Si les deux interprétations sont les mêmes, pourquoi l'une interdit le vol inversé (Bernoulli) alors que l'autre l'explique (Newton). si c'est deux interprétations sont issue de la même chose, elles devraient amener à des résultats identiques à tout point de vue non?Envoyé par BioBen
Je lui ai dit ca, mais il m'a dit que non, ca devait etre une information fausse, car les deux sont les mêmes. (Je lui ai dis que certaines choses sont explicables grace à une vision et ne le sont pas par l'autre -et inversement-, et il m'a répondu ca).si c'est deux interprétations sont issue de la même chose, elles devraient amener à des résultats identiques à tout point de vue non?
Si j'ai bien compris, pour la viscosité, il faut que le fluide soit visqueux pour pouvoir définir un écoulement avec couche limite sur tout la longueur de l'aile. Ainsi on peut définir des ligne de courant qui au voisinnage de l'aile prennent le profil de celle-ci. On peut ensuite appliquer Bernouilli.
Je pense que j'ai compris. En fait la viscosité est reponsable du profil de l'écoulement au voisinnage de l'aile.
Benh écoute, sauf avis contraire, le vol inversé n'est pas autorisé par Bernoulli. Prends un profil d'ail à l'envers, avec un angle d'attaque nul, refais les calcul, la portance est dirigée vers le bas.
Bon en clair si j'ai bien compris de façon simplifier: l'avion doit atteindre une certaine vitesse pour que l'air ai une force assez puissante pour "soulever" l'avion.C'est ça????
Je lui poserai la question explicitement la prochaine fois alors.Benh écoute, sauf avis contraire, le vol inversé n'est pas autorisé par Bernoulli. Prends un profil d'ail à l'envers, avec un angle d'attaque nul, refais les calcul, la portance est dirigée vers le bas.
Oui.l'avion doit atteindre une certaine vitesse pour que l'air ai une force assez puissante pour "soulever" l'avion.C'est ça????
En première appoximation :
Où C est une constante qui dépend de l'avion.
F est la portance.
S la surface des ailes (surface de référence).
l'angle incident
Oui voilà c'est ca. Si le fluide n'est pas visqueux, il ne suit pas le profil (enfin pas de la facon souhaitée, donc aps de portance).Je pense que j'ai compris. En fait la viscosité est reponsable du profil de l'écoulement au voisinnage de l'aile.
Dernière modification par BioBen ; 11/03/2005 à 18h30.
Ceci est tres clair: traduit en termes mécaniques de conservation du moment cinetique, on pourrait dire qu' a a partir de 2 toupies immobiles, si je veux faire tourner une toupie dans un sens l'autre doit tourner dans le sens contraire pour conserver le moment cinetique total nul.
La viscosité est ce qui dans notre modèle de toupies permet de coupler les 2 toupies.
Dans toutes ces histoires il ne faut pas perdre de vue que c'est Bernouilli qui explique qualitativement le mécanisme de portance. Le reste c'est une conséquence.
Bernouilli ne dit pas du tout que le vol à l'envers est impossible... mais une chose est claire c'est que si tu te contentes de prendre une aile et de la retourner cela inverse également la portance. Pour une aile qui développe une portance en vol droit avec un angle d'attaque nul, il faudra qu'il y ait un angle d'attaque non nul pour qu'elle puisse avoir une portance en vol inversé... Cela ce n'est ni du bernouilli ni autre chose, c'est juste les symétries du problème qui imposent cela..
Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.
Bon on est déja à peu près tous d'accord sur plusieurs points, notamment que c'est pas exactement Bernouilli qui est appliqué (on parle de Bernouilli un peu apr abus) puisque l'air doit etre visqueux.Bernouilli ne dit pas du tout que le vol à l'envers est impossible... mais une chose est claire c'est que si tu te contentes de prendre une aile et de la retourner cela inverse également la portance. Pour une aile qui développe une portance en vol droit avec un angle d'attaque nul, il faudra qu'il y ait un angle d'attaque non nul pour qu'elle puisse avoir une portance en vol inversé... Cela ce n'est ni du bernouilli ni autre chose, c'est juste les symétries du problème qui imposent cela..
