Effet Magnus et portance

[harmoniciste]

Une petite application numérique montre que Vi est petite devant V..

Bonjour Robur71
En d'autre termes l'air circule bien dans la même direction au dessus et en dessous de l'aile, ce qui m'a fait dire qu'aucune molécule n'en a jamais fait le tour, et que ce tourbillon (circulation tournante au sens propre) est donc bien un concept mathématique (certes utile) et non pas physique.

Par ailleurs toute formule mathématique est toujours réversible. La formule seule ne saurait donner d'indication de causes. Comme mauvais exemple je dirais que F = 0,5 rho S Cz V2 peut aussi s'écrire S = 2F/Rho.V2 ce qui ne signifie pourtant pas que S est créée par F.

Qui, d'un tourbillon fictif ou de la portance est la cause de l'autre ? Il me semble que la question reste posée.
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[invitea2955c80]

En d'autre termes l'air circule bien dans la même direction au dessus et en dessous de l'aile, ce qui m'a fait dire qu'aucune molécule n'en a jamais fait le tour,

Bien entendu, les particules de fluide sont simplement accélérées à l’extrados et ralenties à l’intrados.
Le tourbillon attaché est également responsable des déviations des lignes de courant en amont et en aval de l’aile.

... et que ce tourbillon est donc bien un concept mathématique (certes utile) et non pas physique....

Ce tourbillon attaché a une existence réelle.
Les tourbillons marginaux et la nappe tourbillonnaire en sont une preuve
( voir théorie de la ligne portante de Prandtl, et ce qu’a écrit Helmholtz au sujet des tourbillons…)

Par ailleurs toute formule mathématique est toujours réversible. La formule seule ne saurait donner d'indication de causes. Comme mauvais exemple je dirais que F = 0,5 rho S Cz V2 peut aussi s'écrire S = 2F/Rho.V2 ce qui ne signifie pourtant pas que S est créée par F.

Mais qu’il faut une surface S pour obtenir une portance F avec une masse volumique , une vitesse et un Cz donnés…

...Qui, d'un tourbillon fictif ou de la portance est la cause de l'autre ? Il me semble que la question reste posée.

Lors d’une variation d’incidence du profil, la portance doit attendre pour atteindre sa nouvelle valeur, que les tourbillons détachés aient emporté la circulation qui ramènera le point d’arret aval au niveau du bord de fuite.

N'est-ce pas suffisant pour penser que le système tourbillonnaire est bien la cause de la portance ??

[pmdec]

Bonjour,

http://www.arvelgentry.com/

L ‘auteur y tord le cou de cette idée ( relativement répandue ) selon laquelle la portance serait due à la déflection de l’air vers le bas en aval de l’aile….

J'ai l'impression que l'auteur a aussi "contaminé" la page française de Wiki (mais pas l'anglaise ...). Cette idée de déviation d'un flux d'air vers le bas qui serait à l'origine de la portance est, en tout cas, celle de la NASA : http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/lift1.html et http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/right2.html
Dans d'autres pages, la Nasa "tord le cou" à d'autres théories, calculs et simulation à l'appui :
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/wrong1.html
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/wrong2.html
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/wrong3.html

J'aurais assez tendance à les croire ... cette "histoire" de tourbillons qui génèreraient la portance me semble absurde : ces tourbillons ne sont qu'une conséquence des différences de pression que le passage de l'aile génère, en aucun cas l'origine de la portance ! Seule la déviation d'une masse d'air vers le bas peut expliquer la génération d'une pression au sol qui "compense" le poids de l'avion.

[invitea2955c80]

Bonjour,J'ai l'impression que l'auteur a aussi "contaminé" la page française de Wiki (mais pas l'anglaise ...). Cette idée de déviation d'un flux d'air vers le bas qui serait à l'origine de la portance est, en tout cas, celle de la NASA :

Pas vraiment : Déviation vers le bas signifie que la concavité des lignes de courant est dirigée vers le bas, mais ne veut pas dire que l’écoulement est dirigé vers le bas.
Sur un profil classique, les dépressions maximales existent à l’extrados immédiatement en aval du bord d’attaque, dans une zone ou l’écoulement est globalement ascendant.

... cette "histoire" de tourbillons qui génèreraient la portance me semble absurde :

C’est pourtant cette "histoire" de tourbillon est de circulation qui est racontée dans tous les cours de mécanique des fluides qui se respectent un peu..…

.. ces tourbillons ne sont qu'une conséquence des différences de pression que le passage de l'aile génère, en aucun cas l'origine de la portance...

C’est faire bien peu de cas du travail de Prandtl, Kutta, Joukowski ….

. Seule la déviation d'une masse d'air vers le bas peut expliquer la génération d'une pression au sol qui "compense" le poids de l'avion.

Dans un écoulement 2 D, qui génère une portance, les particules de fluides retrouvent en gros leur niveau initial après passage de l’aile, c’est ce que dit Arvel :

" With our simple two-dimensional airfoils, if you draw flow streamlines starting way out in front of the airfoil and also extend them way downstream, you would find that at the extremes they are at about the same level. The circulation flow field causes some of the fluid to flow up and around the airfoil and then return to the same condition downstream."

http://www.arvelgentry.com/

...la génération d'une pression au sol qui "compense" le poids de l'avion.

Et lorsque l’avion est sur le dos sous facteur de charge positif, ( sommet de boucle par exemple ) , la pression s’appuie sur les étoiles…??

