Les 4 forces pour faire voler l'avion...

[Cece-jalce]

Coucou..
Après quelque semaine de réflexion pour notre sujet en TPE on a décidé de choisir l'aviation.
C'est un sujet qu'on aime beaucoup on a bien compris le principe pour que l'avions vole c'est grâce a 4 forces tels que :
La portance, la traînée, la poussée (traction et le poids ..
Auriez vous des idée d'expérience(simple) pour démontrer cela.?
Si oui merci d'avance..
Ps : Notre prof pense qu'on est sur la bonne voix mais est-ce vraiment ces 4 forces qui permettent à l'avion de voler...
Y a t-il d'autres procédés??
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[f6bes]

Coucou..
Après quelque semaine de réflexion pour notre sujet en TPE on a décidé de choisir l'aviation.
C'est un sujet qu'on aime beaucoup on a bien compris le principe pour que l'avions vole c'est grâce a 4 forces tels que :
La portance, la traînée, la poussée (traction et le poids ..
Auriez vous des idée d'expérience(simple) pour démontrer cela.?
Si oui merci d'avance..
Ps : Notre prof pense qu'on est sur la bonne voix mais est-ce vraiment ces 4 forces qui permettent à l'avion de voler...
Y a t-il d'autres procédés??

Bonjour à toi,
Il est bon de lire ,AVANT de poster , à QUOI servent les différentes rubriques d'un site.
En l'occurence la rubrique "TESTS" sert à...TESTER comme l'aurait si bien dit Mr ..DELAPALISSE!

Donc en "visitant" FUTURA tu aurais pu découvrir la rubrique " TPE".
Je te laisse la découvrir!
BON WE

[myoper]

Déplacé chez les physiciens ou il y aura certainement plus d'idées sinon, je laisse les mododucoin re-déplacer en TIPTEP.

[LPFR]

Bonjour.
On ne peut pas dire qu'un avion vole grâce à ces 4 forces.
Il vole grâce à la poussée et malgré le poids et la trainée.
Et pour que la poussée ait lieu sans perdre de l'altitude, malgré le poids et la trainée, il faut de la traction.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[calculair]

Bonjour,

Souvent un bon dessin permet de comprendre .......

[m236m]

Bonjour,

Excellent sujet!

Beaucoup de chose à dire, tout dépend du niveau de détail que souhaitez atteindre...
Effectivement, l'avion ne vole pas grâce à 4 forces. Il compense le poids par la portance et la trainée par la poussée. Et bien sûr il n'y aurait pas de portance sans poussée.
Les expériences sont un peu plus délicates je pense... en effet vous pouvez en faire de géniales avec une soufflerie, mais niveau TPE, je ne pense pas que vous en ayez à disposition. Vous pouvez toujours essayer de vous renseigner dans une boutique de modélisme, réaliser un avion vous-même et faire des essais dessus, mais pour ça il faut savoir quelle est exactement votre problématique, car votre expérience doit être en lien avec!

Vous pouvez aussi apprendre certains logiciels qui sont gratuits et téléchargeable sans problèmes comme XFoil (analyse de profils d'ailes) ou XFLR5 (analyse de profils et de l'avion complet).

Sinon petite expérience très simple mais qui permet de comprendre le phénomène de portance (à un niveau basique j'entends) est de prendre des feuilles de papier.
Une dans chaque main, laissez "pendre" vers le sol. Laissez environ 10 cm d'espace entre elles et soufflez fort au milieu. Vous verrez qu'elles se rapprochent. Pourquoi? Excédent de vitesse implique dépression. Regardez la loi de Bernoulli pour vous en convaincre!

[pascaltech]

Bonjour,

Je suis d'accord avec ce qui a été dit ci-dessus : vous devez revoir l'énoncé. Faire voler un avion, c'est à dire qu'il se déplace, nécessite qu'il y ait une force résultante vers l'avant et dans la direction d'équilibre de l'aéroplane. Et que dire d'un planeur ?

Il y a une expérience intéressante montrée au Grand Palais à Paris : mettez une portion d'aile maintenue sur une balance dans un flux d'air et vous déduirez le poids l'équilibrant.

[calculair]

bonjour,

Pour étudier le vol des avions ou planeurs, il faut s'intéresser aux polaires des ailes, qui donnent les coefficients de portance Cz et de trainée Cx en fonction de l'assiette de l'avion

Ainsi la portance est P = 1/2 Cz d S V*V ou d est la densité de l'air qui dépend de l'altitude et de la température et S est la surface alaire

La trainée est T = 1/2 Cx d S V *V

Evidement il y'a lieu de corriger ces données par les effets du fuselage et du stabilisateur, mais ces effets sont du 2° ordre

Apres il y a lieu de tenir compte de la poussée des moteurs quand ils sont opérationnels

La différence entre un avion qui vole ( même sans moteur ) et une pierre qui est catapultée est que cette derniers suit une trajectoire parabolique ( facile à montrer ) alors que le vol plané , sans toucher au commande de vol est une trajectoire rectiligne. ( pas trop dur à montrer )

