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Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?



  1. #1
    MarcA

    Thumbs up Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?


    ------

    Bonjour,
    J'étudie le fonctionnement d'un avion. Si j'ai bien compris: l'air va plus vite au dessus de l'aile qu'au dessous, ce qui forme une dépression et donc une force de portance.
    J'ai cherché à savoir pourquoi l'air va plus vite dessus. La seule réponse que j'ai trouvé est que le trajet est plus long...??? Mais je ne comprends toujours pas pourquoi l'air doit accélérer.
    Merci de votre aide.

    -----

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  3. #2
    Martien52

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    imagine que l'air n'aille pas plus vite :

    le chemin étant plus long au dessus, si deux paquets d'air partent en même temps du devant de l'aile, celui qui passe par dessous arriverait plus vite, et il se créerait un vide au dessus... ce qui n'est pas terrible (si c'est pas clair avec de l'air, imagine la même chose avec de l'eau). Pour combler ce vide, il faut que l'air du dessus accélère (J'imagine que la dépression créer pr le "manque d'air" doit aider à accéler.

    vous en pensez quoi les autres ?

  4. #3
    invité6543212033

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Salut !

    On a une forme : ici l'aile de l'avion avançant dans un fluide relativement statique !
    Selon la vitesse de l'aile, l'air passant sur la partie bombée de l'aile devra avancer plus vite pour rattraper l'air n'ayant qu'un court chemin à suivre afin de rester statique !
    Il s'en suit que l'air étant forcée d'aller plus vite au dessus de l'aile créé une dépression qui aspire l'aile et donc l'avion vers le haut !

    Voilà le pourquoi du comment !

    PS : A confirmer cependant ...

  5. #4
    MarcA

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Merci pour vos réponses.
    Grâce à vous, j'avance beaucoup dans mon travail.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    chatelot16

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    cette explication est parfaitemement fausse

    rien n'oblige l'air du dessus et du dessous a se rejoindre !

    le passage de l'avion remue l'air qui fait ce qu'il veut : je n'explique pas du tout la portance par cette histoire

  8. #6
    chwebij

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    bonjour
    on peut prouver que l'écoulement a des vitesses différentes sur l'extrados et l'intrados sans utiliser la recombinaison des deux particules intra/extra dos.

    On prend un volume de controle contenant un profil d'aile assez grand pour considérer l'écoulement parallèle en aval et amont. la conservation du débit impose une contraction des lignes de courants sur la partie bombée ce qui implique une accéleration du fluide sur l'extrados (pour un fluide parfait). L'énergie cinétique sera puisé dans l'énergie de pression (cf équation de Bernoulli) et donc on a une baisse de pression sur l'extrados.
    grace au modèle du fluide parfait dans le cas des écoulement potentiels, on visualise bien la recombinaison des deux particules fluides avec le profil de Jourovsky
    .
    dans le cas d'une recirculation, d'un décollement de couche limite ou tout simplement turbulent, ce n'est sûr!


    voila différents liens:
    profil de Jourovski
    écoulement autour d'un profil ressemblant à un fluide parfait
    décollement couche limite

    tout ceci n'est qu'un modèle, dans les écoulement laminaires et visqueux, on considère une couche limite entre le profil et la zone d'écoulement où la viscosité est négligeable et où le modèle du fluide parfait est quasi valide (hyp: incormpressible, irrotationnel..etc)
    pour aller plus loin il faut voir du coté des circulations
    AH NON! au moment où la petite flûte allait répondre aux cordes. Vous êtes ODIEUX!!

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  10. #7
    Martien52

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    chwebij > je ne pense pas qu'on puisse expliquer le phénomène en partant de "la conservation du débit impose"... la question posée est : quel est le phénomène physique qui impose cette conservation du débit ?

    chatelot > la mienne te convient pas non plus ?

  11. #8
    chwebij

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Citation Envoyé par Martien52 Voir le message
    chwebij > je ne pense pas qu'on puisse expliquer le phénomène en partant de "la conservation du débit impose"... la question posée est : quel est le phénomène physique qui impose cette conservation du débit ?
    pour un fluide incompressible et sans source ni puit, la conservation du débit tombe sous le sens, c'est une propriété des écoulements respectant ces hypothèses (pas trop contraignantes d'ailleurs).
    AH NON! au moment où la petite flûte allait répondre aux cordes. Vous êtes ODIEUX!!

