vol sur le dos

[invite0a8ddaad]

bonjour,
bon voila , j'ai passez mon bia et mon theorique pour le brevet de base avion. en étudiant j'ai donc appris comment un avion vol, via la forme de l'aile qui crait un surpression au dessus de l'aille et crai la portance. mais si ces la forme de l'aille qui crait la portance vers le haut comment un avion peut il voler sur le dos...

ps: dsl pour les fautes et dite le moi si la question a deja été possez

[invite0a8ddaad]

heu je veut dire dépression et non surpression au dessus de l'aille , ce qui a pour effet d'aspiré l'avion vers le haut

[invité576543]

Bonsoir,

Il n'y a pas que la forme qui compte, mais aussi l'incidence. La position de l'aile par rapport au vent relatif n'est pas la même en vol normal et en vol dos: l'incidence fait la différence, elle permet d'avoir la portance dans le bon sens.

Cordialement,

[inviteea6fd0dc]

Bonsoir arthur76330

Ta question est excellente, et la réponse est tout simplement qu'il n'y a pas de dépression sur l'extrado avec surpression sur l'intrado pour créer la portance.
Il faut abandonner les lois de Bernouilli et revenir aux lois de newton.
La portance n'est pas due à la forme de l'aile, mais à aux lois aérodynamiques, ainsi une aile symétrique permet parfaitement de voler (c'est d'ailleurs le profil choisi pour les avions d'accro) et ainsi que vient de le dire mmy, c'est l'incidence del'aile qui va faire la différence. Une aile agit par réaction, en faisant passer l'air vers le bas à partir de l'extrado.

Lien ici

une version française ici

Tu trouveras un développement plus technique sur le site de la NASA.

Amicalement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0a8ddaad]

ha... merci pour cette reponse je comprend mieu maintenant mais pourquoi nous aprentons cette loi si elle joue si peu dans le vol d'un avion

[invité576543]

ha... merci pour cette réponse je comprend mieux maintenant mais pourquoi nous apprenons cette loi si elle joue si peu dans le vol d'un avion

Elle ne joue pas "si peu".

Pour ce qu'on apprend, disons que c'est plus "visuel" de présenter une aile de forme dissymétrique et de "montrer" ainsi que la distance que l'air doit parcourir est plus grande au-dessus qu'en-dessous. Mais la portance est un phénomène bien plus compliqué, dont la modélisation est basée sur des équations qu'on ne pas résoudre en toute généralité. Même pour une aile avec intrados plat, la portance max n'est pas obtenue quand l'intrados est parallèle à la vitesse, sauf erreur de ma part, mais avec une certaine incidence positive (bord d'attaque plus haut).

Par ailleurs, je serais étonné que dans le cursus tu n'aies pas appris que l'incidence influe fortement sur la portance!

Cordialement,

[invitea2955c80]

Bonsoir arthur76330

Ta question est excellente, et la réponse est tout simplement qu'il n'y a pas de dépression sur l'extrado avec surpression sur l'intrado pour créer la portance.
Il faut abandonner les lois de Bernouilli et revenir aux lois de newton.
La portance n'est pas due à la forme de l'aile, mais à aux lois aérodynamiques, ainsi une aile symétrique permet parfaitement de voler (c'est d'ailleurs le profil choisi pour les avions d'accro) et ainsi que vient de le dire mmy, c'est l'incidence del'aile qui va faire la différence. Une aile agit par réaction, en faisant passer l'air vers le bas à partir de l'extrado.

Lien ici

une version française ici

Tu trouveras un développement plus technique sur le site de la NASA.

Amicalement

Bonjour,
Je connais le texte d’ Anderson et Eberhart, je ne crois qu'il soit acceptable d’assimiler le fonctionnement d’une aile à une écope qui dévierait l’air vers le bas.
L’image jointe montre quelque chose de plus complexe.



Si ça descend en aval de l'aile, on peut voir que ça monte pas mal à l'extérieur
des tourbillons marginaux..




Vous trouverez à l’adresse suivante :
http://personnel.supaero.fr/bonnet-a...t_Internet.pdf

un petit texte, écrit par quelqu’un qui connaît le sujet.
Je suis bien conscient de son hermétisme pour qui n’aime pas trop les math.
mais on y tord le cou à pas mal d’idées fausses.
On y voit en particulier, qu’un profil mince cambré fabrique de la portance avec des déformations identiques des lignes de courant en amont et en aval.
La condition de Kutta qui fixe la valeur de la circulation, y est, elle aussi très bien expliquée.

