est dû à un anglais, ce peuple aura décidément inventé tout ou presque de ce qui est nécessaire à l’aviation embarqué !

C’est donc Horace Short, un des fondateurs de la société d’aviation Short Brothers, que l’on doit le premier principe de repliage de voilure au cours de l’année 1913.

Horace Short développa cette invention pour permettre l’embarquement à bord des bâtiments de la Royal Navy, des hydravions fabriqués dans ces usines.

Les appareils étaient alors tous des biplans et ce système de repliage était complexe, le temps de mise en œuvre de l’appareil étaient fortement rallongée, tout comme son embarquement à l’emplacement ou dans le hangar de taille réduite à bord du bâtiment.

Le principe résidait sur deux axes de fixation sur chaque demi-plan. Une fois les axes avant déposés, la voilure pivotait le long du fuselage sur ses axes arrière. Il avait fallu auparavant déconnecter tous les câbles ou chaines de transmissions des ailerons, les demi-plans inférieurs et supérieurs restaient bien-sûr solidaire en raison de la liaison faites avec les haubans.

Short S-64 Folder, le premier hydravion à être doté d'une voilure repliable
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Le gain de place généré par ce concept le rendit vite indispensable à l’emploi des aéronefs embarqués, la place sur un bâtiment de combat étant comptée et, à cette époque, le temps de mise en service d’un hydravion n’était pas la priorité, il resta en l’état durant la durée de la Première Guerre Mondiale.

Avec l’avènement de l’aviation embarquée, des porte-avions et les progrès gigantesques fait durant les 1920 à 1940, les systèmes de repliage mis en place sur les appareils embarqués évoluèrent.
De biplan, les avions passèrent à monoplan, les commandes par câbles ou par chaines commençaient également à céder la place à des embiellages ou des commandes rigides, même si les câbles, renvois et guignols restaient la norme.

Ces modifications amenèrent également une mécanisation des systèmes de repliage qui n’imposaient plus de démonter (ou remonter) une partie de l’appareil à chaque pliage/dépliage de la voilure.

Pour autant, le repliage de la voilure des avions restait souvent manuel et tributaire des Ă©quipes de pont ou de piste.

Avec l’augmentation de la masse et de la taille des aéronefs, les premiers systèmes de repliage mécaniques ou hydrauliques apparurent.

Avec eux, plus besoin d’intervenir sur l’appareil, l’équipage de l’appareil pouvait opérer en actionnant une ou plusieurs manettes pour déverrouiller et replier la voilure, pour autant que le(s) moteur(s) de l’aéronef soit en route.

Revers de ce système.
Un alourdissement de l’appareil, dû à l’installation des vérins de repliage, des systèmes de verrouillage (pour empêcher tout repliage d’une demi-voilure en vol, ce qui serait assez facheux) et également dû au renforcement structurelle au niveau de la zone de repliage de la voilure.

Avec l’énergie hydraulique, tout devenait possible.
La cinématique de repliage pouvait être complexe, désaxée, une voilure complète pouvait être repliée sans craindre que la masse de cette dernière ne gêne la capacité de rétraction.
Avec le développement de la technologie, les systèmes de repliage durent également intégrer des câblages électriques et des raccords hydrauliques.
Pour contourner ces contraintes, certains appareils ne furent dotés que de systèmes de repliage des sections externes de voilure. Les avionneurs se débrouillant pour placer l’ensemble des éléments dans les sections centrales de voilure, à commencer par les réservoirs de carburants.

Mais comme dit au début de ce descriptif, chaque concept a eu son contraire, on ne peut donc généralisé ou normaliser les systèmes de repliage de voilure.

Aujourd’hui sur les avions embarqués modernes, les systèmes sont quasiment tous assistés hydrauliquement ou électriquement, bien entendu, certains aéronefs ont encore des systèmes de repliage manuel comme le Super-Etendard qui nécessite l’intervention du personnel de piste pour replier les extrémités de voilure.

Super Etendard Ă  bord du Clemenceau
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Avec l’arrivée d’aéronefs de grande taille, les constructeurs ne se limitèrent pas au simple repliage de la voilure pour gagner le maximum d’encombrement à bord des ponts et des hangars des porte-avions.
Le A-5 puis RA-5 Vigilante en est un des meilleurs exemples, avec la voilure, la dérive verticale et la pointe radar qui se repliait hydrauliquement.

Le Su-33 russe et sa copie chinoise, le J-15 sont également de bon exemple de ce qui peut se faire en termes de réduction d’envergure, avec le repliage de la voilure et des dérives de profondeurs.

J-15
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Avec l’arrivée des hélicoptères à bord des batiments de combat, ces derniers ont bénéficié du même principe appliqué à leur rotor principal.
Ce repliage, à quelques exceptions, reste manuel, les pales étant fixées sur deux axes, un mobile et un fixe sur lequel la pale fait rotation.
Généralement, le rotor est équipé d’une pale « fixe » qui vient se placer dans l’axe du fuselage et sur laquelle viennent se rabattre les pales « rétractables ».
Sur les hélicoptères de grande taille, la poutre de queue et/ou la dérive sont également rétractables soit manuellement, soit hydrauliquement.

SH-60 Seahawk et son rotor en position plié
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Bien entendu, au fil des années et en fonctions de l’inspiration des avionneurs, différents systèmes et cinématique de repliage ont vu le jour.