  12. #9
    chwebij

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    par contre pour la recombinaison des deux particules fluides , il suffit que la couche limite se décolle pour avoir de la turbulence et dans ce cas là, je ne vois pas pourquoi les deux particules se rejoignent.

    dans mon cours c'est présenté differement. On travaille sur la circulation des vitesses autour du contour qui est nécessaire pour avoir une force de portance. Après on en déduit une différence de vitesse entre intra et extra dos
    AH NON! au moment où la petite flûte allait répondre aux cordes. Vous êtes ODIEUX!!

  13. #10
    Martien52

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    je suis bien d'accord sur le fond, ma question est un peu différente.

    Si j'étais une particule du fluide, et qu'il est bien connu qu'une particule de fluide ne connaisse rien en physique et en modèle de fluide, quel phénomène vais-je ressentir, phénomène qui va me convaincre d'aller plus vite en passant par le haut, alors que ma copine qui a choisi de passer par le bas, elle, ne va pas le ressentir.

    tu vois où je veux en venir ?

  14. #11
    Benlebarbu

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Les phénomènes observés peuvent être vus comme les conséquences de lois physiques. Une particule d'un fluide est soumise à des lois qui régissent sont comportement.

    Les lois physiques, et le contexte de l'étude, sont les causes, et les phénomènes les conséquences. Un phénomène physique ne pousse pas une particule à se comporter de telle ou telle manière, mais une loi oui. En l'occurence, la loi de conservation du débit (sans puit ni source).

    En gros, une particule ne peut disparaitre ou apparaitre comme ça, et ne peut s'accumuler sur l'une des faces de l'aile. Les particules passant de chaque côté de l'aile doivent parcourir des distances différentes, mais arriver au bout au même moment, ce qui implique une différence de vitesse.

  15. #12
    Martien52

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Je ne partage pas vraiment cette vision des choses.

    Ce ne sont pas les lois de la physique qui imposent un comportement aux particules. Les lois traduisent des phénomènes, c'est notre moyen de les mettre en équation et en mots.

    On ne peut pas expliquer un phénomène en disant : "la loi" ou "le théorème" dit que... C'est prendre la physique à contre sens. Le seul cas où ça arrive, c'est quand on est face à un principe, où on n'a pas "encore" d'explication.

    Et je ne pense pas que ce soit le cas pour la physique des fluides : il a une phénomène physique qui agit, et la conséquence est que pour ce genre d'écoulement, les particules sont "obligées" d'accélerer...

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  17. #13
    chatelot16

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    et si l'aile est une plaque de tole plate : il n'y a pas de difference de chemin sur les 2 face : et ca porte aussi bien qu'une aile avec un bon profil

    les avion n'ont pas d'aile plate car une aile de tres faible epaisseur n'aurais pas de rigidité : tant qu'a augmenter l'epaisseur pour avoir la solidité necessaire autant choisir un profil donnant la meilleur performance

    une facon d'expliquer la portance plus logique et qui donne aussi le bon resultat : avant le passage de l'avion l'air est immobile : apres passage , l'incidence de l'aile a catapulté vers le bas une certaine quantité d'air : par reaction ca fait une portance

    en prime ca explique aussi la trainé : donner ce mouvement vertical a l'air qui etait imobile demande bien de l'energie

    l'aile plate porte deja : un profil plus evolué va transformer plus efficacement le mouvement horizontal de l'avion en mouvement vertical de l'air utile pour la portance . et en evitant au maximum de donner a l'air des mouvement de tourbillons inutiles

