Type d’aérodyne essentiellement caractérisé d’une part par la possession d’une voilure fixe, d’autre part par la possibilité de décoller et d’atterrir sur la terre ferme.
Les autres aérodynes que l’on ne peut ranger dans la catégorie des avions sont les hydravions et les différents types de giravions, hélicoptères, autogires, etc.
La structure de l’avion
Les divers éléments constitutifs d’un avion sont la cellule, les groupes propulseurs et les équipements.
Cellule
Elle comprend la voilure, le fuselage, le train d’atterrissage et les empennages.
• La voilure, ou aile, assure la portance aérodynamique qui équilibre le poids de l’avion en vol. Elle sert également à contenir la plus grande partie, et même dans de nombreux cas la totalité, des réservoirs de carburant. Sa forme est généralement dictée par des considérations aérodynamiques. Elle porte un certain nombre de gouvernes : ailerons produisant les mouvements de roulis et dispositifs hyper-sustentateurs.
• Le fuselage a comme fonction première de fournir le volume pour loger la charge utile, quelle que soit sa nature, et l’équipage ; il sert également de support pour les empennages.
• Le train d’atterrissage s’escamote dans l’aile ou le fuselage sur la majorité des avions modernes, pour éviter de créer une traînée parasite en cours de vol. Sur les avions de transport géants pesant plusieurs centaines de tonnes, l’ensemble du train d’atterrissage peut comporter jusqu’à vingt roues.
• Les empennages sont chargés d’assurer la stabilité de l’avion et de lui permettre d’évoluer autour de l’axe de tangage perpendiculaire au plan de symétrie et d’un axe vertical, dit « de lacet ». On distingue un empennage horizontal et un empennage vertical, tous deux placés généralement à l’arrière du fuselage ; seuls certains avions à aile delta ont un empennage horizontal monté à l’avant du fuselage (formule dite « canard »). Le plus souvent, chaque empennage comporte une partie fixe en avant d’une partie mobile ; toutefois, sur les avions supersoniques, on rencontre souvent des empennages horizontaux monoblocs, c’est-à-dire entièrement mobiles. La position en hauteur de l’empennage horizontal est très variable d’un avion à un autre ; elle va de la partie inférieure du fuselage jusqu’à la partie supérieure de l’empennage vertical (Boeing « 727 »). La partie mobile de cet empennage s’appelle gouverne de profondeur ; son braquage vers le haut entraîne un mouvement de cabré de l’avion, et son braquage vers le bas un mouvement de piqué. L’empennage vertical, généralement unique et placé dans le plan de symétrie du fuselage, est quelquefois double, comme sur le bombardier américain North American « B-70 ». La partie mobile est appelée gouverne de direction ; elle sert à faire pivoter l’avion vers la droite ou vers la gauche par braquage dans la direction correspondante.
Groupes propulseurs
Ils fournissent la puissance motrice nécessaire à l’entretien du vol. Par leur type et leur emplacement, ils constituent l’un des principaux facteurs de diversification des avions.
• Les moteurs à pistons tendent à disparaître de plus en plus ; ils sont maintenant limités à l’équipement des avions de tourisme légers monomoteurs.
• Les turbopropulseurs ont pris la relève pour les avions dont la vitesse de croisière n’est pas la qualité prédominante. Ils sont en général montés dans des fuseaux accolés à la voilure, et entraînent chacun une hélice propulsive, c’est-à-dire placée en avant. La vitesse de croisière des meilleurs avions à turbopropulseurs dépasse 600 km/h.
• Les turboréacteurs, dont le fonctionnement simplifié repose sur l’éjection vers l’arrière de gaz de combustion à une vitesse plus élevée que la vitesse de l’avion, sont utilisés pour des vitesses supérieures à 600 km/h. Sur les avions équipés d’un seul réacteur, celui-ci est contenu dans le fuselage. L’admission de l’air nécessaire à la combustion peut se faire soit par une ouverture dans le nez du fuselage, soit par deux ouvertures accolées latéralement à ce dernier (« Mirage III », Mac Donnell « Phantom »). La formule des réacteurs montés à l’intérieur du fuselage est encore parfois adoptée par les biréacteurs (« Mig-19 »), mais le plus souvent les appareils multiréacteurs ont leurs réacteurs extérieurs. Trois solutions sont alors possibles : réacteurs accolés à la partie inférieure de l’aile ou du fuselage (cas du « Concorde », du bombardier américain mach 3 North American « B-70 ») ; réacteurs suspendus dans des fuseaux au-dessous de l’aile (cas de la plupart des avions de transport long-courriers comme le Boeing « 747 », le Douglas « DC-10 ») ; enfin, réacteurs accolés à la partie arrière du fuselage suivant une formule inaugurée par la « Caravelle » et adoptée depuis sur nombre d’avions de transport pour étapes courtes ou moyennes ; dans ce dernier cas, si l’avion est triréacteur, le troisième réacteur est monté au-dessus du fuselage, à la base de l’empennage vertical.
Le rendement du moteur dépend beaucoup du dessin de l’entrée d’air et de la tuyère d’éjection, qui doivent donc être adaptées à la vitesse de vol. Aussi, sur les avions largement supersoniques, qui doivent couvrir une gamme de vitesses étendue, ces deux éléments possèdent-ils une géométrie modifiable en vol ; tel est notamment le cas du « Concorde ».