Portance, Bernoulli ou les lois de Newton, l'effet Coanda ?

[Amanuensis]

Cela fait partie des questions qui peuvent etre posées au futures hotesses de l'air lorsqu'elles passent la partie théorique du CSS.
En même temps, je ne pense pas que lorsqu'on demande à une hotesse de l'air de s'assoir sur le siège de pilotage, ce soit pour piloter l'avion.

je crois aussi que cela doit se trouver dans l'épreuve théorique du brevet de pilotage, ainsi que dans les cours destinés aux coordinateurs de vol, préparateurs de plans de vols et aux contrôleurs aériens.

Ils doivent répondre ce qu'on leur a appris à répondre. À quoi leur servirait une réponse physiquement correcte plutôt qu'une réponse convenue?

J'imagine que le jury du TPE ne sera pas composé d'hôtesses de l'air.

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Si le point est juste trouver des références pour la réponse que vous proposez, je peux en fournir des tas. Cherchez "portance" sur un moteur de recherche, et vous n'aurez que l'embarras du choix.

Personnellement, j'en reste aux critères de mon message #6. Qu'en pensez-vous?
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[Zefram Cochrane]

Aucune explication de la portance ne peut être satisfaisante si elle n'explique pas:

- l'importance d'un bord de fuite "aigu",
- l'effet de l'incidence,
- le décrochage (perte de la portance) si l'incidence est trop élevée,
- le respect de la loi de l'action et la réaction.

Il est clair que (par exemple) la soi-disant explication par "le phénomène de Bernouilli" faillis sur tous les points.

Le premier est sûrement le plus important à analyser, car manqué par la plupart des "explications".

Bonjour,
Pour le premier point, je ne voit pas vraiment en quoi avoir un bord de fuite aigu à de l'importance dans la portance, hormis qu'un bord de fuite de section large entraine un effet de traine aérodynamique ( comme un aérofrein).

pour l'incidence : la portance dépend de la vitesse air de l'appareil et l'écoulement de l'air autour de l'aile doit être laminaire sinon apparaissent des turbulence de sillage. C'est pour limiter ces turbulance que les avions de ligne sont équipés de winglets en lieu et place du saumon ( extrémité de l'aile).

Le décrochage s'explique par ailleurs à cause des turbulences aérodynamiques engendrées au niveau de l'extrados en cas d'incidence élevée.

pour ce qui est du coté plus théorique, je suggère de nous intéresser à ce sujet.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Transsonique

Au début du développement aéronautique, l'expérimentation a précédé les recherches théoriques puis quand la guerre de 14-18 est survenue l'aéronautique s'est développée et a supplanté les dirigeables.

[Amanuensis]

Pour le premier point, je ne voit pas vraiment en quoi avoir un bord de fuite aigu à de l'importance dans la portance

Voir "condition de Kutta".

pour l'incidence : la portance dépend de la vitesse air de l'appareil et l'écoulement de l'air autour de l'aile doit être laminaire sinon apparaissent des turbulence de sillage. C'est pour limiter ces turbulance que les avions de ligne sont équipés de winglets en lieu et place du saumon ( extrémité de l'aile).

Cela n'explique pas l'effet de l'incidence, la dépendance de la portance à la valeur de l'incidence dans le régime portant (hors décrochage).

(Et il y a toujours des turbulences dans le sillage de l'avion... Gros problème d'ailleurs pour les aéroports chargés.)

Le décrochage s'explique par ailleurs à cause des turbulences aérodynamiques engendrées au niveau de l'extrados en cas d'incidence élevée.

Certes! Mais pourquoi y a-t-il turbulence en cas d'incidence élevée? Ce n'est pas l'explication par Bernouilli qui peut répondre à cela!