Pour ce qui est du vol inversé (sur le dos): si je comprends bien pour que la portance ne soit pas dirgier vers le bas, il faut qu'il soit incliné pour avoir un certain angle d'attque pour remttre la portance "vers le haut" ? Mais pourtant on voit parfois des avions voler à l'envers à l'horizontale ...comment expliquer ca ? Ca semble pouvoir etre expliquable en utilisant la vision "newtonienne" du problème (conservation de al quantité de mouvement des particules-fluides lorsqu'elles heurtent l'avion).
Là encore on (j')attérit sur le problème : les deux visions expriment-elles exactement la même chose ?
Pour ceux qui prennent le fil en vol(), voila les deux "visions" dont je parle :
"Bernouilli" : http://travel.howstuffworks.com/airplane6.htm
"Quantité de mouvement (Newton)" : http://travel.howstuffworks.com/airplane7.htm
Pourtant le "chemin le plus long" sera celui du bas donc la depression se formera en dessous de l'aile ....d'où une portance vers le bas, non ?Bernouilli ne dit pas du tout que le vol à l'envers est impossible
A bientot
Et en esperant avoir un peu fait avancer le schmilblick
ainsi que l'a dit zoup1, s'il est à plat avec un profil symétrique, l n'y a pas de portance, quelle que soit la description, à cause des symétries du problème.
Ce qui se passe, c'est que ces avions ont alors un incidence non nulle, même si elle peut être faible.
C'est exactement ici, que le bas blesse dans bernouilli... Bernouili ne dit rien sur ce chemin le "plus long". Celui ci est un abus de la vulgarisation... De plus, déterminer ce que sont effectivement les lignes de courant autour d'une aile, c'est à dire le chemin suiv par l'air autour de l'aile est un travail difficile, que l'on sait faire raisonnablement pour certains profils d'aile (par des méthode de transformation conforme où l'on assimile mathématiquement une aile avec un cylindre + une rotation), mais que l'on ne sait pas résoudre "analytiquement au moins" dans la plupart des cas...
Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.
Oki....
Donc pour résumer :
* les deux visions sont bien deux points de vue pour exprimer une seule et même chose.
* le fluide doit etre visqueux.
* quand c'est mal vulgarisé, on croit que l'avion ne peut pas faire de looping car on veut utiliser Bernouilli alors que justement c'est pas exactement Bernouilli qui est à utiliser, d'où les méfaits de la vugarisation abusive. Les avions peuvent donc voler sur le dos tant qu'on applique les "bonnes lois".
* esboy : oui, on vient de voir en cours que les ailes ne sont pas exactement dans l'axe du fuselage (ce qui permet d'avoir une portance tout en gardant le fuselage de l'avion parfaitement à l'horizontale, car si les ailes étaient parfaitment dans la meme direction que le fuselage, l'avion devrait etre penché vers le haut pendant tout le voyage, ce qui est assez incommodant). C'est ce même angle qui doit permettre aux avions volant sur le dos d'être parfaitement à l'horizontale sans pour autant perdre d'altitude.
Voilà, j'espere ne pas avoir fait de contresens...
je viens d'avoir une courte explication sur le rôle de la viscosité dans la portance (merci le tableau blanc de msn
en fait, la viscosité autorise les variations de portance, à cause de la condition de pointe (ou de koutajokowski ou un nom approchant, mais je ne connais pas du tout l'orthographe). La viscosité interdit que l'air du dessus revienne dessous e contournant la pointe du bord de fuite, car cela demanderait des "gradients" de vitesse énormes.
Oui la condition de pointe c'est ce qu'on a vu ...
Maintenant pour les variations de portance, je n'en sais iren, donc j'ai plutot tendance à te croire.