[pmdec]

Bonsoir,

.../... C’est faire bien peu de cas du travail de Prandtl, Kutta, Joukowski …. .../...

Le théorème de Kutta–Joukowski est une approximation permettant aux aérodynamiciens de faire des calculs car déterminer les paramètres du flux descendant n'est pas une mince affaire même si ce flux est LA condition pour créer la portance (à moins de nier les principes de Newton). C'est très bien expliqué ici ((http://en.wikipedia.org/wiki/Lift_%28force%29, vers le milieu de la page) :

Mathematical approximations
Kutta–Joukowski theorem. Lift can be calculated using potential flow theory by imposing a circulation. It is often used by practicing aerodynamicists as a convenient quantity in calculations, for example thin-airfoil theory and lifting-line theory

.../... Et lorsque l’avion est sur le dos sous facteur de charge positif, ( sommet de boucle par exemple ) , la pression s’appuie sur les étoiles…??

Lorsque l'avion est sur le dos en haut de la boucle, la portance est dirigée vers le bas. Ca ne nécessite pas de s'appuyer sur les étoiles , simplement de considérer que le flux est alors montant (il y a génération d'une d'une diminution de pression au sol inférieure et d'une augmentation de pression au-dessus de l'avion (à cause du "surplus d'air" qui est apporté.).

Tu n'as fait aucun commentaire sur les pages de la Nasa ... Penses-tu que ce qu'ils disent est faux ?

PS : je ne prétends pas que l'avion "s'appuie" sur une pression, mais qu'il fonctionne comme une fusée : en vol "normal", il envoie de l'air vers le sol, ce qui génère, par réaction, une force vers le haut. C'est INCONTOURNABLE. Cet air possède une quantité de mouvement qui est une grandeur vectorielle. Comme elle ne peut pas être "annulée", elle finit "forcément" () par atteindre le sol... En haut d'une boucle, sur le dos, c'est exactement pareil, sauf que l'air étant envoyé vers le haut, cela génère une force qui s'ajoute au poids de l'avion.

[harmoniciste]

Ce tourbillon attaché a une existence réelle.
Les tourbillons marginaux et la nappe tourbillonnaire en sont une preuve
:

Ils ne sont pas la preuve d'un tourbillon s'enroulant autour du profil. mais je reconnais volontier que " tout se passe comme si..." et c'est bien commode pour prévoir les déflexions provoquées par une aile.

Lors d’une variation d’incidence du profil, la portance doit attendre pour atteindre sa nouvelle valeur, que les tourbillons détachés aient emporté la circulation qui ramènera le point d’arret aval au niveau du bord de fuite.

N'est-ce pas suffisant pour penser que le système tourbillonnaire est bien la cause de la portance ?? :

En effet, cet argument est bien troublant.

[invitea2955c80]

Tu n'as fait aucun commentaire sur les pages de la Nasa ... Penses-tu que ce qu'ils disent est faux ?

La NASA qui ne peut se tromper, écrit: "…and if either the speed or the direction of flow is changed, a force is generated…"

Mais, n’écrit jamais que la création de la portance nécessite qu’une masse d’air soit projetée vers le sol, d’ailleurs dans les petites animations proposées, les lignes de courant aval redeviennent horizontales…
Une déviation massive vers le bas correspondrait un peu à la " Skipping stone theory " que la NASA condamne sévèrement.

[pmdec]

Bonsoir,
Bien sûr que la Nasa n'est pas infaillible, elle peut même faire des erreurs d'unités (... à moins que ce soit le JPL). Mais j'ai quand même tendance à croire que ce qui est montré sur le site est plus crédible que les pages d'un thésard lambda ...

.../...Mais, n’écrit jamais que la création de la portance nécessite qu’une masse d’air soit projetée vers le sol, d’ailleurs dans les petites animations proposées, les lignes de courant aval redeviennent horizontales…
Une déviation massive vers le bas correspondrait un peu à la " Skipping stone theory " que la NASA condamne sévèrement.

Il n'est pas écrit "qu'une masse d'air est projetée vers le sol" mais que le "Lift is a force generated by turning a flow". A mon sens, ce "turn" ne peut qu'être dirigé vers le sol (portance positive).

Et si tu prends la peine d'utiliser les réglages de la bonne animation (celle de la page "right theory"), le flux résultant en arrière de l'aile est clairement dirigé vers le bas quand la portance est dirigée vers le haut), reste horizontal pour une portance nulle ou est dirigé vers le haut quand la portance est négative : le flux est matérialisé par la ligne en tiretés verts sur les captures d'écran ci-dessous (elle est dessinée quand on utilise l'option "fumée") :

[pmdec]

Re,

Il y a aussi cette page (sur le même site), très claire : http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/newton3.html

Cordialement,
PM

[pmdec]

Alors ? Convaincu ou ras l'bol de discuter ?

Cordialement,
PM

[harmoniciste]

Comme toi, je pense que la portance ne peut être due qu'à l'accélération d'une masse d'air vers le bas, et que les tourbillons en sont seulement des conséquences. Par exemple, la portance d'un rotor d'hélicoptère produit un flux d'air vers le bas tout à fait évident. Or on sait que ce rotor ne porte que par ces pales et pourtant, vu d'une pale, la différence de trajectoire des filets d'air à quelque corde en amont et à quelques cordes en aval est imperceptible.