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20 juin 2015 6 20 /06 /juin /2015 13:48

Cantilever, un fantasme ?


Dans son traité de Mécanique (tome-2) Ed Collignon traite de la mécanique statique et si, bien entendu, le mot cantilever ne fait pas partie de son vocabulaire (il est écrit en bon français) il ne parle pas plus du porte à faux.
Certes, il n'en parle pas, mais un chapitre traite des leviers dans lequel on retrouve une partie de l'expression anglo-saxonne cantiLEVER (levier). La lecture attentive de cet ouvrage très fondamental, édité en 1881 reste abscon sur les portes à faux d'autant que les expressions mathématiques qui en rendent compte sont en général très lourdes
et souvent indigestes.

 


 leviers page 409.jpg


Alors qu'en est-il ?

si je crois avoir bien compris le système, tout ce qui est porte à faux est cantilever ; en fait j'oserai dire que tout ce qui n'est pas monobloc (dans le genre) est porte à faux (enfin presque).

Voyons en dessins et photographies le trajet qui nous mène du porte à faux à l'aile cantilever de la plupart de nos aéronefs de type avion.

Tout d'abord puisqu'on en parle, voyons le PORTE à FAUX :



Porte à faux théorique


Deux exemples, si le premier ne pose pas de question, le second commence à chagriner puisque voilà un porte à faux qui dispose d'un point d'appui. Mais au fait qui est le point d'appui, le triangle ou le rondin ? Les deux, et passons vite.

Bon, en tous cas voilà un porte à faux ou un cantilever convenu :

La force F s'exerce sur une droite manifestement en porte à faux sur le petit triangle support.

 



Les forces en présence


Oui, mais nous c'est l'aile d'avion qui nous intéresse ! Ça va j'y viens, j'y viens. Parlons grue !



grue cantilever typique

Ah bon. C'est une grue montée en cantilever, d'ailleurs pour comparer avec la figure b, voyez ce raccourci :

 



grue simplifiée

C'est encore trop compliqué ? Alors, simplifions à l'extrême :



simplifié mais identique


Bon, c'est mieux, le point d'appui triangulaire, le porte à faux équilibré au repos, d'accord. Là ne le perdons plus de vue nous sommes en porte à faux, c'est-à-dire en cantilever.

Si je déplace le support (triangulaire), comme sur le document suivant :



modifié mais identique

Il y a toujours un point d'appui, mais orthogonal au premier exemple, c'est toujours du porte à faux conventionnel.

Permettez-moi de simplifier mon schéma de cette façon :


Cela a toujours un air familier.

Rien à dire, on est toujours dans un montage porte à faux, mais cela doit nous inspirer le fait qu'il y a dans nos activités pléthore de montages en porte à faux !

Au fait ce n'est que convention, si je vous redessine le schéma précédant de cette façon, vous ne trouverez rien à y redire, on est toujours sur le même modèle :


Le voici un peu modifié mais toujours identifiable


Ben oui, quoi ?

Alors, permettez-moi un petit gribouillis graphique comme ceci :



Oh, un autre air familier, et pourtant de la même famille

"Whouaou". Ça, cela nous interpelle !

Mais c'est bien sûr une nervure d'aile d'avion et son longeron ! Nous y voilà c'est un profil d'aile cantilever.

Vous ne voyez pas bien ?

 

Alors, voyez ce complément :

Ce n'est que ça une aile cantilever

C'est mieux ?


Quoi, il y a deux longerons !

Et alors, revoyez la figure fondamentale, la première, il y a bien deux points d'appui.

Donc cette aile suivante est bien cantilever :

 



Biplan cantilever avec complément d'entretoises et câbles de contension


"AGRrrrr" en principe oui, de fait non, c'est l'aile d'un biplan, c'est un mixe qui abouti à une chimère pour moi, car ce que ne montre pas l'aile en l'état, c'est que le revêtement de toile sera rigidifié avec des câbles en plus. Dans ce cas il y a ambiguïté et moi, ici, je cale.



L'avion Antoinette avec un profil peu orthodoxe.jpg

Accablant...

Par contre voilà une aile non cantilever sans ambiguïté.

 



Aile-de la navette russe Bourane-sts.jpg


D'accord, nous avons ici une aile monobloc faite de caissons assemblés et qui sont la structure même de l'aile, revêtement compris. Il s'agit ici de l'aile de la navette russe Bourane.


Alors celui-là est-il un cantilever ?

 



Boeing RB-47 du SAC.jpg

Meu naôn, ce n'est pas une aile cantilever, car elle est de type monobloc. Ce n'est pourtant pas écrit dessus !

Voyez sa structure :



Caissons monobloc de l'aile du B-47




Dans cette flexion de l'aile d'un B-47 on voit l'aspect monobloc


Alors, celui-ci, qui est son cadet, n'est pas cantilever (?)

 



Boeing B-52 H du SAC

Mais oui, c'est un cantilever, car son aile a des nervures qui s'appuient sur des longerons. Bon, si Boeing le dit...


Et l'hélice alors ?


Pareil ; parfois monobloc comme ceci :



hélice-monobloc.jpg

ou cantilever comme avec des pales fixées en porte à faux sur le moyeu comme celles-ci :

 



Pales d'hélice cantilever a fixer sur le moyeu


Mais regardez au tour de vous il y a du cantilever par tout sans le savoir. Reprenons ce montage fondamental :



pont-cantilever


Oui, c'est cohérent ; et la figure suivante c'est encore pareil :



pont cantilever suite

Si je vous montre ça, vous admettez que l'on est toujours en cantilever.



pont-cantilever vue d'ensemble

D'ailleurs voici un des plus beaux ponts cantilever au monde le Pont Québec, un superbe ouvrage canadien :


Pont-cantilever l'oeuvre d'art


Bon, ça y est, on est réconcilié avec ce type de montage ?



Quid du Cessna-206

Là, vous faite qu'à me contrarier. Ici c'est un semi-cantilever ! D'ailleurs moi je renonce à comprendre et donc à vous expliquer. Je retourne à mes chères études :

 



cantilever-exercice en université (mécanique).jpg

et en attendant, volez bien, volez sûr


JC Aveni, décembre 2009

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Published by astro-notes - dans Aérospatial
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