Aérodynamisme Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. L'aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte principalement sur la compréhension et l'analyse des écoulements d'air, ainsi qu'éventuellement sur leurs effets sur des éléments solides qu’ils environnent. L'aérodynamisme (terme non scientifique) qualifie l'apparence d'un corps en mouvement dans l’air et sa résistance à l'avancement. L'aérodynamique s'applique aux véhicules en mouvement dans l'air (aérodynes, automobiles, trains), aux systèmes de propulsion (hélices, rotors, turbines, turboréacteurs), aux installations fixes dans un air en mouvement subissant les effets du vent (bâtiments, tours, ponts) ou destinés à la production d'énergie (éoliennes), aux systèmes mécaniques transformant une énergie aérodynamique en énergie mécanique et vice-versa (turbines, compresseurs). Exemple de test aérodynamique sur une voiture, ici une Ford Flex. Quelques profils et leur trainée aérodynamique Forces[modifier | modifier le code]
tpe aeronautique intro bien Depuis toujours l'Homme rêve de conquérir le ciel. Cette idée fut abordée par de nombreux savants notamment Leonard de Vinci qui au XV siècle, passionné par le vol, s'inspira des oiseaux pour élaborer des prototypes d'appareils capables de voler (ex: le prémisse de l'hélicoptère nommé "vis aérienne"), il inventa par ailleurs la soufflerie aérodynamique pour ses travaux. Avant d’entreprendre toute expérimentation aéronautique, il a fallu faire une étude approfondie de l’air, élément de base dans l’aviation. C’est en exploitant toutes ses propriétés qu’il a pu par la suite élaborer des aéronefs fiables. Nous chercherons dans ce TPE à savoir comment l'Homme parvient-il à faire voler un objet lourd et volumineux dans le ciel. Nous vous souhaitons une agréable visite... ébauches de Leonard de Vinci
Winglet Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Une winglet est une ailette sensiblement verticale située au bout des ailes d'un avion et qui permet un gain d'efficacité de quelques pour-cents en réduisant la traînée induite par la portance sans augmenter l'envergure de l'aile. Ce mot anglais reste le plus largement utilisé, bien que des équivalents français penne ou ailerette aient été proposés. Principe[modifier | modifier le code] Tourbillon créé par le passage d'un avion, il est ici révélé par de la fumée rouge. Une façon de pallier cet effet est d'allonger l'aile. La winglet recevant un flux d'air oblique peut redresser ce flux et développer une portance latérale légèrement dirigée vers l'avant, ce qui peut annuler sa traînée propre. Histoire et application[modifier | modifier le code] Développement NASA[modifier | modifier le code] Le concept a été mis au point par Richard Whitcomb, un ingénieur du Centre de recherche Langley de la NASA, dans les années 1970. Le Beechcraft Starship 2000
portance - Site de tpe-aerodynamisme-monod2014 ! Si l'on effectue des mesures expérimentales en soufflerie du coefficient de portance en fonction l'angle d'incidence d'un profil d'aile, on obtient ce genre de graphique (ci-contre). Pour différents angles d'incidence, les auteurs de cette expérience (inconnus) ont relevé le coefficient de portance en fonction de l'angle d'attaque d'un profil d'aile : pour ceci, il a été nécessaire de donner des valeurs constantes à la portance ainsi qu'aux autres paramètres (vitesse, masse volumique, surface de référence). Ainsi pour ce profil d'aile, on observe un coefficient de portance maximale (induisant une portance maximale) pour un angle de 15°. >15° le coefficient de portance chute : c'est le décrochage (Voir Partie III ). Ainsi globalement, pour une incidence comprise entre -5° et 15° le coefficient de portance de ce profil d'aile augmente et passe de 0 à 1.70 et diminue au de là de 15°. Pour un vol de croisière, le coefficient de portance est généralement compris entre 0.3 et 0.7.
