Comment se fait-il qu'un avion puisse voler?

[invite1d8d880a]

la portance est une force dirigée vers le haut de l'aile, formée par le mouvement de l'air autour du profil de l'aile.
Il s'agit d'une dépression sur l'extrados (extérieur de l'aile) et d'une très légère surpression à l'intérieur de cette aile (intrados).le meilleur exemple est la capacité d'un avion à continuer de voler avec des trous dans le dessous de l'aile et de vérifier l'étirement des toles d'aluminium sur le dessus des ailes d'avions. Nota les premiers avions n'avait pas de revètement inférieur sur les ailes (voir Blériot 11).

[invitecb3cd2de]

il y a rien de plus simple l'air sera accélerer car l'aile est bombé l'air qui est dessous de l'aile vas moins vite que celle qui passe en dessus ce qui fait qu'il i a décompression ce qui fait que l'air en dessous pousse vers le haut pour compléter le vide est sa a une force incroyable plus l'aile est grande plus il y aura un vide donc beaucoup plus d'air qui vas monté pour compléter le vide.

[invite040bcd23]

Bonjour,

De nombreuses personnes parlent du théorème de Bernoulli pour faire voler un avion, l'explication proposée est simple :

En partant de postulat que l'air qui empreinte de façon laminaire (en "collant" bien à la surface de l'airfoil) l'intrados (le dessous de l'aile) et l'extrados (le dessus de celle ci) arrive en même temps ; comme l'extrados est légèrement bombé, le trajet de l'air empruntant celui ci est plus long. Par conséquent il va plus vite, ce qui selon le théorème de Bernoulli provoque une dépression au dessus de l'aile (du fait que plus un fluide se déplace vite moins il exerce de pression sur une paroi), c'est cette dépression qui "aspire" l'avion vers le haut.

Mais cette explication pose un problème... quelle est la loi physique qui dit que l'air qui passe au dessus et en dessous de l'aile arrivent en même temps sur le bord de fuite (la fin de l'aile) ?

Selon le livre "Ce qu'Einstein disait à son coiffeur" (un livre de vulgarisation scientifique), ce serait plutôt la troisième loi du mouvement de Newton qui serait à l'origine du vol des avions : toute force est accompagnée d'une force dans le sens contraire. Ainsi l'air empruntant l'extrados de l'aile atteint le bord de fuite de celle ci avec un angle descendant (du au caractère curviligne de l'extrados) ; l'air fuit ainsi vers le bas (entraînant d'ailleurs les nombreuses turbulences d'une aile) en proposant une force de réaction dans le sens contraire. (vers le haut - qui décolle l'avion). Cette explication repose sur les quantités phénoménales d'air brassé par l'aile d'un avion.

Je me suis depuis longtemps demandé qu'elle était la bonne explication ! J'espère que mon explication peut faire avancer le débat et en éclairer certains avec ces explications simplifiées.

Bonne soirée ! Léo.

[invitebb226d51]

Bonjour,

On observe en soufflerie, un phénomène de portance qui s'explique par Bernoulli (angle d'attaque nul). L'air ne me parait par être un fluide visqueux (tu es d'accord?) et pourtant la dépression sur l'extrados est bien là!

C'est là où je comprend pas pourquoi ton prof te dis qu'il faut absolument que le fluide soit visqueux.

Enfin si tu as des news, tiens nous au courant

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef0f68749]

Mais justement, c'est là qu'il y a un hic. L'air est un fluide visqueux. Un fluide idéal a une viscosité nulle mais la viscosité implique une dissipation d'énergie. Donc si l'air était un fluide idéal, il n'y aurait pas de dissipation d'énergie donc pas de montée en température lorsqu'un objet entre dans l'atmosphère (et accessoirement, pas de résistance de l'air )

[invite0433c518]

j'annonce une relance personnelle du sujet à très court terme avec des tonnes d'explications et essais en cours....
Selon moi ce n'est pas 'la viscosité' qui explique la portance, mais la 'densité' (masse volumique) du fluide.... (même l'air "a un poids"...) qui explique "l'appui possible" d'une aile sur le fluide. Dans l'eau (1000 fois plus dense que l'air) la surface nécessaire pour l'aile diminue de beaucoup (voir les foils des hydroptères)....

[calculair]

Bonjour,

En effet, la viscosité de l'air intervient mais au 2° ou au 3° ordre et de façon complexe

La portance s'explique avec le théorème de Bernoulli. C'est la vitesse des filets d'air sur le profil de l'aile qui crée une diminution de la pression et une aspiration de l'aile. cette différence de pression est liée à la densité du fluide.

Elle est 1000 fois plus importante dans l'eau.

[invite0433c518]

Il semble que depuis un certain temps, de nombreux chercheurs réduisent l'hypothèse de Bernoulli à un rôle secondaire et donnent à la "Loi 3 de Newton" le rôle principal (action / réaction). A titre personnel je ne comprends pas pourquoi on parle de "vitesse -horizontale- de l'air" quand dans la réalité l'air est immobile et c'est le volant qui se déplace. Cette façon de présenter les choses ne peut être valable que pour des tests en soufflerie : volant immobile / air soufflé...
Une bonne page sur le sujet malgré encore qqes approximations à mon avis...

[invite20ae9842]

Bonjour.

Il semble que depuis un certain temps, de nombreux chercheurs réduisent l'hypothèse de Bernoulli à un rôle secondaire et donnent à la "Loi 3 de Newton" le rôle principal (action / réaction).