On trouve également des explications qualitatives plus accessibles en demandant à Google ;
See how it flies

[inviteea6fd0dc]

Bonjour,

Il ne s'agit évidemment ici que d'un article de vulgarisation. Je vous invite à lire Understanding Flight des mêmes David Anderson et Scott Eberhardt. Curieusement, la photo qui illustre leur bouquin est très similaire à celle que vous nous présentez, avec les mêmes vortex.

Il ne s'agissait ici que de donner une piste à quelqu'un qui s'interroge sur la portance en général, pas d'y inclure les notions complexes des vitesses proches de celles du son, ni de tenir compte du flux des réacteurs, ni des configurations hybrides avec winglets ou autre.

Bref, de prendre conscience que Newton est plus important que Berbouilli pour expliquer la portance sur un profil d'aile de base. Je vois mal aussi un jeune de 18 ans digérer, les pages mathématiques que vous proposez.

En bref, il faut certes être précis et ne pas édulcorer le sujet, mais un peu de simplicité ne messied pas. Je suppose quand même qu'un membre du Fermi Lab Accelerator Laboratory et un membre du Département Astronautique et Aéronautique de l'univ de Washington ne doivent pas être de parfaits idiots.

Mon seul propos est qu'il est possible d'expliquer le vol sur le dos avec les lois de Newton et que c'est impossible avec les lois de Bernouilli ce qui, apparemment, est encore ignoré dans certaines écoles officielles d'aviation.

Amicalement

[invitea2955c80]

Bonjour,

Il ne s'agit évidemment ici que d'un article de vulgarisation. Je vous invite à lire Understanding Flight des mêmes David Anderson et Scott Eberhardt. Curieusement, la photo qui illustre leur bouquin est très similaire à celle que vous nous présentez, avec les mêmes vortex.

Il ne s'agissait ici que de donner une piste à quelqu'un qui s'interroge sur la portance en général, pas d'y inclure les notions complexes des vitesses proches de celles du son, ni de tenir compte du flux des réacteurs, ni des configurations hybrides avec winglets ou autre.

Bref, de prendre conscience que Newton est plus important que Berbouilli pour expliquer la portance sur un profil d'aile de base. Je vois mal aussi un jeune de 18 ans digérer, les pages mathématiques que vous proposez.

En bref, il faut certes être précis et ne pas édulcorer le sujet, mais un peu de simplicité ne messied pas. Je suppose quand même qu'un membre du Fermi Lab Accelerator Laboratory et un membre du Département Astronautique et Aéronautique de l'univ de Washington ne doivent pas être de parfaits idiots.

Mon seul propos est qu'il est possible d'expliquer le vol sur le dos avec les lois de Newton et que c'est impossible avec les lois de Bernouilli ce qui, apparemment, est encore ignoré dans certaines écoles officielles d'aviation.

Amicalement

La théorie classique qui superpose un écoulement uniforme et un écoulement irrotationnel à circulation explique la portance par Bernouilli et( ou ) par Newton ( courbure des lignes de courant ).
( See how it flies explique cela de manière simple )

Le vol sur le dos est possible à condition que l’aile génère une circulation.
S’il y a circulation, les vitesses extrados intrados différent ,et par conséquent Bernoulli explique les variations de pression sur la surface de l’aile.

La photo proposée par David Anderson et Scott Eberhardt semble vouloir nous faire croire qu’une masse importante d’air est déviée vers le bas.

L’image de mon précédent message montre au contraire qu 'il n’y a pas en moyenne de déplacement vertical de l’air ( ce qui est conforme au modèle de la ligne portante de Prandtl.)

[inviteea6fd0dc]

Bonjour,

"Le vol sur le dos est possible à condition que l’aile génère une circulation.
S’il y a circulation, les vitesses extrados intrados différent ,et par conséquent Bernoulli explique les variations de pression sur la surface de l’aile"

Théorème des temps de transition égaux

Pas de problème, prenons un profil d'aile PLAT, et démontrez moi comment ce profil peut voler ... à l'envers, selon votre théorie, à l'endroit aussi d'ailleurs !