Mais dans ce cas là ca veut dire que une fois que l'avion est à une altitude h et à une vitesse constante v, la viscosité n'a plus aucun effet ? La viscosité n'a donc un rôle que pour la varation de la portance (donc de l'altitude).
En tout cas merci pour toutes ces infos c'est toujours plus sympa d'apporfondir le cours et de résoudre des grands mystères
c'est ce que j'ai compris, en tout cas. Dans ce cas, la viscosité n'aurait plus d'effet, à part les frottements sur la surface de l'aile qu'elle induit (je crois que ça s'appelle la trainée spécifique , sous réserve)
Non. Imaginons un jet horizontal d'hélium hyperfluide sur une plaque (notre aile) à 45° => il y a portance.Pour qu'il y ait portance, il faut justement qu'il y ait de la vorticité dans l'écoulement...
Non, la variation de qté de mouvement est plus générale que Bernouilli. L'air (visqueux) n'est qu'une forme de la matière. Je peux très bien lancer une série de balles de tennis sur une plaque à 45°, il y aura de la portance. C'est pas l'eq. de Bernouilli qui explique ça, c'est la 3ème loi de Newton.Dans toutes ces histoires il ne faut pas perdre de vue que c'est Bernouilli qui explique qualitativement le mécanisme de portance. Le reste c'est une conséquence.
Je ne suis pas d'accord avec le fait qu'il faille que le fluide soit visqueux pour qu'il y ait portance. Imaginons un fluide sans viscosité, il suffit dans ce cas d'adapter la forme de l'aile pour avoir de la portance. Du moment que la quantité de mouvement du fluide soit changée en direction (vers le bas) alors il y a forcément portance (force opposée vers le haut).
La viscosité amène à choisir la forme des ailes, pas à expliquer la portance.
Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.
Attention!
Il semble que tu oublies qu'il doit y avoir conservation du moment cinétique. dans le contexte de la MF cela donne le théorème de Kelvin qui dit que l'integrale de la vitesse le long d'un contour s'appuyant sur les particules de Fluide en mouvement est conservé.
1- au repos de l'avion cette intégrale est nulle sur un contour C.
2- L'avion en mouvement: l'integrale sur un contour C1 contenu dans C et entourant l'aile est négatif (par exemple).
3- il faut qu'il y est dans un contour C2 exclu de C1 mais inclu dans C une circulation (vorticité) de signe positif.
4- Le couplage de vorticité: Au démarrage de l'avion les lignes de courant passent sur l'extrado, créant ainsi un cisaillement elevé instable qui est relaxé par émission de tourbillons. CQFQ.
5- On remarque que ce qui est important c'est la création de tourbillons, la viscosité étant le moyen parlequel se crée les tourbillons. Mais est-ce le seul?
6- Justement tu prends l'exemple de l'hélium superfluide. Dans ce cas il doit y avoir également émissions de tourbillons, mais comme la viscosité est nulle il faut trouver un autre moyen de couplage que la viscosité. En recherche d'explications!
Moralité:
1- Pour qu'un avion vole dans l'air il faut:
Emettre des tourbillons et pour cela demande un fluide visqueux.
2- Pour qu'un avion puisse voler dans l'hélium superfluide il faut:
Emettre des tourbillons, oui mais comment? je ne sais pas.
remarque: Zoup1 avait donner ces explications qui sont correctes. Ce qui m'a amené a naviguer dans les les livres de mécanique des fluides. J'ai donc développé les mêmes idées mais autrement. Je tiens ici a le remercier.
J'avais également dans une intervention précédente développer un modèle de toupie, il semble que personne ne l'ai remarqué. Dommage.
A suivre
Mariposa
A ce sujet, je ne peux que conseiller la BD de Jean-Pierre Petit qui s'appelle "si on volait" chez Belin ou l'aspirisouffle dans sa version WEB. Elle est très bien faite. On peut en trouver un extrait sur le web : http://lanturluland.free.fr/lanturlu...ffle/ima01.htm
Il parle un peu de se problème de se déplacer dans l'hélium superfluide... la conclusion est qu'il n'y a pas grand chose à faire pour y parvenir...
Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.
Merci à tous
Donc il faut bien de la viscosité pour voler ....mais la viscosité n'est-elle nécessaire que pour les variations de portance ? (voir messages plus haut).
Dernière modification par BioBen ; 12/03/2005 à 12h01.
Ca ne change rien à ce que j'ai écris me semble-t'il.Il semble que tu oublies qu'il doit y avoir conservation du moment cinétique.
Je vais t'expliquer comment je raisonne:
Je considère le corps massif (avion) dans l'air, j'observe que ce corps ne tombe pas mais reste toujours à la même hauteur (pour faire simple). Je sais néanmoins qu'il devrait tomber puisqu'il subit une force vers le bas due à son propre poids. S'il ne tombe pas c'est qu'une force égale mais de sens opposé le maintient en l'air. D'où vient cette force ? La seule possibilité est de faire intervenir la 3ème loi de Newton. Il faut et il suffit que l'objet, par un moyen qui ne m'intéresse pas pour l'instant, envoie des paquets d'air vers le bas (de la masse en quantité) pour qu'en contrepartie, cette masse par réaction crée la force de portance désirée.
Dans ce raisonnement, je n'ai nul besoin de: l'éq de Bernouilli, de la viscosité, ... et d'autres propriétés des fluides. Mon objet pourrait aussi bien être suspendu par un jet de sable, de billes ou de balles de tennis. Ce raisonnement me semble plus général.
Concernant la conservation du moment cinétique, il n'est pas nécessaire ici (mais je n'en sais rien concernant un fluide visqueux).
Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.
Je sais pas bien répondre à cette question, mais j'aurais tendance à dire oui, c'est elle qui permet de faire en sorte que la circulation change et que du coup la portance change aussi...Merci à tous
Donc il faut bien de la viscosité pour voler ....mais la viscosité n'est-elle nécessaire que pour les variations de portance ? (voir messages plus haut).
Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.
Tu as tout à fait raison dans ton raisonnement, il faut effectivement qu'il y ait de l'air qui soit poussé vers le bas. Cependant cela n'explique comment ou pourquoi cet air est poussé vers le bas. Justement dans un liquide superfluide, il n'y a pas d'air qui est dirigé vers le bas (du fait de l'absence de viscosité... (c'est un raccourci mais bon...)) du coup il n'y a pas de portance et du coup ton avion il tombe...
Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.
Ca c'est parce que tu considères une aile dont la forme est adaptée pour un fluide avec viscosité. Maintenant suppose un flux horizontal de superfluide venant frapper une plaque à 45°. Ce fluide est dévié vers le bas (choc élastique?) donc sa qté de mouvement a bien changé de telle manière qu'en réaction, il y a une force agissant sur la plaque dont une des composantes est la portance. Qu'en penses-tu (pensez-vous)?Justement dans un liquide superfluide, il n'y a pas d'air qui est dirigé vers le bas (du fait de l'absence de viscosité... (c'est un raccourci mais bon...)) du coup il n'y a pas de portance et du coup ton avion il tombe...
Dernière modification par monnoliv ; 13/03/2005 à 00h41.
Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.
Je ne sais pas si ca répond parfaitement, mais voila ce que notre prof (encore lui lol) nous a dit, après nous avoir expliqué que la portance n'existerait que en présence d'un fluide visqueux :Ce fluide est dévié vers le bas (choc élastique?) donc sa qté de mouvement a bien changé de telle manière qu'en réaction, il y a une force agissant sur la plaque dont une des composantes est la portance. Qu'en penses-tu (pensez-vous)?
"On a constaté en soufflerie que, en plus, quand le fluide n'est pas visqueux, il passait le profil d'aile de telle facon qu'il n'y avait aucune dissymétrie entre l'extrados et l'intrados, donc aucune portance".
