La portance des ailes d'avions

[invite04978021]

Bonjour,

Comment expliquer que l'air va plus vite sur l'extrados d'une aile d'avion que sur l'intrados ? Ce qui se traduit par une dépression à l'extrados d'après la relation de Bernoulli d'où la portance.

Merci
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[invitee0b658bd]

bonsoir,
une explication simpliste mais pas fausse est juste que vu la forme du profil, le chemin a parcourir par l'air est plus long, comme l'air met le meme temps pour le parcourir il va forcément plus vite
fred

[invite04978021]

Bonjour,

Justement le problème est là : pourquoi l'air mettrait-il le même temps ?

Merci

[invitee0b658bd]

bonsoir,
interessante question, imaginons que l'air mette beaucoup plus longtemps, on va avoir une accumulation d'air en amont qui va croitre indéfiniment.
si on est en regime etabli, le debit dans la veine d'air en amont est egal au debit dans la veine d'air en aval, c'est ce que l'on appelle la conservation de la masse (l'aile n'absorbe ni ne crée de matière)
fred

[A voir en vidéo sur Futura]

[Aroll]

Bonjour.

bonsoir,
une explication simpliste mais pas fausse est juste que vu la forme du profil, le chemin a parcourir par l'air est plus long, comme l'air met le meme temps pour le parcourir il va forcément plus vite
fred

Je suis désolé, mais l'explication du parcours plus long est fausse, vraiment fausse.

Amicalement, Alain

[pat7111]

Je suis désolé, mais l'explication du parcours plus long est fausse, vraiment fausse.

+1

Comme l'a fait remarquer verdae31, le raisonnement - je dirais presque le syllogisme - de l'explication par la distance plus longue repose sur la premisse que les temps de parcours sont egaux. Or, il n'y a aucune raison pour que deux particules abordant ensemble le bord d'attaque se donnent rendez-vous au bord de fuite et d'ailleurs ce n'est pas le cas...

Dans le lien suivant http://iopscience.iop.org/0031-9120/38/6/001 se trouve un article tordant le cou a cette theorie, preuve experimentale a l'appui. Dans l'onglet Supplementary Data, la video montre un test en soufflerie avec des impulsions de fumee. On voit clairement que le temps de parcours est plus court sur l'extrados que sur l'intrados. Donc, non seulement le parcours est plus long mais en plus le temps de parcours est plus court, donc la vitesse sur l'extrados est vraiment plus grande (d'ou moins de pression par Bernoulli). En revanche, la "theorie du parcours plus long" est muette sur les temps de parcours et l'explication donnee etablissant leur egalite - pierre angulaire, souvent tacite, du raisonnement - est dementie par l'experience. Donc la fameuse theorie n'explique rien...


L'explication enseignee en ecole d'aero dans les grandes lignes c'est que d'apres le Th de Joukowski, la portance est liee a la circulation de la vitesse, laquelle serait nulle si la vitesse etait continue. Donc, pour qu'il y ait de la portance, il faut une discontinuite de vitesse. On montre qu'il existe deux points d'arret sur un profil (vitesse nulle) et la condition de Kutta montre que l'un d'eux est le bord de fuite (sinon on aurait une vitesse infinie pour contourner l'arete). La ligne de courant partant du bord de fuite est donc une ligne de glissement et la vitesse de l'ecoulement venant de l'extrados a une vitesse differente de celle venant de l'intrados, d'ou circulation non nulle et existence de la portance.


La portance est probablement un bon exemple qu'expliquer un phenomene complique avec une explication simple et juste est un probleme hyperstatique. C'est sans doute pour cela que c'est complique....

Patrick

[invite04978021]

Bonjour,

Je ne comprends pas la théorie de Joukowski et la condition de Kutta, ni la circulation de la vitesse, mais le fait que ce soit une théorie enseigné dans les écoles d'aéro me fait dire que ce modèle est plus proche de la réalité que celui avec Bernoulli car des profils symétriques ont une portance malgré des chemins égaux à parcourir !!!

Je n'ai pas trouvé l'article ni la vidéo à partir du lien! Comment faire pour l'obtenir ?
Y-aurait-il une ame charitable pour expliquer e façon pédagogique Joukowski et Kutta, comment un avion vole quoi ?

Merci

[pat7111]

plus proche de la réalité que celui avec Bernoulli car des profils symétriques ont une portance malgré des chemins égaux à parcourir !!!