Amicalement

[invite20ae9842]

Bonjour à tous,

Voici un lien sur l'ONERA où l'on parle justement de la portance (premières lignes).
http://www.onera.fr/conferences/tourbillons-sillage/
L'auteur est Laurent Jacquin, adjoint au directeur du
Département d'Aérodynamique Fondamentale et Expérimentale (DAFE)
de l'Office National d'Etudes et de Recherches Aérospatiales (Onera), et il est Professeur Chargé de cours à l'école Polytechnique, fiable.

Bien amicalement, Alain

[inviteea6fd0dc]

Bonjour Aroll,

"1. La portance fait tourner l’air

Un avion agit sur l'air qui l'entoure en le propulsant vers le bas. L'air ainsi déplacé imprime sur l'avion une force de réaction dirigée vers le haut : c'est la portance. Si l'avion se déplace horizontalement, sa force de portance équilibre son poids ; donc, pour voler l'avion propulse vers le bas une masse d'air avec une force équivalente à son poids. "

Première phrase du lien que tu me donnes Aroll et qui est très exactement la thèse défendue et prouvée par Anderson et Eberarhdt, ce qui trivialement se traduit par : l'aile agit comme une écope, et le problème de la portance est un problème de réaction, pas de dépression ni de temps de transition égaux..

Un tout grand merci à toi pour ce lien que je ne connaissais pas et que je conserve soigneusement.

Très amicalement

[invitea2955c80]

Bonjour Aroll,

"1. La portance fait tourner l’air

Un avion agit sur l'air qui l'entoure en le propulsant vers le bas. L'air ainsi déplacé imprime sur l'avion une force de réaction dirigée vers le haut : c'est la portance. Si l'avion se déplace horizontalement, sa force de portance équilibre son poids ; donc, pour voler l'avion propulse vers le bas une masse d'air avec une force équivalente à son poids. "

Première phrase du lien que tu me donnes Aroll et qui est très exactement la thèse défendue et prouvée par Anderson et Eberarhdt, ce qui trivialement se traduit par : l'aile agit comme une écope, et le problème de la portance est un problème de réaction, pas de dépression ni de temps de transition égaux..

Un tout grand merci à toi pour ce lien que je ne connaissais pas et que je conserve soigneusement.

Très amicalement

Cette idée de déviation vers le bas et d’écope semble avoir beaucoup de succès…

Et pourtant, on démontre ( voir article de Bonnet ) qu’un profil mince en arc de cercle à incidence d’adaptation nulle, génère une portance.

Dans ce cas, les lignes de courant retrouvent en aval du profil la même direction qu’à l’infini amont, il n’y a donc pas de déviation vers le bas.

La portance est générée par la courbure de la trajectoire des particules de fluide ( voir croquis ) .

Il est vrai que des concepts de circulation, de transformation conforme de Joukowski ,ne sont pas faciles à vulgariser et que l’explication par la quantité de mouvement est intuitivement plus séduisante.
Il faudrait aussi dans cette histoire de quantité de mouvement ,prendre en compte le moment cinétique des tourbillons.,ce que semblent oublier Anderson et Eberarhdt

[invitea2955c80]

Pas de problème, prenons un profil d'aile PLAT, et démontrez moi comment ce profil peut voler ... à l'envers, selon votre théorie, à l'endroit aussi d'ailleurs !

Amicalement

Les ailes "plates" sont relativement rares, par contre, des surfaces d’empennage plates se rencontrent fréquemment sur de nombreux avions légers Américains ( Piper Cub, Pitts Aeronca…)

Or ,ces surfaces doivent , pour remplir leur fonction stabilisatrice ,générer des efforts aérodynamiques ( dans les deux sens ) .

Les profils plats ,lorsqu’ils sont calés avec une incidence non nulle, fabriquent comme les profils plus évolués, une circulation et donc une portance dés que la condition de Kutta ( point d’arrêt au bord de fuite ) est réalisée.