Etant donné que à ma connaissance il n'existe pas de milieu 100% non visqueux, ils ont dû utiliser des "superfluides", voilà pourquoi je pense que ca peut répondre à la question ...
Ok mais tu te places toujours dans le cas d'un profil d'aile "classique". Imagine le toit d'une maison soumis à un vent horizontal, il subit une poussée vers le bas (une composante de la force normale au toit) et cette poussée, il l'aurait aussi si l'air était superfluide.
Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.
Ben, non...
C'est pas très facile à intuiter et à comprendre mais, sans viscosité et sans circulation initiale, l'écoulement de l'air autour de ton plan serait symétrique et il n'y aurait pas de portance...
Il faut bien voir que si le superfluide qui est en avant de la plaque est sans doute plutot effectivement dévié vers le bas, le superfluide qui est derrière la plaque lui est sans doute plutot effectivement dévié vers le haut. Le point important est que le fluide est incompressible, il ne peut donc pas s'accumuler à un endroit ou à un autre...
Les caculs pour montrer tout cela sont vraiment moches et difficile, cela s'appuye sur ce que s'appelle des transformations conforme. Avec les transformations dites de Joukowski.
Il est en fait possible d'intuiter le résultat en faisant une analogie électrostatique.
Pour plus de détails, j'encourage quiconque de voir le Guyon, Hulin, Petit, Hydrodynamique physique, chez Interéditions/Editions du CNRS...
Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.
1 Si tu soumets le toit horizontal a un vent horizontal le toit subiras une force vers le haut selon le principe de Bernoulli. (a l'intérieur de la maison la pression reste inchangée.Tu peux le vérifier en souflant au-dessus d'une feuille de papier: la feuille erecte!
2- Attention: Ce problème n' a rien a voir avec celui de l'avion. Pour ce dernier la vitesse du vent est crée par le déplacement de l'avion. Contrairement au vent crée au-dessus de la maison.
3- Dans le cas de l'avion le fait que la circulation de la vitesse autour de l'aile est positive: il y a création d'un moment cinétique. Par conséquent comme le moment cinétique total est nul il doit y avoir création de moment cinétique "compensatoire" quelque part c'est la raison pour laquelle il se crée des tourbillons en arrière de l'aile. Pour créer ces tourbillons il faut de la viscosité qui represente le couplage entre le moment cinétique de l'aile et le moment cinétique des tourbillons.
4- En physique la conservation du moment cinétique est aussi fondamentale que la conservation de l'énergie. On ne peut pas faire l'impasse: C'est pourquoi finalement que l'on a besoin de viscosité.
5- s'agissant de l'hélium superfluide, celui-ci ne l'est plus dés que l'on atteint une vitesse critique de l'écoulement. Par consèquent l'hélium ne pose aucun problème conceptuel nouveau.
6- pour bien comprendre le moment cinétique:
Soit une boule B immobile. On tire une boule A sur B sans qu'il y est de moment cinétique sur B. dans ce cas le moment cinétique total est nul.
Lors du choc la boule A va se mettre a tourner dans un sens, tandis que la boule B va tourner dans l'autre sens. La boule A (qui ici joue le role de l'aile d'avion) ne peut tourner dans un sens qu'a condition que B tourne dans l'autre sens. Ceci est uniquement possible parcequ'il y a frottement (c'est la viscosité) au contact. Si les forces de frottements n'existeraient pas la boule A ne pourrait tourner (autrement dit mon avion ne pourrait voler).
Remarquer tres importante: Le but est de conserver le moment cinétique. La viscosité a une structure de couplage. Toutes structures de couplage alternative jouant le role de la viscosité serait acceptable.
Ok, donc la question pour moi est: quelle est la différence entre un écoulement de fluide sans viscosité et un flux de particules solides dans le vide? Autrement dit, qu'est-ce qui fait la turbulence derrière la plaque pour un fluide sans viscosité ? Et donc comment expliques-tu mon exemple avec des billes, des balles de tennis,... ?C'est pas très facile à intuiter et à comprendre mais, sans viscosité et sans circulation initiale, l'écoulement de l'air autour de ton plan serait symétrique et il n'y aurait pas de portance...