Repliage de la voilure le long du fuselage, perpendiculairement Ă  ce dernier.
Repliage complet des demi-voilures ou partiel, voire simplement des extrémités de voilure.

au premier plan des E-2 Hawkeye avec leurs voilure repliées le long du fuselage, au second plan, des A-7 avec leur demi-plans repliés, puis des E-3 Skywarrior, des A-6 intruder et EA-6 Prowler avec leurs concepts respectifs de repliage complet de voilure
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A-6 Intruder
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S-3 Viking
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Repliage simple dans la plupart des cas, certains appareils comme le Fairey Gannet ont été dotés d’un complexe double repliage de la voilure.
Si ce système optimisait l’encombrement, il avait le désavantage de fortement alourdir la voilure de cet appareil, sans parler de la complexité du repliage et des risques de pannes qui y sont liés.

Fairey Gannet
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Les voilures de grande taille nécessite souvent la mise en place de sécurité de voilure, qui évitent aux demi-voilures d’avoir à subir les contraintes mécaniques liés au vent sur le pont des porte-avions.
Sur les voilures à repliage hydraulique, des sécurités de plans (ou de demi-plans) sont mises en place pour parer à une éventuelle chute de la pression qui les maintient repliées.

Un A-1 Skyraider et ses barres de sécurité voilure
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Deux types d’aéronefs ont pu, en général, s’affranchir de ces systèmes de repliage.
Les avions à géométrie variable, comme le F-14 Tomcat et les appareils à aile delta, comme le Rafale par exemple, même si une exception confirme la règle avec le F4D Skyray qui disposait d’extrémité de voilure repliable.

Un bel alignement de Tomcat
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F4D Skyray
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Bel exemple de l'utilité des systèmes de repliage avec le hangar bien encombré du CVN-65 Big-E
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Re: Repliage voilures et rotors

Messagepar nanard » Jeu 2 Mai 2013 20:45

C'est vrai que sur ce sujet, même le professeur Cosinus plancha et tout et son contraire fut imaginé. En règle générale, et jusqu'à WW II, le repliage des voilures, imposés par les dossiers de lancement de projets par les marines, à toujours été une calamité.
Au niveau national, les délais très brefs des notices de présentation des protos, variaient en fait entre 5 minutes et 1/2 heure avec ou sans utilisation du marteau. La cinématique la plus longue étant bien entendu le dépliage avec la mise en place des goupilles de sécurité afin que tout ce joli monde n'est pas une tendance sauvage à la géométrie variable avant l'heure, en plein vol !.
Mais, pour une fois nous étions dans la bonne moyenne, rappelons nous les Seafire, avec 2 pliages par aile et 8 "participants" pour refermer ces p....ns d'ailes une par une, donnant une idée de l'opérationnalité du système, alors que les radars en étaient encore au stade des balbutiements à peine améliorés sur les navires. Nos copains US avaient réglé le problème comme d'hab, à la pragmatique, le Helldiver n'avait pas d'ailes repliables, ce qui empoisonnait la vie de tous sur les PA, mais il est vrai que ceux qui sélectionnent un avion nouveau ne sont que très rarement sur un PA, principalement en temps de guerre où on peut craindre un mauvais coup.
Au niveau de notre Aéronavale, ajoutons que les biplans comportant des ailes repliables, au moins jusqu'en 1930, présentaient une tare complémentaire, le réglage obligé, à chaque dépliage, des tendeurs des haubans, pas vraiment le meilleur moyen d'être rapidement disponible pour une mission.
La seule consolation Ă©tait de se dire que l'ennemi avait les mĂŞmes contraintes :fume:
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Re: Repliage voilures et rotors

Messagepar vigi » Ven 3 Mai 2013 09:47

nanard a écrit: Nos copains US avaient réglé le problème comme d'hab, à la pragmatique, le Helldiver n'avait pas d'ailes repliables, ce qui empoisonnait la vie de tous sur les PA, mais il est vrai que ceux qui sélectionnent un avion nouveau ne sont que très rarement sur un PA, principalement en temps de guerre où on peut craindre un mauvais coup.


As cousez dés demander à pardon, mais y aurait pas gourance votre honneur ? :?


Pour revenir aux "usines Ă  gaz" du repliage de la WWII.
A la décharge de ceux qui imaginaient ces systèmes, quelques points à mettre en avant:

-La main d’œuvre à bord était pléthorique (en terme de ratio avec aujourd'hui).
-Les temps de récupération/catapultage entre deux appareils étaient nettement plus lent que ce qu'on connait aujourd'hui.
-Mais surtout, un avion avait besoin de faire chauffer son moteur avant de décoller/être catapulté, et cette petite affaire tournait dans les cinq minutes facile... Largement le temps de déplier une voilure.
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Re: Repliage voilures et rotors

Messagepar pingouin » Ven 3 Mai 2013 11:27

Sur ce coup je ne chargerai pas nanard, quoique ... par contre encore une belle occasion pour le Chef, qui ne laisse rien passer, c'est pour ça qu'il est ...etc :D
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Re: Repliage voilures et rotors

Messagepar nanard » Ven 3 Mai 2013 12:19

:oops: :oops: :oops: :oops: :oops: :oops: :oops: :oops: Haxquisi moa bocou, j'ai effectivement eu une ratée, il s'agissait du Dauntless et non du Helldiver. je m'auto-condamne à me couvrir de gémond puant pour les siècles des siècles :lol: :lol: :lol: :lol:
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