[invite20ae9842]

Bonjour à tous

Cette idée de déviation vers le bas et d’écope semble avoir beaucoup de succès…

Drôle d'argument pour contrer un document de l'ONERA qui, en plus, n'est pas signé par n'importe qui: Laurent Jacquin, adjoint au directeur du
Département d'Aérodynamique Fondamentale et Expérimentale (DAFE)
de l'Office National d'Etudes et de Recherches Aérospatiales (Onera), et Professeur Chargé de cours à l'école Polytechnique.

Et pourtant, on démontre ( voir article de Bonnet ) qu’un profil mince en arc de cercle à incidence d’adaptation nulle, génère une portance.

Le pourtant est de trop, personne n'a prétendu que ce genre de profil ne générait pas de portance, mais...

Dans ce cas, les lignes de courant retrouvent en aval du profil la même direction qu’à l’infini amont, il n’y a donc pas de déviation vers le bas.

Mais déviation il y a quand même.
Si un profil peut générer une modification de la pression par sa seule forme, et sans incidence, cela entraînera un mouvement de l'air de haut en bas, car la surpression d'intrados tentera de "s'échapper" dans toutes les directions, sauf vers le haut parce que la présence de l'aile l'en empêche, tandis que la dépression d'extrados "aspirera" depuis toutes les direction sauf du bas, toujours à cause de l'obstacle constitué par l'aile; le résultat final est un mouvement d'ensemble de haut en bas. Lorsqu'il n'éxiste qu'une dépression d'extrados seule, il y a aspiration de toutes parts sauf du bas et cela correspond encore à une "descente d'air".

Il est vrai que des concepts de circulation, de transformation conforme de Joukowski ,ne sont pas faciles à vulgariser.

Ce n'est pas une question de facilité, s'il n'y a pas de déviation on se contente d'un dessin avec les différences de pression indiquées par des petits + et des petits -, on ne dessine pas de flèches indiquant le déplacement de l'air, et surtout, on ne chiffre pas la valeur de la quantité d'air déviée, or, si vous jetez un coup d'oeil au dessin de Laurent Jacquin, vous verrez que les flèches sont là, et en lisant ses lignes, vous constaterez qu'il chiffre le déplacement d'air.
Si il fait tout cela, ce n'est pas par facilité, mais c'est qu'il pense que c'est vrai, ou alors qu'il se trompe complètement, et je ne peux imaginer que vous pourriez remettre en cause les compétences de Laurent Jacquin.

l’explication par la quantité de mouvement est intuitivement plus séduisante.

Elle n'est pas plus séduisante, mais la conservation de la quantité de mouvement est tout simplement incontournable.

Il faudrait aussi dans cette histoire de quantité de mouvement ,prendre en compte le moment cinétique des tourbillons.,ce que semblent oublier Anderson et Eberarhdt.

La quantité de mouvement est une grandeur vectorielle, elle doit être conservée aussi sous son aspect direction et sens.
Voila, et mille fois pardon d'avoir été si long, amicalement Alain.

[invité576543]

Elle n'est pas plus séduisante, mais la conservation de la quantité de mouvement est tout simplement incontournable.

Certes, mais elle n'amène rien au premier ordre, la quantité de mouvement de l'avion est inchangée en palier et à vitesse constante.

Au contraire, la conservation de la quantité de mouvement implique qu'il y a autant de mouvement d'air vers le haut que de mouvement d'air vers le bas, puisque seul l'air est concerné par un changement de quantité de mouvement.

Dans le texte cité, il y a mouvement de l'air vers le haut proche de l'avion et vers la bas loin de l'avion. A part dire que l'un doit compenser l'autre, que tirer de l'argument de la quantité de mouvement?

Cordialement,

[invitea2955c80]

Mais déviation il y a quand même.
Si un profil peut générer une modification de la pression par sa seule forme, et sans incidence, cela entraînera un mouvement de l'air de haut en bas, car la surpression d'intrados tentera de "s'échapper" dans toutes les directions, sauf vers le haut parce que la présence de l'aile l'en empêche, tandis que la dépression d'extrados "aspirera" depuis toutes les direction sauf du bas, toujours à cause de l'obstacle constitué par l'aile; le résultat final est un mouvement d'ensemble de haut en bas. Lorsqu'il n'éxiste qu'une dépression d'extrados seule, il y a aspiration de toutes parts sauf du bas et cela correspond encore à une "descente d'air".