(Voir couche limite, et décollement de la couche limite)


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Ceci dit, chacun peut avoir des critères distincts pour une "explication de la portance". J'ai juste donné les miens (du moins certains des miens). Si quelqu'un se satisfait de moins, cela ne me pose pas de problème. Maintenant, vu le sujet il me semblait utile de donner des pistes autres que les banalités qui ne me satisfont pas. Au pire, cela ne sert à rien, cela ne peut pas être nuisible.

[tenocnoc]

bonjour Peut-on se contenter de dire que l'air à l'extrados suit le profil de l'aile? Le fait principal n'est-il pas que cet air subit une accélération du haut vers le bas ; l'énergie de cette accélération ayant pour origine la pression dans la colonne d'air au dessus de l'aile ? La bonne vitesse de l'avion pour la bonne inclinaison de l'aile devrait être celle qui fait tomber l'air accéléré vers le bas juste derrière le bord de fuite de l'aile. merci

[invite20ae9842]

Bonjour.

Bonjour,
Pour le premier point, je ne voit pas vraiment en quoi avoir un bord de fuite aigu à de l'importance dans la portance, hormis qu'un bord de fuite de section large entraîne un effet de traîne aérodynamique ( comme un aérofrein).

Le bord de fuite mince empêche le contournement du bord de fuite par le flux passant sous l'intrados (le "virage" est trop court, en quelque sorte), et impose que le point d'arrêt "arrière" se fixe à cet endroit (si tu identifies le bord de fuite à un seul point, il appartient alors aussi bien à l'extrados que à l'intrados, et il ne peut y avoir à cet endroit qu'une seule vitesse d'écoulement (because un point), et la seule vitesse commune possible au deux écoulements est celle du point d'arrêt (donc 0)).
Sans cela, pas de circulation et donc pas non plus de portance, puisque c'est la circulation qui in fine permet la déviation vers le bas

pour l'incidence : la portance dépend de la vitesse air de l'appareil et l'écoulement de l'air autour de l'aile doit être laminaire sinon apparaissent des turbulence de sillage. C'est pour limiter ces turbulance que les avions de ligne sont équipés de winglets en lieu et place du saumon ( extrémité de l'aile).

Les Winglets luttent contre les vortex d'extrémité de voilure (il n'y a pas que cela comme turbulences de sillage), qui sont liés à la traînée induite. Leur rôle est donc surtout de limiter cette traînée.

Le décrochage s'explique par ailleurs à cause des turbulences aérodynamiques engendrées au niveau de l'extrados en cas d'incidence élevée.

Ces turbulences sont dues au décollage de la couche limite, elle même produite par une dépression d'abord trop forte. En plus simple, le flux passant sur l'extrados ne parvient plus à suivre le profile.

Amicalement, Alain

[invitef29758b5]

bonjour Peut-on se contenter de dire que l'air à l'extrados suit le profil de l'aile

Premièrement ce n' est pas vrai .
Deuxièmement il ne faut pas négliger l' écoulement à l' intrados .

Le fait principal n'est-il pas que cet air subit une accélération du haut vers le bas

C' est l' explication par variation de quantité de mouvement

[Amanuensis]

Précisons: variation de la quantité de mouvement de l'air. Pour un avion en vol à vitesse stationnaire, sa quantité de mouvement est aussi stationnaire à court terme (en négligeant la baisse de masse par consommation du kérozène).

C'est une des difficultés du traitement de la quantité de mouvement. L'air a une quantité de mouvement modifiée localement (vitesse vers le bas), mais la quantité de mouvement de l'avion ne change pas.

Faut prendre en compte la Terre et la pesanteur qu'elle exerce pour avoir l'idée complète.

[invitef29758b5]

et il ne peut y avoir à cet endroit qu'une seule vitesse d'écoulement

En théorie ...
En pratique la vitesse d' écoulement à l' intrados n' est pas la même qu' à l' extrados .
Las profils NACA 4 ou 5 "digits" n' ont pas un bord de fuite pointu .