Bernoulli n'est pas en cause, si la vitesse augmente alors la pression diminue et la difference de pression integree sur la surface de l'aile provoque la portance. Ce qui est en cause est l'explication de l'augmentation de vitesse.

Les profils pas seulement symetriques mais surtout d'epaisseur tendant vers 0, sont aussi un bon exemple de l'inanite de la sus-citee theorie puisqu'il y a evidemment de la portance alors que les distances sont egales.

Je n'ai pas trouvé l'article ni la vidéo à partir du lien! Comment faire pour l'obtenir ?

Je viens de ressayer le lien et vu d'ici, ca marche...

Y-aurait-il une ame charitable pour expliquer e façon pédagogique Joukowski et Kutta, comment un avion vole quoi ?

Je ne me relancerai pas, vu que ce n'est pas mon domaine de specialisation. Maintenant si ca se fait a la vitesse de la lumiere mais tout de meme en plusieurs heures a SupAero, quiconque expliquerait cela sur un coin de table en quelques minutes et avec les mains soit viendrait de faire une decouverte fondamentale soit, plus probablement, ne saurait pas de quoi il parle.

[triall]

Bonsoir , pour la portance, je pense que cela marche ainsi: plus de pression au dessous qu'au dessus , car au dessus l'air décolle à cause de la forme et crée un "vide partiel d'air" , il y a ainsi moins de pression au dessus .L 'aile étant d'autre part légèrement inclinée vers le haut , il se crée un appui par dessous , avec déviation de l'air vers le bas .... Le pilote gère cette inclinaison qui peut s'affaiblir avec la vitesse (voire s'annuler)...Voilà comment je vois le phénomène .

Saluts

[invite0324077b]

les histoire de portance a cause de vitesse difference sur les 2 faces sont completement fausse

l'experience est facile a faire : passer un bout de tole fine par la portiere de la voiture : a la moindre incidence ca porte tres bien : il n'y a pas besoin de profil arondi pour porter

il y a une autre facon physique de voir la portance : avant passage de l'avion l'air etait imobile : en passant l'aile incliné pousse une certaine quantité d'air vers le bas : c'est en reaction a cette masse air poussé en bas que l'avion est poussé en haut

[triall]

Exactement, pour le bas c'est ça , et pour le haut il y a moins de pression car l'air décolle , ainsi l'avion est aussi "aspiré " vers le haut .(moins de pression sur le haut )
Un ami avait remplacé la bâche de sa 2 cv par un plastique, passé 50 km/h à fond de 3ème, on voyait nettement le plastique aspiré vers le haut !

Pour monter/descendre le pilote gère cette inclinaison de l'aile ...
Cordialement.

[calculair]

bonjour,

Une aile sans profil special, ça peut marcher.

Le problème pour une bonne aile est d'assurer la portance en minimisant la trainée.

la portance est la resultante d'un grand nombre de forces, l'une est la depression de Bernouilli

la conservation de la quantité de mouvement ni est pas etrangère

[triall]

En physique , toutes les forces , les moteurs,les poussées, les principes où sont mis en jeu un déplacement.....reposent sur la conservation de la quantité de mouvement , même en théorie les forces électriques , la gravitation donc très certainement ...
Ainsi en disant qu'il y a de la conservation de la quantité de mouvement "dans l'air" on est certain du compte ..
Cordialement

[calculair]

bonjour
Tu ajoutes la conservation de l'energie ( Bernouilli ) est c'est bon ....

[obi76]

Salut,

je me permets de déterrer cette discussion ma foi fort intéressante, pour savoir ce que vous en pensiez :

pour la portance, je pense que cela marche ainsi: plus de pression au dessous qu'au dessus , car au dessus l'air décolle à cause de la forme et crée un "vide partiel d'air" , il y a ainsi moins de pression au dessus .

dans ce cas, comment expliquer le phénomène de décrochage ?

[Lil00]

dans ce cas, comment expliquer le phénomène de décrochage ?

Bonjour,

Je pense qu'il s'agit alors d'un passage d'un écoulement laminaire à un écoulement turbulent, et alors la pression n'est plus si différente entre le dessus et le dessous.

[obi76]

Je pense qu'il s'agit alors d'un passage d'un écoulement laminaire à un écoulement turbulent, et alors la pression n'est plus si différente entre le dessus et le dessous.

non justement parce que la couche limite est (volontairement) turbulente au dessus et tout le temps. Ca permet d'améliorer la vitesse minimale avant décrochage...

