La forme et le mode
de vol des oiseaux sont adaptés au milieu dans lequel il vivent.
Différents types d'oiseaux ont inspiré les pionniers de
l'aéronautique. Distribuez le tableau ci-dessous aux élèves
et demandez leur de retrouver l'oiseau qui se cache derrière
chacune de ces machines volantes :
| Machines volantes |
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Oiseaux |
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Planeur
SB10 e l'AFB
(crédit : Akademische Fliergruppe, Braunschweig)
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La
cigogne
( crédit : O Lillienthal )
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Le
planeur de Massia-Biot
( crédit : R.Landin )
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La
chauve-souris
( crédit : D et O. Von Helversen, Erlanger)
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La
Taube d'Etrich
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L'albatros
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Le Storch
d'Otto Lilienthal
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Le Pigeon
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L'avion
Chauve souris de Clément Ade-
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La
buse
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Réponses
extraites du catalogue de l'exposition "La bionique", exposition
itinérante du Muséum National d'Histoire Naturelle
www.mnhm.fr (Yves
Coineau)
A - 3 :
L'albatros, dont l'envergure dépasse deux mètres, peut
planer au-dessus de la mer pendant des heures sans esquisser un mouvement
d'ailes. Il ajoute à ses qualités aérodynamiques,
une parfaite maîtrise du vol à voile, profitant des vents
ascendants au dessus des vagues.
Les constructeurs
de planeurs cherchent à optimiser le rapport portance-traînée
( lien vers graines de sciences 3) en augmentant l'envergure et l'allongement
des ailes. Le planeur de compétition , le SB 10 de l'Akademishe
Fliegergruppe de Braunschweig, a battu plusieurs records du monde
B -1
Le planeur
de Massia-Biot , d'une envergure de 7,5 mètres, copie intuitivement
les formes et les dispositifs de vols des grands oiseaux comme les cigognes
ou les rapaces. Les "rémiges" des ailes peuvent être
déplacées sur un plan horizontal , ce qui a pour effet
de modifier le centrage. Elles peuvent ainsi se recouvrir comme un éventail
que l'on ferme. Pour effectuer des virages, le pilote descendait les
deux moitiés indépendantes de "plumes" de la
queue grâce à des étriers. Deux volets placés
au dessus des ailes , actionnés par les mains, assuraient la
portance au moment de l'atterrissage quand l'appareil était fortement
cabré pour freiner. Le dispositif copie le principe de l'alula
des oiseaux. Cette petite "aile bâtarde" correspond
à un doigt portant quelques plumes et susceptible de s'élever
légèrement au dessus du bord d'attaque des ailes. Ce système
fonctionne comme des volets de d'hypersustentation. Cet appareil est
le plus ancien planeur au monde dont on possède encore l'original
C - 4
Lorsqu'en
1909, Igo d'Etrich envisagea d'équiper ce type de planeur d'un
moteur de 40 chevaux-vapeur, il rencontra des difficultés pour
déterminer le centre de gravité dont dépendait
la stabilité de l'appareil ( lien graines de sciences 3); La
nécessité d'une queue stabilisatrice le conduisit à
s'inspirer du pigeon.
A partir de 1910, Ignaz et Igo Etrich construisirent un grand nombre
de ces appareils réputés pour leur vol stable,qui servirent
d'avions d'observation pendant la guerre de 1914-1918.
D- 5
La buse (
Buteo buteo), planant sans le moindre coup d'aile - un vol économique
par excellence. La portance des ailes très profondes est augmentée
par la division de leurs extrémités en grandes plumes
séparées ( les rémiges) . Il existe de nombreux
exemples historiques d'appareils copiant ce modèle d'ailes profondes
et pourvues, au bout, de plumes disposées en éventail
caractéristiques des grands oiseaux bons planeurs. L'un d'eux
est le Storch ( cigogne) d'Otto Lilienthal de 1894. Les "rémiges"
pouvaient se déformer sous l'action du vent.
E - 3
Cet appareil,
l'avion N° 3, d'une envergure de 15 mètres, fut construit
entre 1893 et 1897 par Clément Ader. Il s'inspire dans ses formes
et dans ses détails des Roussettes, grandes chauves-souris que
Clément Ader a pu observer en Afrique du Nord. Cet avion, qui
n'a jamais volé, a toutefois décollé pendant du
sol,pendant plusieurs mètres, au cours d'une tentative de vol.
Il constitue l'essai le plus étonnant de transposition d'une
forme naturelle en un objet technique.