LE PLANEUR

CELLULE D'UN PLANEUR



Introduction

La cellule d'un planeur est composée:
- du fuselage,
- des ailes ou voilure,
- des empennages (horizontal et vertical),
- des gouvernes de vol,
- du train d'atterrissage.

CelluleComplete

Le fuselage

Le fuselage est la partie de la cellule à laquelle les ailes et l'empennage sont fixés. Le fuselage abrite le cockpit et contient les commandes du planeur, ainsi qu'un siège pour chaque occupant. Le fuselage est étudié pour être le plus aérodynamique possible.

Structure en bois

Les fuselages des premiers planeurs étaient principalement fabriqués en bois avec des fixations métalliques. La conception du fuselage était généralement du type semi-monocoque. Elle consiste en un assemblage de cadres (ou couples) disposés verticalement et donnant la forme de la structure. Ces cadres sont maintenus ensemble par collage à des lisses (longerons) horizontales qui supportent l'essentiel des efforts. Un revêtement intégral en contreplaqué également collé assure la rigidité de l'ensemble. Le tout est marouflé puis peint. La verrière est composée de plexiglass rivé sur des montants en aluminium.
Ci-dessous le planeur français Bréguet 904 "Nymphale" construit dans les années 1950.

Cellule fuselage Breguet

Vue de l'intérieur du fuselage du planeur Ka 6 Rhönsegler.

Cellule Fuselage Interieur

Structure métallique

Le fuselage peut également être fait en tubes d'acier ou en alliages légers. La structure est constituée de barres longitudinales reliées par des verticales et des diagonales, le tout formant une structure triangulée rigide. Le treillis ainsi formé est recouvert ensuite, par des tissus ou des matériaux plastiques. Cela permet de créer une structure de fuselage légère.
Ci-dessous le planeur allemand Scheibe L-Spatz 55 construit en France sous le nom d'Avialsa A.60 Fauconnet.

 FuselageScheibeSpatz

Structure en matière composite

Cette technique, la plus récente, utilise des tissus résistants et travaillants comme la fibre de carbone, la fibre de verre, le plastique renforcé de fibre de verre (GRP) ou le Kevlar® puis imprégnés de résine thermodurcissable de type polyester ou époxy.
Ci-dessous le Rollanden-Schneider LS4 .

FuselageRollanden

La voilure

Constituée de deux ailes, aussi appelées plumes (par les vélivoles) assure la sustentation du planeur. Les ailes sont l'élément essentiel des performances du planeur. Son profil est caractéristique des performances, ainsi que son allongement. Les ailes possédent à leurs extrémités sur le bord de fuite les ailerons. Les modèles les plus performants disposent aussi de volets de courbure, appelés parfois dispositifs hypersustentateurs. Chaque aile posséde également des aérofreins.  Les aérofreins.

Structure en bois

Evidemment il existe différentes structures d'aile en bois, le choix s'est porté sur l'aile du Grunau Baby IIb. La voilure est composée de deux ailes. Les ailes comportent un longeron cental et un longeron arrière de faible dimension. Les bouts des ailes sont arrondis pour diminuer la traînée. Le bord d'attaque est coffré puis marouflé. ( Le marouflage consiste à fixer une toile sur le contreplaqué à l'aide d'une colle forte dite maroufle qui durcit en séchant ). Des bandes Jaconas reliants les nervures sont utilisées pour stabiliser les nervures lors de l’entoilage afin de limiter les efforts de torsion mais elles ne jouent aucun rôle structurel. L'ensemble de l'aile est ensuite entoilé puis peint.

Cellule aile Grunanu Baby

Sur la photo ci-dessous du planeur Göppingen GÔ Minimoa construit en 1936 en Allemagne, on voit nettement la différence entre la partie bord d'attaque qui est coffrée puis marouflée et le reste de l'aile qui est seulement entoilé.

Cellule Aile Minimoa

Structure en matière composite

Montage d'une aile composite sur le fuslage.

