Qu'est ce qui limite l'altitude de vol d'un avion?

Question

Est ce que c'est son poids, la densité de l'air, sa vitesse?
La plupart volent aux alentours de 35000 pieds mais certains avions de chasse culminent plus haut.

Answer 1

la ionosphère, non?
ben il faut de l'air pour les hélices...
pour les réacteurs aussi donc je suppose que c'st lié à la composition et raréfaction de l'oxygène et de la composition de l'air!

une béoyienne qui essaye de raisonner logiquement sans rien y connaître et pas comme une cloche
ai essayé au moins!

Answer 2

Pour qu'il y ait vol, les ailes de l'avion doivent créer suffisemment de portance pour compenser le poids.

L= 1/2 Rho S V^2 Cz
En croisière, L=P

ou L est la portance, P le poids,
Rho, la densité de l'air
S la surface alaire (à peu prés la surface des ailes)
V^2 est la vitesse par rapport à l'air au carré
Cz est le Coefficient de portance qui dépend du profil aérodynamique et de l'angle sous lequel l'air attaque le profil.

Cz dépend de l'aérodynamisme de l'aile mais peut être augmenté ou diminué en cabrant ou piquant l'assiette de l'avion (mais celà agit sur la vitesse qui intervient au carré dans la formule.... donc si tu cabres, tu as plus de portance sur le coup et moins de vitesse ensuite donc moins de portance...)

V la vitesse... dépend de la puissance par rapport à la trainée.... (puissance moteur/résistance à l'air.... le fameux Cx)

Or plus tu montes, moins les moteurs et réacteurs classiques trouvent de comburant (O2) pour le mélange stoechiométrique idéal (rapport entre l'02 et le carburant pour une combustion développant un max de puissance...)
Pour contrer celà il faut emmener le comburant en plus du carburant.... c'est ce que font les vaisseaux spaciaux, les fusées... mais c'est lourd et dangereux!

En résumé, ce qui limite l'altitude de vol d'un avion, ce que l'on appelle plafond c'est son poids, la puissance disponible ( vitesse), et l'altitude densité (écart de densité par rapport à l'atmosphère standard du au changement locaux météorologiques en température et pression...)

Pour se libérer de l'atmosphère... il faut des fusées

Answer 3

Pour faire suite à l'excellente réponse de Philippe,
l'altitude que peut atteindre un avion dépend de l'efficacité de sa voilure et de ses moteurs. Durant la seconde guerre mondiale, on a atteint les limites des moteurs à explosion, surcompressés, avec compresseur motorisé, vers 15000mètres. Avec les réacteurs on arrive à grimper jusqu'à 22000mètres (et s'y maintenir), 27000mètres le record je crois, mais c'était un vol parabolique. Au delà de 22000 mètres, la raréfaction de l'air fait qu'il n'est plus possible d'utiliser des moteurs aérobies, on est contraint d'utiliser ce que l'on appelle des moteurs fusée, c'est à dire qui amènent avec eux carburant et comburant, et là on n'a plus besoin des ailes, ce n'est plus un avion...

Question voilure, au delà de 20000 mètres, son utilité est devient discutable et le fuselage de l'avion suffit à procurer la portance en raison des très grandes vitesses atteintes.
Pour les avions croisant "haut" et volant "lentement" comme le U2, le profil d'aile est très délicat, le rendement de la voilure très limite car on ne peut voler vraiment lentement à haute altitude à cause de la faible densité de l'air, mais par contre la vitesse du son elle, ne change pas beaucoup, ce qui fait que la plage de vitesses disponible pour ce type d'appareil est assez faible, de l'ordre de 15 à 5 noeuds... trop lent et c'est le décrochage (à 800Km/H) trop rapide et l'aile se disloque car l'écoulement d'air devient supersonnique et les ondes de choc cassent l'aile !!!

Les avions militaires volent "en théorie" plus haut que les avions de transport civil, à ceci prêt qu'ils ne peuvent se maintenir que quelques minutes ou quelques secondes à ces altitudes et à ces vitesses. Les appareils capables de croiser à 20000 mètres ne sont pas nombreux, il y a le Mig25, le Mig31, le U2 TR1, TR2, il y avait le SR71... des avions extrèmes, dont les performances en dehors de ce domaine de vol sont relativement assez moyennes.
Dans les années 70, les avions militaires volaient jusqu'à 20000 mètres pour se soustraire aux interception par avion et missiles venant du sol. Depuis les années 80, le plafond a été revu an même temps que les doctrines militaires et on est plus proche des 16 - 17000 mètres pour les nouveaux appareils. Les seuls appareils modernes qui peuvent se maintenir à 18000-20000 mètres sont je crois les Mig31 et Su27 (dont un a intercepté un U2R à 19 000 mètres en 2003 ! http://www.acig.org/artman/publish/article_301.shtml)

Les avions de ligne croisent entre 3000 et 12000 mètres environ, suivant le modèle et le profil de liaison (corrigez moi si je dis des bêtises). Ils sont limités par d'une part leur poids (qui est fonction de la charge utile qu'on leur demande et du kérozène relatif à l'autonomie), mais aussi par leurs moteurs à haut taux de dilution qui utilisent la plus grande quantité d'air possible pour brûler la plus petite quantité de kérozène possible. Ces moteurs sont gourmands en air et donc ne peuvent bien fonctionner à très haute altitude. Le Concorde croisait plus haut, vers 14000-16000 mètres, mais ses moteurs étaient conçus comme des turboréacteurs militaires (d'ou la consommation) avec l'endurance des moteurs civils (d'où le prix unitaire et les coûts de maintenance).

Answer 4

Bravo martial3 ;)

Answer 5

L'oxygéne tout simplement, les avions civils pourraient montés plus haut si les passagers avaient chacun un masque à oxygéne.
Un Mirage 2000 peut monté jusqu'à 80 000ft.
Plus un avion est haut, moins ses réacteurs consomment. il sont concus pour respecter le % stoechyometrique de Qc/Qa : quantité de carburant / quantité d'air tous ca = à 1/15.

Answer 6

tant qu'il ya combustion il y a propulsion
donc en théorie pas de limite
( la navette c'est un avion)

Answer 7

La portance se réduit avec l'altitude et en prime les moteurs ont besoin d'oxygene et il en a de moins en moins en altitude.

Ceci dit il y a des avions qui ont rejoint l'espace puis sont revenus se poser (je ne parle pas de la navette).