  18. #14
    chatelot16

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    En gros, une particule ne peut disparaitre ou apparaitre comme ça, et ne peut s'accumuler sur l'une des faces de l'aile. Les particules passant de chaque côté de l'aile doivent parcourir des distances différentes, mais arriver au bout au même moment, ce qui implique une différence de vitesse.
    Benlebarbu est déconnecté Signaler un message hors-charte
    il n'y a aucune loi physique qui dit qu'apres passage de l'avion chaque goutte d'air doit se retrouver ou elle etait avant comme si l'avion n'etait pas passé

    bien sur si les goutte d'air devaient se retrouver comme avant le passage il faudrait bien que certaine aille plus vite et d'autres moins vite

    mais ce n'est pas le cas : apres passage de l'avion l'air tourbillone dans tous les sens : et l'explication simpliste de l'air du haut et du bas qui doit se rejoindre ne tient pas debout : et n'est meme pas confirmé par l'experience

  19. #15
    plug

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Bonjour,

    contrairement a ce qui a ete dit au debut, si ton avion vole, ce n'est absolument pas parce que lair doit aller plus vite. rien ne dit que lair doit rester homogene tout le temps, bien au contraire.

    tu peux voir ici: http://hmf.enseeiht.fr/present/sylla...1/profil04.gif

    les lignes de courant avant l'aile sont plus espacées que lorsqu'elle sont au dessus de l'aile.
    En appliquant bernoulli entre l'avant de l'aile et l'extrados, tu remarque que la section entre les lignes de courant diminue, donc la pression aussi, et la vitesse augmente.
    c'est la raison principale pourquoi l'air accelere, diminution de pression, et en aucun cas parce que l'air a des petites jambes et decide d'arriver en meme temps que son pote de l'intrados.

    le probleme, cest que on entend partout que l'air doit rester homogene entre l'intrados et l'extrados, mais ce n'est pas vrai.

    voilou

    a+

    EDIT: et je ne comprends pas tres bien l'histoire de la plaque plane qui volerait aussi bien qu'une aile. Oui, ca porte, oui ca cree une portance, mais ca cree surtout une enorme trainee, et si on faisait des avions avec des ailes plates, ce ne serait pas la rigidite le probleme principal. D'une ca ne volerait pas, et de deux, si jamais ca volait si tu inclines suffisamment ta plaque plane, la trainee induite serait trop forte. Donc depense inutile d'energie pour essayer de la faire avancer.
    donc aucun interet.
    Dernière modification par plug ; 09/06/2008 à 15h03.

  20. #16
    Martien52

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    plug > pourrais-tu développer un peu plus stp.

    pour moi, "appliquer Bernoulli" n'est pas une explication physique, car ça reste utiliser une équation. Mais je pense que tu as la "vraie" explication (et donc, bientôt, moi aussi ).

    quelle est l'origine physique de cette augmentation de vitesse ?

    et jsuis pas d'accord avec toi, les molécules d'air ça a des petites jambes pour courir

  21. #17
    plug

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Et bien, voila
    Bernoulli n'est pas necessairement une explication physique, mais ca permet de comprendre en gros, pourquoi tel fluide réagit de telle manière.
    Pas de manière précise, en disant voila c'est comme ca c'est tout, mais plutot en donnant des raisons qui font que...

    je m'explique

    A gauche de l'aile, donc avant que l'air n'arrive sur l'aile, on voit un espacement entre les lignes de courant (LDC). Au niveau de l'aile, on remarque que cet espacement a diminué.
    Cad, la section entre les LDC a diminué.

    Or, Bernoulli nous dit que si la section diminue, la pression diminue aussi et la vitesse augmente (voir la formule du th. de Bernoulli)
    Donc la pression est faible a l'extrados, plus faible qu'a l'intrados, et donc la vitesse est plus elevée en haut. Ce qui est important ici, c'est surtout la pression. C'est ca qui va faire que ton aile va etre aspiree vers le haut, si ton aile vole ce n'est pas une consequence d'une vitesse plus importante.

    Euh, j'ai ete clair la? lol

    a+

  22. #18
    Martien52

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Pour l'histoire de la pression qui diminue, y'a aucun problème...

    mais reste toujours à savoir ce qui se passe au-dessus de l'aile pour que la pression diminue...