Je viens de mettre le nez dans un vieux bouquin de mécanique des fluides et d’y relire la démonstration du théorème de Kutta- Joukowski
Rappel: ce théorème dit que lorsque un fluide parfait s’écoule avec circulation autour d’un obstacle cylindrique , les actions de contact du fluide sur l’obstacle se réduisent à une sustentation par unité d’envergure égale au produit de la vitesse à l’infini amont, de la masse volumique du fluide et de la circulation.et dont le sens s’obtient en faisant tourner le vecteur vitesse à l’infini amont de 90° dans le sens inverse de la circulation )
Ce résultat s’obtient très facilement pour un cylindre de révolution et peut être étendu aux cylindres que sont les ailes d’avion ( transformations conformes ).et l’on se moque bien dans tout cela de la quantité d’air déviée vers le bas.

Je comprends votre raisonnement, mais n’oubliez pas que, dans l’écoulement les équipotentielles sont en gros normales au profil et qu’en chaque point, les lignes de courant sont orthogonales aux équipotentielles, il est dans ces conditions bien difficile d’accepter votre théorie de "descente d’air" au niveau de l’aile.( voir aussi le croquis de l' équilibre d'un élémént de fluide taillé dans
une ligne de courant courbe ,joint à l'un de mes précedents messages)

Cordialement

[inviteb330af05]

Les ailes "plates" sont relativement rares, par contre, des surfaces d’empennage plates se rencontrent fréquemment sur de nombreux avions légers Américains ( Piper Cub, Pitts Aeronca…)

Or ,ces surfaces doivent , pour remplir leur fonction stabilisatrice ,générer des efforts aérodynamiques ( dans les deux sens ) .

Les profils plats ,lorsqu’ils sont calés avec une incidence non nulle, fabriquent comme les profils plus évolués, une circulation et donc une portance dés que la condition de Kutta ( point d’arrêt au bord de fuite ) est réalisée.

Mieux vaut parler de trainée plutôt que de portance dans ce cas (profil plat)

[invite20ae9842]

Bonjour à tous,

Comment peut-on dire un truc pareil et invoquer la conservation de la quantité de mouvement?
D'autant plus que la suite décrit effectivement des mouvements de bas en haut

et

Mais ce n'est pas le point. Si la fusée est stationnaire en altitude, alors la quantité de mouvement de l'atmosphère tout compris est nulle, il y a nécessairement des mouvements de bas en haut.

La quantité de mouvement de l'atmosphère ne varie bien sûr pas, mais ce n'est pas ce que je voulais dire.
Lorsque l'on décrit le fonctionnement d'une fusée, on fait souvent référence à la conservation de la quantité de mouvement pour expliquer que si la quantité de mouvement de l'ensemble de la fusée + carburant est nulle au départ, alors la quantité de mouvement totale du système (fusée + carburant) doit rester nulle. Cela s'obtient en additionnant la quantité de mouvement de la fusée elle même qui accélère tout en perdant de la masse (le carburant) et la quantité de mouvement des gaz éjectés dans l'autre sens (ex carburant) dont la vitesse ne change pas mais dont la masse totale augmente.
Lorsqu'une fusée monte dans l'atmosphère, seule la quantité de mouvement des gaz qu'elle éjecte est à prendre en considération (et, bien sûr la quantité de mouvement de la fusée aussi) pas l'atmosphère dans son ensemble, d'ailleurs, ce principe d'addition des quantités de mouvement de la fusée et de ses gaz reste valable dans l'espace, donc sans atmosphère; c'est la même chose pour l'aile, seul la quantité de mouvement de l'air directement déplacer par l'aile compte, voilà ce que je voulais dire.

Mais ce n'est pas le point. Si la fusée est stationnaire en altitude, alors la quantité de mouvement de l'atmosphère tout compris est nulle, il y a nécessairement des mouvements de bas en haut.

Encore une fois pour l'atmosphère dans son ensemble oui, mais ce n'est pas ce que je veux dire. La fusée est stationnaire, mais les gaz qu'elle éjecte ont une quantité de mouvement, représentez-vous la scène sur la Lune, et donc en l'absence d'atmosphère, et vous verrez de quelle quantité de mouvement je parle.

