Vol zero G : Comment un avion peut-il se déjouer de la pesanteur ?

Comment un avion peut-il se déjouer de la pesanteur ?

Introduction :

Les scientifiques en science de la vie et en sciences physique dans l’espace utilisent diverses plateformes pour exécuter leurs expériences. Elles leurs permettent toutes de réaliser leurs travaux dans des condition de microgravité. Aujourd’hui nous étudierons les vols paraboliques.

Au printemps 2015, l’airbus A310 Zéro-G a réalisé ses premiers vols scientifiques. Exploiter par la filiale Novespace du Centre National d’Études Spatiales, cet avion permet de simuler des conditions d’apesanteur en décrivant des trajectoires paraboliques.  Les scientifiques peuvent ainsi mener des expériences sans avoir recours aux missions spatiales.

Ainsi, nous pouvons nous demander comment est-il possible d’obtenir des conditions d’apesanteur tout en restant dans l’atmosphère terrestre.

Avant de présenter l’étude des différentes étapes de ce vols je reviendrait brièvement sur la raison pour laquelle les avions volent et sur la notion de pesanteur. Je présenterais ensuite l’étude du vol parabolique. Enfin, je déterminerai les objectifs d’une telle mission.

1. Comment les avions volent-ils ?

Tout d’abord une force est l’action grâce à laquelle un corps peut modifier le mouvement d’un ou plusieurs autres corps, ou le déformer. Par exemple : la force d’attraction de la Terre modifie la trajectoire de la Lune et lui impose un mouvement en rotation. Une force se caractérise par divers éléments : sa direction, son sens, son intensité qui s’exprime en Newton, et son point d’application.

D’ailleurs, si l'air est immobile, alors ses forces sont nulles. Mais dès qu'il y a du vent, l'air peut faire avancer un bateau par exemple. Plus le vent est fort, plus la force exercée sur les objets est importante. Même sans vent, lorsqu'un objet se déplace rapidement, la force de l'air entre en action. Il est donc nécessaire que l'avion se déplace très rapidement pour utiliser la force de l'air. C'est le rôle des réacteurs puissants placés sous les ailes de l'avion. Un avion de ligne vole environ à 900km/h. La vitesse de l'avion crée ainsi un passage d'air sur et sous les ailes des avions qui les maintient en l'air, c'est ce que l'on appelle la portance. Si celle-ci est plus importante que le poids de l'avion, alors l'avion vole.

En outre, l’intensité de la pesanteur est définie au voisinage d’un astre comme le coefficient de proportionnalité entre la masse d’un système et l’intensité de la force de gravitation c’est à dire le poids exercé par l’astre sur ce système. Elle est notée g et vaut en moyenne à la surface terrestre 9,8 N.kg-1. L’impesanteur est l’absence apparente de pesanteur, c’est-à-dire qu’un objet placé à l'intérieur de l'avion ne subit plus aucune action de la part de celui-ci et semble donc « flotter ».

1. Étude du vol en palier

A présent nous pouvons étudier les différentes étapes de ce vol. En effet, l'appareil effectue une série de 30 paraboles. Avant d’effectuer une parabole, l’avion est en situation de vol en palier.  L’avion est soumis à quatre forces :  son poids, la poussée des moteurs, la traînée due aux frottements de l’air et la portance.  L’équilibre de ces 4 forces permette à l’avion d’adopter une vitesse constante et suivre une trajectoire rectiligne sans variation d’altitude.

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