À quelle hauteur sont les ailes d'un avion ?

La question a deux lectures et toutes deux ont des réponses concrètes. La première concerne la position de l'aile par rapport au fuselage et au sol. Presque tous les avions de ligne sont à aile basse : l'aile se fixe à la partie inférieure du fuselage, si bien que l'emplanture se trouve à un peu plus d'un mètre au-dessus de la piste sur un monocouloir, et les moteurs pendent encore plus bas. Sur le Boeing 737, cette proximité est célèbre, car les nacelles moteurs se trouvent à environ 46 cm (18 po) du sol ; c'est pourquoi ses moteurs ont une entrée d'air aplatie à la base et pourquoi le train d'atterrissage est volontairement court. L'Airbus A320, avec un train un peu plus haut, laisse davantage de garde au sol sous les moteurs, et sur les avions à large fuselage comme le 777 ou l'A350, l'aile démarre plusieurs mètres au-dessus du sol et les extrémités d'aile dépassent la hauteur d'un immeuble de deux étages.

La configuration opposée, l'aile haute, se retrouve sur les avions d'entraînement et sur de nombreux avions de transport régionaux et militaires. Sur un Cessna 172, l'aile se trouve au-dessus de la cabine et sa surface supérieure est à environ 2,7 m, soit la hauteur totale de l'appareil. Sur un ATR 72 ou un C-130 Hercules, l'aile repose sur le dessus du fuselage afin que les moteurs et les hélices restent à l'écart des pistes non revêtues et que le plancher de la soute se trouve presque au niveau du sol.

Placer l'aile en position basse présente des avantages mécaniques : le train d'atterrissage s'ancre directement dans l'aile et reste court et léger, le carburant et les moteurs restent proches du sol pour la maintenance, et la structure de l'aile passe sous la cabine sans empiéter sur l'espace des passagers. En contrepartie, cela oblige les moteurs à se trouver très près de la piste et crée une légère instabilité latérale que l'on corrige grâce au dièdre, l'angle vers le haut des ailes. L'aile haute offre une stabilité naturelle, une meilleure visibilité vers le bas et une garde au sol suffisante pour opérer sur des terrains improvisés, mais elle nécessite un train d'atterrissage ancré au fuselage, plus long et plus lourd, ou des carénages latéraux pour loger les roues.

La seconde lecture concerne l'altitude de vol, et là, l'aile se déplace partout où va l'avion. Les avions de ligne volent en croisière entre 9 000 et 12 000 m (30 000-40 000 ft), car à cette hauteur l'air a moins d'un tiers de la densité qu'il a au niveau de la mer et la traînée diminue dans la même proportion. L'aile génère toujours la même portance grâce à une vitesse propre plus élevée, et les moteurs consomment bien moins de carburant par kilomètre. Les avions légers à moteur à pistons, sans cabine pressurisée, restent sous les 3 000-4 000 m, et les turbopropulseurs régionaux volent en croisière vers 6 000-7 500 m. C'est la hauteur réelle à laquelle se trouvent les ailes la plus grande partie du temps où elles sont en vol.