[tenocnoc]

bonjour
je crois qu'il faut considérer l'aile comme une "machine à projeter l'air vers le bas", cela pour compenser la gravité.
a l'équilibre en vol, (g.masse de l'avion)=(0,5 .masse de l'air projetée vers le bas . vitesse de cet air vers le bas au carré) voila

[ansset]

bonjour
je crois qu'il faut considérer l'aile comme une "machine à projeter l'air vers le bas", cela pour compenser la gravité.
a l'équilibre en vol, (g.masse de l'avion)=(0,5 .masse de l'air projetée vers le bas . vitesse de cet air vers le bas au carré) voila

ou bien c'est mal dit, ou bien j'interprete mal.
le principe de la portance est justement plutôt l'inverse, c'est la dépression crée par l'aile qui "aspire" l'avion vers le haut.
c'est de surcroit l'aspect le plus interessant de ce TPE, me semble-t-il.
à savoir que l'avion ne "s'appuie" pas sur l'air mais est aspiré vers le haut.
je pense aussi possible de faire une petite simulation avec une forme d'aile ( même petite ) et qui "vole" devant un ventilateur.

[Arzhur]

à savoir que l'avion ne "s'appuie" pas sur l'air mais est aspiré vers le haut.

Y'a les 2: une dépression sur le dessus de l'aile et une sur-pression en dessous (et puis bon quand tu es aspiré...c'est que y'a qqchose qui te pousse).



Sinon sans parler de soufflerie miniature, tu peux essayer de faire voler des petit planeur avec des profils d'aile différent et apprécier les trajectoires (distance max par exemple)

[ansset]

Y'a les 2: une dépression sur le dessus de l'aile et une sur-pression en dessous (et puis bon quand tu es aspiré...c'est que y'a qqchose qui te pousse).

oui, si tu veux, mais c'est une manière d'expliquer les choses que je trouve ambigue, et non pédagogique.
car elle eloigne de la compréhension du phenomène.

[ansset]

je prend un exemple:
en prenant deux feuilles de papier mises devant soi à la verticale et ecarté de 5 ou 10 cm.
si tu souffles au milieu, il se passe quoi d'intuitivement non évident.
elles ne s'ecartent pas mais se rapprochent, parcequ'on a crée une depression entre les feuilles.
ici, la seule force qui intervient est le "vent" entre les feuilles, il n'y a pas à priori de force exterieure aux feuilles qui les rapproche.

[Arzhur]

oui, si tu veux, mais c'est une manière d'expliquer les choses que je trouve ambigue, et non pédagogique.
car elle eloigne de la compréhension du phenomène.

Je sais pas, je trouve que la portance n'est pas facilement explicable, du coup les deux me vont :

tu peux passer par Navier-Stokes et avoir la version avec dépression/surpression : et là bonjour, pour expliquer facilement pourquoi l'air subit une accélération/dépression (inv. décélération/compression)

ou alors par Newton avec l'aile qui se "cogne" fort sur l'air : et là, c'est pour expliquer que l'air "cogne" moins sur le dessus que c'est plus compliqué.

[Nicophil]

Bonjour,

Faire voler un avion, c'est à dire qu'il se déplace, nécessite qu'il y ait une force résultante vers l'avant et dans la direction d'équilibre de l'aéroplane.

Comment ça ? je ne comprends pas bien...

[ansset]

Je sais pas, je trouve que la portance n'est pas facilement explicable, du coup les deux me vont :
.

non, justement.
la portance est bien d'avantage crée par la dépression au dessus de l'aile que par la surpression en dessous.
après tu peux dire dire l'un est équivalent à l'autre, mais c'est une erreur pédagogique.
c'est un peu comme si je disais qu'il n'y a pas de gravité, mais une absence de gravité dans l'autre direction.

[Arzhur]

elles ne s'ecartent pas mais se rapprochent, parcequ'on a crée une depression entre les feuilles.
ici, la seule force qui intervient est le "vent" entre les feuilles, il n'y a pas à priori de force exterieure aux feuilles qui les rapproche.

Je pige pas : tu me dis que les feuilles bougent sans force extérieures ? Quand tu souffles pas, la pression de l'air est la même des 2 cotés d'une feuille. Tu souffles, y'a "dépression" d'un côté et pas le l'autre -> d'un côté l'air "pousse" plus fort que de l'autre.

[Arzhur]

la portance est bien d'avantage crée par la dépression au dessus de l'aile que par la surpression en dessous.
après tu peux dire dire l'un est équivalent à l'autre, mais c'est une erreur pédagogique.

Euh mais je ne l'ai jamais remis en cause ça....(ou alors dit moi où parce que je n'ai pas parlé d'intensité de la dépression/surpression)

après tu peux dire dire l'un est équivalent à l'autre, mais c'est une erreur pédagogique.
c'est un peu comme si je disais qu'il n'y a pas de gravité, mais une absence de gravité dans l'autre direction.

Euh je piges pas trop ton point de vue....c'est pas qu'on considère soit une dépression soit une surpression : c'est que y'a les 2.