Non. La terre et l'avion étant supposés en vitesse constante l'un par rapport à l'autre, dans ce référentiel là il n'y a aucun changement de quantité de mouvement de la Terre ou de l'avion. C'est de la mécanique élémentaire, du même tabac que la conservation de la quantité de mouvement.

Ce serait comme dire qu'un objet posé au sol communique de la quantité de mouvement au sol à cause de la pression entre le sol et l'objet. Pas de différence en absence d'accélération: la pression de l'air supplémentaire est le pendant exact de la pression des pneus sur le sol quand l'avion est posé et immobile.

Les molécules d'air déviées vers le bas par l'aile ont acquis une quantité de mouvement vers le bas qui doit être conservée d'une manière ou d'une autre. Lorsqu'un ventilateur souffle sur votre main, la pression que vous ressentez vient de "l'impacte" des molécules sur votre main, donc de leur quantité de mouvement qui donne une impulsion, ce n'est pas tout à fait la même chose qu'un objet posé mais la valeur de la pression est la même.

Pour éviter d'être mal compris je vais faire un nouvelle comparaison:
Si je fais du saut en hauteur, au moment je donne l'impulsion, je "chasse" pour ainsi dire la Terre sous mes pieds (elle ne bougera pas beaucoup, vu sa masse), je peux donc dire que je lui communique une quantité de mouvement.
A partir de là, je peux prendre deux exemples qui peuvent illustrer mon propos.
1) Le sol, sous mes pieds, est fait de boue épaisse et collante, à l'impulsion mon pied s'enfonce, il produit un mouvement de haut en bas dans la boue, qui, en réaction me pousse plus ou moins vers le haut. Problème, la boue me retiens aussi. Il faut donc que je fournisse un effort pour extraire mon pied de la boue, et mon saut a échoué. En retirant mon pied de la boue, celle-ci reprend sa place aidée aussi par la traction de mon pied auquel elle colle, il y a donc un mouvement de bas en haut, cette fois.
2) Le sol, sous mes pieds, est en caoutchouc, à l'impulsion mon pied s'enfonce un peu, il produit un mouvement de haut en bas, qui, en réaction, me pousse vers le haut. Je m'élève sans problème, et le caoutchouc reprend sa forme de lui même sans aide.
Il y a aussi ici un mouvement de bas en haut, mais il ne m'a pas influencé négativement, j'ai pu me propulser en "chassant" le sol, et ce n'est pas parce que le caoutchouc à repris sa forme que l'on peut dire que mon impulsion était nulle.
Par contre dans le premier exemple, on peut dire que le mouvement de bas en haut de la boue annule le mouvement de haut en bas.
La différence entre ces deux situations montre l'importance de l'origine du mouvement. Si j'ai réussi mon saut la deuxième fois c'est que je n'étais directement responsable que de la poussée vers le bas, alors que dans le premier exemple j'étais directement responsable des deux mouvements.
C'est pareil pour une aile, elle n'est directement responsable que de la descente d'air pas de son retour en place après.

Et la conclusion a toujours été qu'il y a augmentation de poids quand il y a accélération vers le haut de la mouche, mais rien quand la mouche est en vol stationnaire. Faut lire les débats cités...

J'ai lu... et je ne parle pas de l'accélération de la mouche vers le haut. Lorsque j'ai parlé de la mouche qui "décolle" c'étais un mauvais choix de mot, j'aurais du dire: quand la mouche est en vol le poids total de l'ensemble est le même que lorsqu'elle est posée.
Etant donné la longueur importante de ce post, j'arrête temporairement ici (j'ai aussi deux trois trucs à faire), et je reprendrai sous peu, en particulier pour répondre à Robur71.
Amicalement, Alain

[invitea2955c80]

Mieux vaut parler de trainée plutôt que de portance dans ce cas (profil plat)

Pas du tout, le profil plat des empennages de CUB génère ce qu’il faut de portance ( avec un dCz / di qui n’a pas grand chose à envier à des profils plus évolués) pour assurer la stabilité de cette machine.

Les modélistes vous diront même qu’aux faibles nombres de Reynolds, un profil plat de section rectangulaire avec arêtes vives fonctionne bien mieux qu’un profil classique.

[invitefbbd84a3]

Bonjour,
A vous tous, une simple question, que pensez-vous des ailes conçues par Willard CUSTER?
Un tel profil peut-il fonctionner en vol inverse?