Une force désigne, en physique, l'interaction entre deux objets ou systèmes, une action mécanique capable d'imposer une accélération, ce qui induit une modification du vecteur vitesse (une force exercée sur l'objet fait aller celui-ci plus vite, moins vite ou le fait tourner).

 

     L'unité de mesure (SI) d'une force est le newton, symbole N, en hommage au savant. Le newton équivaut à 1 kg⋅m⋅s-2, c'est-à-dire qu'un newton est la force colinéaire au mouvement qui, appliquée pendant une seconde à un objet d'1 kg, est capable d'ajouter (ou de retrancher) un mètre par seconde à sa vitesse.

 

     Les principales forces agissant sur l’aéronef sont :

- le poids de l’appareil

- la résultante aérodynamique sur chaque aile

- les efforts aérodynamiques sur les gouvernes

- la traction ou la poussée des moteurs

- les efforts inertiels (centrifuges ou d’autre nature) naissant lors des manœuvres de l’appareil

     Ces forces et les moments qu’elles peuvent générer s’exercent sur les surfaces des différents composants de la structure. On appelle contrainte (généralement notée σ ), la pression qu’exerce une force (F) sur une surface (S) donnée : σ=F/S.

 

     Il existe différents types de contraintes principales s’exerçant sur une surface donnée, ces contraintes principales dépendent de la nature et de la manière dont se présente la force F sur la surface S. On distingue principalement :

• La traction :

C’est un effort appliqué dans l’axe longitudinal. Il conduit à un état de tension.

• La compression :

C’est un effort appliqué sur l’axe longitudinal dans le sens inverse de la traction. Il aboutit à un raccourcissement du matériau.

• Le cisaillement :

L’effort de cisaillement se compose de deux forces égales et directement opposées, dirigées l’une vers l’autre et de direction perpendiculaire à l’axe.

• La torsion :

La torsion est la sollicitation subie par un corps soumis à l'action d'un couple de forces opposées agissant dans des plans parallèles et dont l'élément de réduction est un moment de force agissant dans l'axe de la poutre.

• La flexion :

     Soit une poutre rectiligne dont le grand axe est horizontal. La flexion plane de la poutre est obtenue par l’application d’une ou plusieurs forces verticales perpendiculaires au grand axe de la poutre.

Dans le cas d'une poutre soumise à une flexion, la partie la plus proche du centre de courbure (concave) subit une compression, la partie la plus éloignée (convexe) subit une traction. Les fibres qui composent la partie concave subissent un raccourcissement, les autres un allongement. On appelle nappe de fibres neutres la surface située au centre de la poutre et formée par les fibres qui ne subissent ni raccourcissement ni allongement mais seulement une flexion.

 

     Ces contraintes sont observables lors du vol de l’avion. Elles sont très importantes lors du décollage et de l'atterrissage de l'appareil, surtout au niveau des ailes.