Ailes Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. La voilure (ou simplement l'aile) est l'ensemble des surfaces d'un avion assurant la portance en vol. La portance repose sur la déflexion d'une masse d'air par une aile en mouvement. « La portance est une fleur qui naît de la vitesse », phrase attribuée au capitaine Ferber, un pionnier de l'aviation. Un avion est un appareil à voilure fixe,Un hélicoptère, utilise des surfaces en mouvement pour assurer sa sustentation (rotor principal), sa stabilisation et sa direction (Rotor anticouple), est appelé appareil à voilure tournante. La voilure d'un Airbus A300 La surface de voilure nécessaire au vol dépend de la masse et de la vitesse et donc de la puissance des moteurs disponibles. Dans la première moitié du XXe siècle, on a construit des avions biplans (à deux voilures superposées) voire triplans (à trois voilures superposées). Avion à ailes basses Avion à ailes hautes On distingue les ailes en fonction de leur implantation sur le fuselage :
I) - Qu'est ce que l'aérodynamisme ? Variations des paramètres Maintenant après avoir abordé les forces aérodynamiques nous verrons dans cette partie les variations des paramètres et leurs conséquences sur l'appareil. Commençons par le poids, en effet lorsqu'un avion consomme du kérosène lors de son parcours, il diminue progressivement son poids. Cependant il arrive aussi que la carlingue de l'avion givre et donc alourdisse l'appareil. Pour cet exemple nous admettrons l’allègement de l'appareil. Lors de l'allégement de l'appareil, les forces se déséquilibrent et donc la portance sera supérieure au poids. Maintenant nous allons aborder la traction (ou poussée) selon le type de moteurs (turbopropulseur ou turboréacteur) Il est vrai que lorsque le régime du moteur varie, en fonction du régime, la traction augmente ou diminue. Passons maintenant aux forces aérodynamiques (portance et traînée).
Spoiler Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Pour les articles homonymes, voir spoiler. L'effet de freinage aérodynamique associé est utilisé : Les spoilers sont également très utiles au freinage lors du roulage après l'atterrissage; en plus de leur freinage propre, ils diminuent la portance des ailes : le poids de l'avion est alors supporté en plus grande partie par le train d'atterrissage, ce qui est une condition nécessaire à un freinage efficace. Ils ont un fonctionnement proche des aérofreins qui, eux, ne sont pas toujours placés sur les ailes et n'ont donc généralement pas un effet sur la portance. Portail de l’aéronautique
La Traction et la Trainée Passons aux forces qui s’appliquent sur l’axe horizontal de l’avion lors d’un vol en palier. Comme sur l’axe vertical, il y a deux forces qui s’exercent sur l’axe horizontal de l’avion, La traction et la trainée. Pour que l’avion garde une vitesse constante il faut que ces deux forces se compensent. Commençons par la traction, la traction est la force du moteur et de l’hélice, s’il s’agissait de réacteurs, on appellerait cette force la poussée. La traction dépend de la vitesse de rotation de l’hélice et donc de la puissance du moteur. C’est la forme de l’hélice qui permet à l’avion d’avancer, en tournant elle va créer une force de traction qui tirera l’avion vers l’avant. La traction s’applique à l’axe porte-hélice de l’avion et à pour sens le sens du mouvement de l’avion. La deuxième force sur l’axe horizontal est la Trainée, elle exprime la résistance de l’air au mouvement de l’avion. Sa direction est parallèle au vent relatif et son sens est contraire à celui du mouvement de l’avion.
Bord d'attaque Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Sur les profils destinés à évoluer à des vitesses subsoniques, le rayon du bord d'attaque est de rayon large (usuellement 1,5 % de la corde). Les profils supersoniques possèdent un bord d’attaque beaucoup plus aiguisé (de rayon plus faible). Portail de l’aéronautique La Poussée Dans cette partie, nous montrerons les caractéristiques de la poussée en relation avec les réacteurs. -La propulsion sur un aéronef est obtenue en créant une force, appelée poussée, qui résulte de l'accélération d'une masse d'air par une hélice (entraînée par un moteur) ou par un turboréacteur. La propulsion, sur un aéronef,résulte de l'accélération d'une masse d'air par une hélice (entraînée par un moteur) ou par un turboréacteur. -Lorsque l'air passe dans les réacteurs, il est expulsé plus rapidement qu'il n'y est entré (Cela est dû au principe d'action-réaction) L'avion est poussé vers l'avant, c'est la force de poussée. La poussée s’oppose à la trainée, lors d'un vol stabilisé, les deux forces s'équilibrent et l'avion adopte une vitesse constante. La vitesse redevriendra constante mais sera néanmoins plus grande. -La force de poussée est fournie par un système statique avec un système mécanique embarqué. Principe d’action réaction: Schéma: Calcul de la poussée (traction) : m = masse en kg