[calculair]

Bonjour,

Sur l'écoulement de l'air il y a parfois plusieurs effets qui sont en compétition

Les fluides ne sont pas parfaits, il sont visqueux et si la conservation de l'énergie se traduit par moment par benoulli il est accompagné par d'autres effets.

Une façon de tenter de faire la synthèse se trouve ici.

ooks.google.fr/books?id=l4FzBcfRUBgC&pg=PA179 &lpg=PA179&dq=theorie+de+profi l+mince+portance&source=bl&ots =14219TcEDo&sig=iOOWy09wC6RDsM _f6vAD-atL3lY&hl=fr&sa=X&ei=1-pIVLjOPIT0PJHEgNAP&ved=0CGEQ6A EwCQ#v=onepage&q=theorie%20de% 20profil%20mince%20portance&f= false

Mais cela restera imparfait, c'est pour cela que des essais en soufflerie reste nécessaire.

Une modelisation parfaite reste très délicate et difficile...

[Amanuensis]

Las profils NACA 4 ou 5 "digits" n' ont pas un bord de fuite pointu .

J'ai mis "aigu" entre guillemets, et renvoyé à la condition de Kutta.

Maintenant je suis intéressé par une référence auxdits profils ; toutes celles que je trouve montrent un bord de fuite "à rayon de courbure négligeable", ce ne doit pas être de bonnes références.

[invitef29758b5]

Regarde wikipédia :

Note that in this equation, at (x/c) = 1 (the trailing edge of the airfoil), the thickness is not quite zero

Par contre :

If a zero-thickness trailing edge is required, for example for computational work

Le "computational work" c' était avec les moyens des années 30 .
Les programmes modernes s' en fichent complètement .

[Amanuensis]

Pas convaincant...

Mais si vous tenez a démolir le sujet du bord de fuite dans la tête des lecteurs, je ne vais pas vous empêcher de le faire. J'espère juste qu'ils iront lire les références et se feront une idée par eux-mêmes plutôt qu'attendre un réponse toute faite issue de combats rhétoriques.

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Jamais compris pourquoi le sujet de la portance donne des réactions si "belliqueuses"...

[invite20ae9842]

En théorie ...

C'est sûr que en pratique, un bord de fuite ponctuel n'existe pas, mais le faire simplement "relativement fin" est suffisant et découle de la même logique.

En pratique la vitesse d' écoulement à l' intrados n' est pas la même qu' à l' extrados .

Tout à fait, mais j'ai un peu de mal à comprendre l'intérêt de cette phrase dans le cadre de la discussion pour l'instant.

Las profils NACA 4 ou 5 "digits" n' ont pas un bord de fuite pointu .

qu'ils ne soient pas "ponctuels", pas de problème, mais même pas simplement "pointu" au sens habituel, je demande des références claires.

J'ai mis "aigu" entre guillemets, et renvoyé à la condition de Kutta.

Qui est incontournable......

Maintenant je suis intéressé par une référence auxdits profils ; toutes celles que je trouve montrent un bord de fuite "à rayon de courbure négligeable", ce ne doit pas être de bonnes références.

Regarde wikipédia :

Par contre :

Le "computational work" c' était avec les moyens des années 30 .
Les programmes modernes s' en fichent complètement .

Dans ton lien, la phrase que tu retiens est "Note that in this equation, at (x/c) = 1 (the trailing edge of the airfoil), the thickness is not quite zero. If a zero-thickness trailing edge is required, for example for computational work, one of the coefficients should be modified such that they sum to zero." qui ne signifie pas que le bord de fuite n'a pas besoin d'être mince.

Pas convaincant...

Mais si vous tenez a démolir le sujet du bord de fuite dans la tête des lecteurs, je ne vais pas vous empêcher de le faire. J'espère juste qu'ils iront lire les références et se feront une idée par eux-mêmes plutôt qu'attendre un réponse toute faite issue de combats rhétoriques.

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Jamais compris pourquoi le sujet de la portance donne des réactions si "belliqueuses"...

Effectivement, c'est curieux..

Amicalement, Alain