Il faut bien voir que si le superfluide qui est en avant de la plaque est sans doute plutot effectivement dévié vers le bas, le superfluide qui est derrière la plaque lui est sans doute plutot effectivement dévié vers le haut. Le point important est que le fluide est incompressible, il ne peut donc pas s'accumuler à un endroit ou à un autre...
Je ne pensais pas à un toit horizontal mais à un toit incliné, mais c'est vrai que cet exemple est mal choisi, désolé.Si tu soumets le toit horizontal a un...
Concernant le moment cinétique, je pense quand même bien comprendre ce que c'est. Je comprend bien tes points 3-4-6.
D'autre part dans le cas de l'aile tu parles de la concervation du moment cinétique "globale" (via une intégrale de circulation), pas d'une conservation du moment cinétique locale (de deux objets rigides) comme dans le cas de boules de billard. L'analogie n'est pas exacte sinon l'aile devrait tourner comme la boule de billard, ce qui n'est pas recherché ici.
M'enfin bref, le point principal pour moi est: est-ce que le raisonnement que j'ai tenu plus haut est correct ? Si oui, ok. Sinon peut-on me montrer pourquoi? Qu'est-ce que j'aurais oublié ?
Et donc est-ce que l'objet (l'avion) envoie des tonnes d'air par seconde vers la terre pour se maintenir en l'air ?Copie du raisonnement:
Je considère le corps massif (avion) dans l'air, j'observe que ce corps ne tombe pas mais reste toujours à la même hauteur (pour faire simple). Je sais néanmoins qu'il devrait tomber puisqu'il subit une force vers le bas due à son propre poids. S'il ne tombe pas c'est qu'une force égale mais de sens opposé le maintient en l'air. D'où vient cette force ? La seule possibilité est de faire intervenir la 3ème loi de Newton. Il faut et il suffit que l'objet, par un moyen qui ne m'intéresse pas pour l'instant, envoie des paquets d'air vers le bas (de la masse en quantité) pour qu'en contrepartie, cette masse par réaction crée la force de portance désirée.
Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.
La différence est que le fluide est incompressible. Ce qui se traduit par la condition d'incompressibilite
L'exemple de l'écoulement autour du toit horizontal est interessant, car il illustre bien la difficulté à intuité la forme des écoulements en hydrodynamique. L'exemple presque classique maintenant est celui de la capote de 2CV (qui sait encore ce qu'est une 2CV ? ) Si tu raisonnes à partir de ton flux de particules solides alors tu conclueras que l'air qui vient percuter la capote de la 2CV aura tendance à appuyer sur celle-ci et que la capote va se creuser vers l'intérieur de la voiture. En pratique, c'est exactement le contraire qui se produit. La capote se gonfle... C'est une application directe du théorème de Bernouilli.Je ne pensais pas à un toit horizontal mais à un toit incliné, mais c'est vrai que cet exemple est mal choisi, désolé.
Oui, l'avion envoie des tonnes d'air vers la terre... cela ne fait aucun doute.M'enfin bref, le point principal pour moi est: est-ce que le raisonnement que j'ai tenu plus haut est correct ? Si oui, ok. Sinon peut-on me montrer pourquoi? Qu'est-ce que j'aurais oublié ?
Et donc est-ce que l'objet (l'avion) envoie des tonnes d'air par seconde vers la terre pour se maintenir en l'air ?
Encore une fois, il n'y a pas de contradiction entre Bernouilli et Newtion, il y a juste des difficultés d'application, liées à la difficulté à déterminer l'écoulement du fluide autour de l'objet.
Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.
Pas de doute! je ne comprends pas!
Pour moi vis a vis de la terre l'avion excite des ondes de pression, rien de plus: c'est tout simplement le son que l'on entend.