    Citation Envoyé par plug Voir le message
    Et bien, voila
    Bernoulli n'est pas necessairement une explication physique, mais ca permet de comprendre en gros, pourquoi tel fluide réagit de telle manière.
    Pas de manière précise, en disant voila c'est comme ca c'est tout, mais plutot en donnant des raisons qui font que...
    bin oui et non... Bernoulli est la traduction des mécanismes physiques, donc la physique est contenue dedans, mais le problème est de le traduire en mots. (et là, jme dis que je vais devoir aller réouvrir mes cours de méca flotte... )

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  24. #19
    obi76
    Modérateur*

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    En faisant la simplification que l'aile est consituté de 2 demi-dièdres d'angle différents (angle inférieur en dessous), alors sachant que les 2 demi-dièdre avancent à la même vitesse, le gaz doit necessairement monter "plus haut" au dessus qu'en dessous (vu qu'il voit une surface arriver avec une section plus importante).

    il devra donc être plus accéléré et arrivera plus vite au dessus

  25. #20
    plug

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    ben, moi je pense que comme la surface superieure est bombee, l'air est compresse localement d'ou la diminution de pression a lextrados et dou, laugmentation de vitesse, comme nous l'explique Bernoulli.

  26. #21
    plug

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Bonjour,
    excusez-moi pour le double message
    en fait, l'explication vient bien, comme il a ete dit plus haut de la conservation du debit:

    en effet, ro1*S1*V1= ro2*S2*V2
    donc si S1 diminue, V2 augmente

    d'ou une vitesse plus elevee au dessus de l'aile
    et donc, par Bernoulli, une depression.

  27. #22
    harmoniciste

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Citation Envoyé par chatelot16 Voir le message
    si l'aile est une plaque de tole plate : il n'y a pas de difference de chemin sur les 2 face : et ca porte aussi bien qu'une aile avec un bon profil

    une facon d'expliquer la portance plus logique et qui donne aussi le bon resultat : avant le passage de l'avion l'air est immobile : apres passage , l'incidence de l'aile a catapulté vers le bas une certaine quantité d'air : par reaction ca fait une portance
    Bonjour,
    Chatelot a très bien résumé le problême: L'histoire du parcours plus long est une fable. Le pan incliné constitué par l'aile oblige l'air à descendre lors de son passage. En réaction il se produit, dessous une pression, dessus une dépression. Ces pressions et dépressions localisées sont à leur tour responsables des survitesses et sous vitesses locales. Ce sont les conséquences et non les causes!

  28. #23
    harmoniciste

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Citation Envoyé par plug Voir le message
    si on faisait des avions avec des ailes plates, ce ne serait pas la rigidite le probleme principal. D'une ca ne volerait pas, et de deux, si jamais ca volait si tu inclines suffisamment ta plaque plane, la trainee induite serait trop forte. Donc depense inutile d'energie pour essayer de la faire avancer.
    Le problême principal est bien, comme le dit Chatelot, la rigidité. Car il est au contraire très interessant pour la trainée de profil d'amincir les ailes. Ceci ne change rien à la trainée induite (qui ne dépend que de l'allongement).
    Ceci se faisait d'ailleurs sur les premiers avions, avant qu'on comprenne que l'epaisseur était moins nuisible que des haubans pour obtenir la rigidité nécessaire.

  29. #24
    plug

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Bonjour,

    je ne suis pas convaincu
    si une plaque plane suffisait pour faire voler un avion... a mon avis, meme si on trouvait une plaque plane suffisamment resistante...
    selon moi, le probleme viendrait surtout du fait que ca necessiterait une trop forte inclinaison, et donc ca provoquerait une enorme trainée
    non? personne n'est d'accord?
    d'ou une consommation trop elevée de carburant
    le fait que l'aile soit bombée, cela permet une bonne penetration dans l'air, et aussi un bon rapport portance trainée
    une bonne finesse quoi

    bien sur, une plaque plane pourrait voler, mais... c'est pas pareil.
    ca volerait, mais il faudrait une grosse energie pour faire avancer la plaque.

    c'est pas du tout pareil
    l'aile vole en créant une depression au dessus
    alors que la plaque plane créée la depression vers l'arriere
    enfin, tout depend de l'inclinaison

    je vois pas pourquoi on parle de la plaque plane?

    bref

    a+

    EDIT: et puis, il n'est pas forcement interessant d'amincir les ailes. Plus l'avion va vite, etoui, plus l'aile doit etre amincie, mais si l'avion vole lentement, un profil d'aile plus epais est preferable. A faible vitesse, la generation de portance est plus importante avec un profil plus bombé.
    l'aile mince irait sur les avion supersonique (quoique au decollage... aïe aïe aïe)
    Dernière modification par plug ; 11/06/2008 à 00h09.

