1. bord d'attaque - 2. cellule avant - 3. fixation avant de la bride - 4. aile - 5. vergue avant - 6. event - 7. segment avant de la bride - 8. anneau de la bride - 9. segment arrière de la bride - 10. vergue arrière - 11. longeron des cellules - 12. bord de fuite - 13. fixation arrière de la bride - 14. longeron - 15. cellule arrière
Le
cerf-volant est un aéronef entrant dans la famille des aérodynes,
c'est-à-dire des appareils plus lourds que l'air en opposition avec les
aérostats (montgolfières, ballons dirigeables) plus légers. Son
originalité est d'être relié au sol par un fil. Il se maintient, sans
moteur, uniquement par la force du vent. Cinq organes le composent, chacun de ces organes a un rôle et une fonction déterminés:
- le dévidoir : Il permet d'enrouler ou de dérouler la corde de retenue et de l'emmagasiner au sol. Voir plus de détails : les dévidoirs
- le fil de retenue : Le fil de retenue, qui transmet toutes les vibrations et toutes les impulsions, relie le cerf-volant à l'opérateur. Il renseigne ce dernier sur les poussées et forces diverses auxquelles son cerf-volant est soumis. Le coefficient de sécurité, qui permet d'éviter la rupture du fil, est situé en général à 6. Cela signifie qu'un cerf-volant tirant 3 kg doit être fixé à un fil d'une résistance de 6 x 3 kg.
- la bride : La bride est constituée d'au moins 2 cordelettes; elle a le rôle de distributeur des forces de traction. Pour cette raison, l'emplacement de ses attaches à la membrure doit être judicieusement choisi. Le rapport des longueurs, est, lui aussi, capital. Il doit faire l'objet d'un calcul précis. Les cordelettes se réunissent en un point unique. Ce point est appelé : sommet des cordelettes. La bride est souvent munie d'un anneau réglable, qui permet l'accrochage de la corde de retenue et la variation de l'angle d'incidence du cerf-volant par rapport à l'axe du vent. Voir plus de détails : brides
- la membrure : La membrure forme en quelque sorte le squelette du cerf-volant. Elle désigne l'armature sur laquelle sera tendue la voilure et se compose de plusieurs éléments nommés longerons (dans la longueur) et vergues (dans la largeur).
- la voilure : On désigne par voilure l'ensemble des membranes du cerf-volant. Elles peuvent être souples ou tendues entre les différents éléments de la membrure. On retiendra aussi dans les éléments constitutifs: 1) les ficelles de tension qui relient, dans certains cerfs-volants, les points principaux de la membrure (leur rôle est essentiellement rigidificateur) ; 2) la queue qui a pour fonction de stabiliser le cerf-volant.
La densité
La
densité (ou masse surfacique) qui établit le rapport entre le poids (en
kg) du cerf-volant et sa surface portant (en m²) constitue un autre
élément indispensable à la construction d'un cerf-volant.
- densité comprise entre 0 et 0,2 : vent faible
- densité comprise entre 0,2 et 0,5 : vent moyen
- densité supérieure 0,5 : vent fort
le rapport des forces
La position du cerf-volant dans l'air est primordiale et détermine le rapport des forces en présence: le poids du cerf-volant accrochée en un point fixe identifiable (centre de gravité situé sur l'axe de géométrie), la poussée due au vent qui s'exerce au centre de poussée (point variable sur l'axe de symétrie) et enfin la traction inhérente à la corde de retenue sur l’anneau d'accrochage. La poussée, qui s'exerce perpendiculairement au plan de voilure, se projette en une composante verticale appelée portance et une composante horizontale appelée traînée. Le positionnement judicieux de l'anneau de réglage sur la bride, permet de faire concorder le centre de poussée variable avec le centre de gravité fixe. La portance, en opposition avec le poids, et de force supérieure, permet alors l'ascension du cerf-volant à condition bien sûr que la densité de ce dernier soit appropriée au vent.
Pour obtenir les meilleurs rendements en vol, on recherchera le meilleur rapport portance/traînée, en diminuant la traînée par une recherche aérodynamique, et en limitant les parties saillantes.
le dièdre
Un autre élément doit être pris en compte pour optimiser le comportement du cerf-volant: le dièdre, constitué par le croisement sur l'axe de symétrie de deux plans inclinés de même valeur angulaire. Il permet le rééquilibrage automatique du cerf-volant en cas de coup de vent, et assure une redistribution des débits d'air sur la surface intérieure (intrados) du cerf-volant. Il peut être naturel, de par la constitution même du cerf-volant, ou artificiel, lorsqu'il est provoqué par la déformation des vergues en cas d'effort sur la voilure.