[Amanuensis]

non justement parce que la couche limite est (volontairement) turbulente au dessus et tout le temps.

Cela vient d'où, cette idée?

[obi76]

Que ça fait plusieurs décennies qu'on met des winglets (sur l'image, les bouts de plastique blanc, tiré de http://www.aerobuzz.fr/spip.php?article712) sur le bec des ailes des petits avions et des surfaces rugueuses sur les becs des gros porteurs pour que la couche limite devienne turbulente. Une couche limite turbulente reste accrochée beaucoup plus facilement sur l'extrados qu'une couche limite laminaire.

[mAx6010]

une couche limite est divisee en plusieurs sous-couches, dont la plus proche à la paroi est toujours laminaire, non?
Cf loi logarithmique de y+

[Amanuensis]

La plus proche n'est-elle pas immobile par rapport à l'aile ?

[obi76]

Là vous jouez avec les mots.

Évidement l'air est considéré comme immobile au contact d'une paroi. De là à en déduire qu'une couche limite est nécessairement laminaire, c'est faux.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Couche_...ite_turbulente

bon courage...

[mAx6010]

je parlais de la sous-couche laminaire (la couche limite se subdivise encore en plusieurs sous-couches)
http://www.cfd-online.com/Wiki/Intro...rtial_sublayer

[obi76]

Peut être, mais il s'avère qu'une couche limite "qualifiée" (si vous voulez des guillemets) de turbulente, le décollement des lignes de courant est bien plus difficile.

Je ne vois pas ce qui vous dérange en fait ?

[velosiraptor]

Ah, ça fait du bien. Il y a quelque temps sur ce forum, j'avais fait remarquer que le th. de Bernoulli était un peu léger pour expliquer la sustentation à lui tout seul ....
On m'avait un peu renvoyer dans le style, allez, ici on parle physique, va jouer ailleurs .......
Bref .......

[calculair]

bonjour,

Quand les vitesses air ne sont plus bonnes autour du profil, la portance disparait

https://docs.google.com/viewer?a=v&q...brFZp7zjsMgz-A

[calculair]

Re bonjour

Pour s'en persuader faisons la manip

http://theo123.free.fr/Rapport%20sta...E9crochage.pdf

[obi76]

Disons que ce que je ne comprends pas, c'est que les explications sont assez ambigues.

Déjà, pour moi, c'est bien le théorème de Bernouilli (moyenné) qui explique ça.
Cependant, l'explication du : "pourquoi l'air va plus vite au dessus" est fausse. L'histoire d'un point sur la ligne de courant qui "se duplique" (admettons) "et doit se retrouver au même point, après avoir passé l'intrados et l'extrados" est fausse. Les manips le confirment : l'air va encore plus vite au niveau de l'extrados. Si on prend une particule fluide qui se duplique, celle qui passera au dessus arrivera avant celle qui va en dessous, ce qui implique une vitesse encore plus élevée qu'en considérant ce phénomène.

D'où la question : pourquoi ? Et pourquoi lors d'un décrochage la portance diminue fortement ?

Ah, ça fait du bien. Il y a quelque temps sur ce forum, j'avais fait remarquer que le th. de Bernoulli était un peu léger pour expliquer la sustentation à lui tout seul ....

C'est ici pour ça . Pour moi le théorème de Bernoulli s'explique sur l'extrados, mais sur l'intrados non (du moins sur l'intrados, ce n'est pas le phénomène majoritaire).

[tenocnoc]

bonsoir je trouve le document que nous propose Calculair sur le décrochage très intéressant et révélateur. c'est le schéma D qui me fait dire cela. je lui trouve une anomalie, surtout si je le compare a la photo qui accompagne le commentaire qui le concerne. a vous...(de jouer)

[tenocnoc]

voici la page incriminee. trouvez l'erreurhttps://docs.google.com/viewer?pid=bl&srcid=ADGEESjON8 rjEPrLNV7E3RVtTq4P0ATyDSAeD860 c69ymHLpEt3_CGzCSOCvc6JcN1WQw-MVtYniL_UE-0-8nWbubBWUujvaHgu-Z1mI4KxTPTZN_4hXGTNnbcay7lZt8v TPK19mcTgJ&q=cache%3Auw_Y3YnbS YgJ%3Awww.flighttraining.be%2F Stall%27s%2FStall%27s.pdf%20de crochage%20portance&docid=13c6 aa74356d5148779addb418570a95&a =bi&pagenumber=2&w=711