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  31. #25
    mamono666

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Moi, ce que j'ai lu est la chose suivante:
    • troisième lois de newton: action - réaction
    s'il y a portance et donc si l'avion se soulève, c'est que quelque chose d'autre est poussé vers le bas: l'air.
    • l'air adhère à la surface: c'est l'effet Coanda
    L'air du dessus épouse donc l'extrados et l'air de dessous épouse l'intrados. Lorsque l'air du dessus arrive sur le bord de fuite, cela le mène plus bas que là d'où il vient.
    • Les ailes ne sont pas parallèles au sol
    Elles sont inclinés, en général, de 4° environ. Ce qui implique une pression plus forte sous l'aile que sur le dessus. Ce qui donne un surcroit de portance.

    Il y a quand même un effet Bernoulli, mais il reste faible.


    Pour le vole sur le dos, le pilote est obligé de modifier son angle d'attaque. Le nez de l'avion pointe vers le haut. Les avions de voltige ont des ailes qui ne sont pas plus bombé sur le dessus que sur le dessous. C'est l'angle d'attaque qui fait la différence.
    Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!

  32. #26
    mamono666

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    vidéo de l'effet coanda:

    http://www.youtube.com/watch?v=o_-Eph9w6_A
    Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!

  33. #27
    f6bes

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Bjr à tous,
    Il existe plusieurs sortes de profil d'aile et
    c'est pas FORCEMENT la partie supérieure qui est BOMBEE !!
    C'est parfois carrément l'inverse !(profil "supercritique")
    http://www.scribd.com/doc/38743/BIA-...rtance-trainee
    A+

  34. #28
    mamono666

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Citation Envoyé par f6bes Voir le message
    Bjr à tous,
    Il existe plusieurs sortes de profil d'aile et
    c'est pas FORCEMENT la partie supérieure qui est BOMBEE !!
    C'est parfois carrément l'inverse !(profil "supercritique")
    http://www.scribd.com/doc/38743/BIA-...rtance-trainee
    A+
    ici page 107

    "Comme l’extrados du profil supercritique est assez plat, les 60% amont présentent une cambrure négative, qui diminue la portance. Pour compenser cette perte, la portance est augmentée dans les 30% du profil situés vers le bord de fuite ce qui explique la forme très incurvée de l’intrados près du bord de fuite."
    Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!

  35. #29
    Pera

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Citation Envoyé par plug Voir le message
    Bonjour,
    si une plaque plane suffisait pour faire voler un avion... a mon avis, meme si on trouvait une plaque plane suffisamment resistante...
    Exact!

    Cela dit, des gens intelligents se sont rendus compte que des profils et formes rigolotes (NACA, etc) permettaient de LIMITER LES TURBULENCES et domc maximiser la portance, vitesse, etc....

  36. #30
    plug

    Re : Pourquoi l'air va plus vite au dessus de l'aile de l'avion?

    Bonjour,

    je ne suis pas d'accord avec toi mamono
    quand on parle d'une aile d'avion, ca ne s'appuie pas sur le principe action reaction. Apres bien sur tu peux simplifier, mais ce n'est pas la raison pourquoi une aile porte.

    en ce qui concerne les ailes bombees en dessous, la on parle de profil bien specifique pour des phases speciales de vol.
    Apres, comme pour le probleme de la plaque plane, n'importe quel profil pourrait voler (sans exagerer) selon l'inclinaison.
    mais on parle d'aile bombee a faible inclinaison, donc pour les vols standards.

    Et je continue de penser que faire voler un avion avec des plaques planes a la place des ailes, ben le rendement ne serait pas super...

    apres je suis d'accord avec vous pour les forces creees par la plaque plane, mais ca n'a plus aucun rapport avec les ailes d'avion

    bref

    a+

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