Cellule Aile Composite

Voici une vidéo montrant la fabriquation d'une cellule en matière composite.
Comment c’est fait un planeurs - https://youtu.be/CMfI0GvpA4U



Empennages

Au fil des années, la forme de l'empennage a pris différentes formes. Les premiers planeurs étaient le plus souvent construits avec l'empennage horizontal monté au bas du plan fixe vertical. Ce type d'arrangement de queue s'appelle l'empennage conventionnel. D'autres planeurs ont été conçus avec une queue en V. et d'autres encore ont été conçus avec une queue en T. Les empennages en V combinent les mouvements de la profondeur et de la gouverne de direction. Cette combinaison de gouverne de profondeur et de gouverne de direction est appelée gouverne de direction. Les planeurs à empennage en T ont un empennage horizontal monté sur le dessus de l'empennage vertical, formant un T.

Empennage conventionnel

L'empennage comprend :
- les surfaces fixes comme le plan fixe horizontal et le plan fixe vertical ou dérive ;
- les parties mobiles comme la gouverne de profondeur et la gourverne de direction et le ou les compensateurs.
Les deux surfaces fixes stabilisent le planeur et aident à maintenir une trajectoire dans l'air.
La gouverne de profondeur contrôle le planeur en tangage   Voir Les gouvernes.
La gouverne de direction ou gouverne de symétrie contrôle les mouvements autour de l'axe de lacet.
Le ou les compensateurs réduisent la charge de travail du pilote en soulageant la pression exercée sur les commandes pour maintenir une vitesse souhaitée.

EmpennageNormal

Ci-dessous l'empennage du planeur Bréguet 904 "Nymphale". Le plan horizontal fixe et le plan vertical fixe sont composés de nervures et de longerons sur lequel un coffrage en contreplaqué est collé. L'ensemble est ensuite marouflé en dracon (tissu polyester). La gouverne de profondeur ainsi que la gouverne de direction sont composées de nervures et de longerons entoilés en dracon.

EmpennageBreguet904
Ci-dessous l'empennage du planeur A60 Fauconnet, avec une structure beaucoup plus simple et plus légére.
À noter que la gouverne de profondeur ne dispose pas de compensateur.

EmpennageFauconnet

Empennage mobile

Certains planeurs utilisent un stabilisateur mobile qui remplace la gouverne de profondeur et le plan fixe horizontal. Le stabilisateur pivote vers le haut et vers le bas sur un point d'articulation central.
Ces stabilisateurs utilisent un compensateur servo-tab et parfois un anti-tab   Voir Les gouvernes.

EmpennageMobile

Empennage en V

L'empennage en V ou empennage papillon d'un planeur est un empennage où la gouverne de profondeur et la dérive de direction sont remplacées par deux surfaces en forme de V. Cette configuration a été inventée par l'ingénieur polonais Jerzy Rudlicki en 1930. Plusieurs planeurs français anciens : Bréguet Br 905 "Fauvette", Bréguet Br 906 "Choucas", Siren C.30 "Edelweiss" ont ce type d'empennage.
- Avantages : La configuration présente deux plans contre trois sur un empennage classique. Elle est donc plus légère et présente moins de traînée aérodynamique.
- Inconvénient : Contrôler la profondeur et la direction avec deux plans situés en V nécessite un système de contrôle plus complexe. L'effort mécanique exercé sur la queue de l'appareil est plus important qu'avec un empennage classique.

EmpennageFauvette

Empennage en T

Les planeurs de nouvelle génération utilisent des empennages en forme de T.
- Avantages : optimisation de l'écoulement de l'air sur la profondeur, réduction des interactions avec la dérive et éviter la casse lors d'atterrissage en campagne (etc champ de blé ou de maïs haut).
- Inconvénient : renforcement du plan fixe vertical pour supporter le plan fixe et mobile horizontal.

EmpennageAstir

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