Pas du tout non, l'explication "Bernoulli" reste toujours aussi valable qu'avant, et ne s'oppose nullement à l'explication "Newton" qui est simplement aujourd'hui préférée parce qu'elle est plus intuitive, et permet d'expliquer plus facilement certains points.

A titre personnel je ne comprends pas pourquoi on parle de "vitesse -horizontale- de l'air" quand dans la réalité l'air est immobile et c'est le volant qui se déplace. Cette façon de présenter les choses ne peut être valable que pour des tests en soufflerie : volant immobile / air soufflé...

La mouvement étant relatif (On le sait depuis gallilée, ce n'est donc pas récent), les deux approches sont strictement équivalentes.

Amicalement, Alain

[invite14febc9c]

SALUT
je suis un petit nouveau ici et je sais pas si je suis ds le bon coin mais je vous remercirai de me repondre. theoriquement est il possible qu'une aile vole a tres basse vitesse?
et en pratique se peut-il qu'une aile lente porte bien? la formule de la portance est elle toujours valable aux environ de 20/30 km/h?
encore merci

[roll]

SALUT
je suis un petit nouveau ici et je sais pas si je suis ds le bon coin mais je vous remercirai de me repondre. theoriquement est il possible qu'une aile vole a tres basse vitesse?
et en pratique se peut-il qu'une aile lente porte bien? la formule de la portance est elle toujours valable aux environ de 20/30 km/h?
encore merci

Bien sur mais cela dépent de la forme de l'aile et de son angle d'attaque,du poid de l'avion,...et même de la densité de l'air
Exemple:fait un avion en papier: il vole mais il va bien moins vite que 20/30km/h.

[invite119f6887]

bonjour je m'appelle kevin

[invite43537534]

Le fait qu'un aile puisse volée est deja due à la densité de l'air mais ce simple fait en lui même n'est pas suffisant. pour la plupart des aéroplanes la forme de l'aile est primordiale pour assurer un minimun de portance. Alors comment un avion peut-il voler? c'est simplement due (pas si simple que ça en fait!) à la différence entre la vitesse de déplacement de l'air au dessus de l'aile et au dessous.
Quand à savoir si en vitesse lente un avion peut voler; il ne faut pas qu'il atteigne sa vitesse de décrochage (vitesse pour laquelle la portance n'est plus suffisante pour faire planer l'avion). Malgré tout lors d'un meeting aérien j'ai pu voir un mirage 2000c, voler en vitesse lente mais cabré dans sa direction de déplacement. je pense que dans cette configuration, l'avion, à faible vitesse peut s'assurer un maximun de portance.

[invite4e5d163c]

Gaffe ! Dans le cas du Mirage 2000, l'aile ne fournie plus à ce moment qu'une petite partie de la portance et l'avion repose presque directement sur la poussée du moteur ! C'est ce que l'on appelle du vol au second régime, c'est à dire au delà du décrochage...

Voir le Bell V22 Osprey : Il peut voler en avion avec son aile ou en hélico en basculant ses rotors ! Ton mirage 2000 c'est pareil, sauf qu'il ne peut tourner son moteur, donc c'est tout l'avion qui tourne, en gadant juste assez de vitesse horizontale pour conserver une efficacité des gouvernes !

[invite4e5d163c]

D'autre part concernant les vitesses de vol : tout vole ! de la mouche à la navette spatiale, de zéro à mach28 !

Seulement il faut optimiser à la vitesse recherchée... Les profils d'ailes qui "marchent" à basses vitesses ne sont pas ceux des mirages 2000.

Je parle ici de vol par portance, façon planeur, et non pas de se pendre à l'hélice ou sous un rotor...

J'ai vu voler des avions d'intérieur de moins de 1 gramme que l'on peut suivre en marchant doucement à coté d'eux. Nous avons tous vu l'airbus A380 au Bourget en vol très lent : il n'avait que 10% de pétrole à bord et peut d'équipements => léger => besoin de moins de portance => on peut voler moins vite.

L'altitude rentre aussi en ligne de compte => air plus dense (basse altitude) vol plus lent qu'en haute altitude ou l'air se raréfie

Le décrochage n'est lié qu'a l'incidence de l'aile par rapport à la trajectoire de l'avion. Passé cet angle maxi, l'aile décroche, on tombe.

Mais à incidence fixe, plus on vole vite, plus on crée de portance, et inversement.

On comprend alors que à "incidence de décrochage moins Epsilon" il y a une vitesse minimale de l'avion ou la portance équilibre son poids.

Si on continue de ralentir sans augmenter l'incidence, l'avion va descendre sans décrocher, si on accélère sans diminuer l'incidence, l'avion va monter, et accelérons encore, ça va faire un looping, et si on continue à accélerer, le looping va se resserrer de plus en plus.

Dans toutes les manoeuvres de mon dernier paragraphe, le pilote n'a pas bougé son manche du tout ! Il a uniquement joué sur la puissance de ses moteurs ! (ordre à cabré constant)

La vitesse de décrochage n'est qu'une vue de l'esprit par simplification : c'est en fait la vitesse minimale à laquelle l'avion peut maintenir son altitude. (cette vitesse est donc variable liée à la pression atmosphérique ! C'est à dire météo ou altitude)

On peut voler plus doucement si on accepte de descendre, comme on peut décrocher à beaucoup plus grande vitesse sur un virage trop serré, donc à trop grande incidence ! Le premier homme à passer Mach 3 a subit un décrochage juste après avoir passé Mach 3 en voulant se mettre en virage vers sa base ! Il a donc subit un décrochage à la vitesse maximale de l'avion !