Cela ne fait pas de mal de retomber en enfance de temps à autre, et si vous avez envie de replonger dans votre période « avions en papier », autant le faire correctement, non ? Peut-être avez-vous, plus jeune, essayé de faire voler des prototypes ratés, issus de votre petit cerveau d’enfant débordant d’imagination, mais sans aucune conception des lois de l’aérodynamique.
Cela tombe à point nommé, puisque la NASA a publié, en 2020, un tutoriel pour les enfants appelé « NASA Space Crafts » sur sa chaîne YouTube NASA Langley Research Center, relayé par nos confrères américains de Popular Science. Une courte vidéo très pédagogique : l’occasion rêvée de comprendre enfin pourquoi vos avions d’enfance finissaient tous dans le mur. Sortez les feuilles A4 et échauffez-vous bien les doigts, ça va être plus compliqué que prévu.
Pourquoi vos avions en papier étaient nuls, et comment y remédier
Comme pour un aéronef grandeur nature, quatre facteurs détermineront la qualité et les performances d’un avion en papier : la portance, la traînée, la poussée et le poids. Lorsque vous en fabriquez un, la première idée à garder en tête (plus simple à dire qu’à faire), c’est de maximiser le ratio portance/traînée tout en minimisant sa masse. Puisqu’il est fait d’un seul bloc et d’un seul matériau, tout se joue dans la qualité des plis.
Premièrement, son centre de gravité doit impérativement se situer en avant du centre de pression aérodynamique : sa partie avant doit être plus lourde que l’arrière. C’est pour cette raison que l’avion pointu basique, que tout enfant a fait au moins une fois dans sa vie, était assez efficace. Vous vous souvenez peut-être des conseils d’un camarade de classe, qui vous expliquait qu’il fallait replier son nez vers l’intérieur, eh bien il avait raison, sans le savoir.
Chaque repli supplémentaire déplace le centre de gravité vers l’avant tout en affinant le bord d’attaque : la fine arête qui entre en contact avec l’air en premier, déterminant la qualité de la pénétration aérodynamique. Un bord épais disperse l’énergie du lancer en turbulences inutiles avant même que l’appareil ne puisse prendre son envol correctement. C’est pour cela que la forme la plus basique et pointue reste, dans les faits, l’une des plus difficiles à battre.
Deuxième contrainte : il doit absolument être symétrique. Il suffit qu’une aile soit légèrement plus haute qu’une autre, et l’avion partira à la dérive tout de suite après le lancer. Pour vous faciliter la tâche, pliez-le sur une surface dure et plane, alignez les bords au millimètre et marquez les pliures avec votre ongle.
Une fois votre avion plié de manière parfaitement symétrique, l’angle formé par les ailes par rapport au fuselage (le dièdre) garantira sa stabilité latérale (son roulis). Si vous regardez votre avion de face, ses ailes doivent former un léger V : une forme qui lui permet de se redresser seul lorsqu’il part de travers, l’aile plus basse générera plus de portance que l’aile haute et le ramène à l’horizontale.
Attention : si le V est trop prononcé, la surface alaire sera réduite et l’avion perdra en portance, mais il gagnera en stabilité. C’est un équilibre à trouver ; un avion trop stable ne vole pas loin, un avion qui ne l’est pas assez part en vrille, l’idéal se situe donc entre les deux.
Troisième paramètre : les ailettes de bout d’aile (« winglets »), les petits rebords relevés que vous avez peut-être ajoutés par instinct sur vos avions d’enfance, parce que « c’était stylé ». En vol, l’air sous l’aile est comprimé à une pression plus élevée que l’air au-dessus ; c’est ce déséquilibre qui génère la portance.
Mais à l’extrémité de chaque aile, cet air sous pression n’a plus rien qui le retienne : il contourne le bout de l’aile, rejoint la surface supérieure et forme en passant un tourbillon qui freine l’appareil. Les ailettes limitent cette fuite en érigeant une barrière verticale à l’extrémité de l’aile. Avec moins de tourbillons se formant autour de cette dernière, la traînée est moindre et la distance parcourue est plus importante : le principe est exactement le même sur un Airbus A320 que sur votre feuille A4, seules les dimensions diffèrent.
Enfin, dernier facteur : le lancer. Même si vous avez plié l’avion parfait, un mauvais geste ruinera tous vos efforts ; un peu dommage non ? L’angle de lancer idéal doit se situer entre 10 et 15° au-dessus de l’horizon, soit à peine plus haut que lorsque vous regardez droit devant vous.
En dessous, il s’écrasera avant d’avoir eu le temps de planer ; au-delà de 30°, l’avion entre en décrochage : ses ailes ne reçoivent plus le flux d’air dans la bonne orientation et la portance chute. Lorsque vous le lancez, il faut également trouver le bon dosage : une poussée franche et régulière le fera décoller parfaitement, ni trop abrupte, ni trop molle.
Vous voilà plus qualifié que 90 % des gens qui ont déjà fait un avion en papier : maintenant, tout ce qu’il vous faut, c’est une feuille, et un espace suffisant pour que votre prototype prenne son envol. Il n’y a qu’une façon de vérifier si vous avez bien retenu la leçon ou si vos tentatives se solderont, comme lors de votre enfance, par un pauvre vol plané de 40 cm suivi d’une collision dans le premier mur adjacent.
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