Si tu prends une aile symétrique dans un écoulement d'air à incident nulle -> l'air pousse pareil des 2 cotés -> portance nulle.

Si tu l'inclines tu as les 2 phénomènes une dépression et une surpression ( par rapport à la pression statique de ton fluide). Tu ne mélanges pas la surpression avec la dépression même si les 2 vont avoir une action dans le même sens.

[LPFR]

Re.
Tout objet qui vole: avion, hélicoptère, mouche, planeur obéit à la règle qui faut qu'il envoie vers le bas un débit d'air qui satisfait que le poids est compensé par l'accélération d'un débit d'air Q (kg/s) vers le bas tel que:
F = Q.v, où 'v' est la vitesse de l'air envoyé vers le bas.

Cet air peut être envoyé vers le bas par une surpression dans le bas de l'aile ou par une dépression sur le dessus. Vue de loin, ça ne change rien.
La réalité est qu'il s'agit bien d'une dépression sur l'extrados. Et pour étudier le comportement des ailes c'est par l'aérodynamique qu'il faut passer et non par F = Q.v, qui n'aide pas à concevoir des ailes.
A+

[Arzhur]

La réalité est qu'il s'agit bien d'une dépression sur l'extrados

Non, la réalité c'est que y'a les deux ( même si tu peux faire un profil qui va avoir une surpression quasi nulle à une certaine inclinaison)


http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/presar.html -> ici ça montre la répartition dépression/surpression. (avec la nette domination de la dépression...)

Et pour étudier le comportement des ailes c'est par l'aérodynamique qu'il faut passer et non par F = Q.v, qui n'aide pas à concevoir des ailes.

au passage , les profils NACA peuvent être un bon point de départ pour dimensionner une aile (si besoin)

http://airfoiltools.com/airfoil/naca4digit -> y'a même les polaires qui sont données

[m236m]

Je confirme, les deux phénomènes sont présents, dépression et surpression.

Néanmoins il est certain que la depression est plus importante que la surpression. Il n'y a qu'à regarder la repartition des coefficients de pression autour de l'aile pour s'en convaincre. D'ailleurs, cest une de raison pour lesquelles on peut mettre les moteurs sous l'aile: la portance n'est pas affectée de manière suffisamment importante pour empecher la sustentation de l'avion.

[ansset]

merci LPFR et m236,
jr me sentais bien seul dans mon argumentaiton que ne voulait pas entendre Arzhur !

[ansset]

Cet air peut être envoyé vers le bas par une surpression dans le bas de l'aile ou par une dépression sur le dessus. Vue de loin, ça ne change rien.
La réalité est qu'il s'agit bien d'une dépression sur l'extrados. Et pour étudier le comportement des ailes c'est par l'aérodynamique qu'il faut passer et non par F = Q.v, qui n'aide pas à concevoir des ailes.
A+

celà te suffit il pour te convaincre ?

[Arzhur]

Mais tu lis ce que j'écris ?

Je m'auto-cite

Euh mais je ne l'ai jamais remis en cause ça....(ou alors dit moi où parce que je n'ai pas parlé d'intensité de la dépression/surpression)

La dépression fait la majorité de la portance...oui c'est un fait, et je ne le remet pas cause.Mais malgré tout t'as une surpression qui participe à la portance (de mémoire c'est 20% de la portance..désolé j'ai pas plus de source...d'après le graphique précédent ca me parait pas trop éloigné)

: la portance n'est pas affectée de manière suffisamment importante pour empecher la sustentation de l'avion.

Oui enfin tu peux mettre ton moteur au-dessus aussi...c'est plus chiant, moins performant mais ça marche. cf la quasi totalité des hydravions.

[Lonepsi]

Si vous me permettez juste une remarque:
la portance n'est pas due directement à la poussée (ou traction).
La portance est due à la vitesse de l'avion. C'est à cause de ça qu'il a besoin de se "lancer" sur une piste de décollage, même si la traction est suffisante dès le début.
Démo: je construis un avion en papier et je le lance. Une fois l'air il se casse la figure parce que je ne sais pas faire des avions en papier, mais il vole sans traction.

[pascaltech]

Bonjour,

Comment ça ? je ne comprends pas bien...

Bonjour,

C'est toute la différence avec un ballon dirigeable. La direction d'équilibre correspond à la trajectoire; un avion peut se déplacer dans les airs mais ne pas voler : cas d'une figure de voltige.

[pascaltech]

Vous ne parlez pas de la couche limite !! Sans continuité de surface entre l'extrados et l'intrados, il n'y a pas de sustentation. C'est pour cette raison qu'il y a des volets de courbure qui permettent de modifier cette couche limite.

[Cece-jalce]

Mercii...
A vous tous ..
Dès aujourd'hui je compte retravailler sur notre TPE et prendre en compte vos petits commentaire..

[Cece-jalce]

Quand on ne connaît pas un site on ne le sais pas forcément mais j'en tiendrai compte...

[ansset]

bonjour:
un petit lien didactique :
http://air-et-terre.info/aerodyn_theorique/