Un TIPE sur les avions ??

[Lulabaii]

Bonsoir !!
Je viens ici car je suis en CPGE et je doit préparer mon TIPE... Je me suis dit pourquoi pas un truc en rapport avec les avions, j'ai donc fait des recherches et j'en ai tiré... encore plus de question -,- Du coup je viens ici en espérant que quelqu'un pourra "Voler" (LOL... ou pas) à mon secoure Voici donc une liste de question auxquelles répondres et d'affirmations à démentir pour ceux qui ont le temps Les points d'exclamation indiquent une affirmation à confirmer-préciser-nier, les points d'interrogations indiquent une question
1) En vertu du principe de Bernouilli, la pression sous/sur l'aile n'ira pas à la même vitesse, ce qui aura pour effet de créer une variation de pression de l'air sous/sur l'aile, la pression étant plus forte sous l'aile, cela créé un force de portance qui maintient l'avion en l'air !

2) Pourquoi l'air ne va pas à la même vitesse sous/sur l'aile ??
J'ai pensé que c'est à cause du fait que l'air parcours une distance différente dans le même temps, mais ça voudrait dire que 2 particules arrivant en même temps sur l'avant de l'aile (bord d'attaque ?) l'une passant en haut, l'autre en bas, arriveraient en même temps à l'autre bout de l'aile, ce qui est faux...

3)Augmenter la portance d'un avion facilite les changements d'altitude en vol, ce qui permet une économie d'énergie utilisée pour ces changements d'altitude !!!
Si c'est pas le cas, à quoi bon vouloir augmenter la portance ?

4) comment un avion procède pour changer d'altitude ????
Je m'intéresse ici surtout aux phénomènes physiques mis en jeux lors des variations d'altitude et, dans une moindre mesure, aux dispositifs utilisés

Enfin, j'aimerais avoir 2-3 références de livre parlant de tout ce qui est mentionné plus haut histoire de m'intéresser de près à la chose et de savoir de quoi je parle
Comme je l'ai dit, je suis en prépa scientifique, le travail qu'on me demande est un travail de scientifique/ingénieur, donc j'aurais besoin que vos réponses soient axées dans cette optique...

Merci d'avance
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[lippow]

1) En vertu du principe de Bernouilli, la pression sous/sur l'aile n'ira pas à la même vitesse, ce qui aura pour effet de créer une variation de pression de l'air sous/sur l'aile, la pression étant plus forte sous l'aile, cela créé un force de portance qui maintient l'avion en l'air !

Mon professeur de mécanique des fluides nous a beaucoup parlé de cette force de portance et elle n'est pas expliquée par la différence de pression qui est une " vulgarisation fausse" donnée à de nombreux prépa (en autre).
C'est la déviation du flux d'air (des lignes de champ) vers le bas par l'aile qui crée par réaction une force vers le haut : la portance. (Notre cher ami Newton)

2) Pourquoi l'air ne va pas à la même vitesse sous/sur l'aile ??
J'ai pensé que c'est à cause du fait que l'air parcours une distance différente dans le même temps, mais ça voudrait dire que 2 particules arrivant en même temps sur l'avant de l'aile (bord d'attaque ?) l'une passant en haut, l'autre en bas, arriveraient en même temps à l'autre bout de l'aile, ce qui est faux...

Si tu prends l'image ci-dessous et tu peux prendre un tube de champ dont la surface d'entrée des lignes sont l'avant et la surface de sortie des lignes sont la sortie alors si tu appliques la conservation du débit alors deux particules ne vont pas à la même vitesse si elle passe au dessus ou en dessous de l'aile.



Cordialement,

[LPFR]

Bonjour Lippow.
Il est vrai que la force de sustentation est obtenue en envoyant de l’air vers le bas, et que ceci est valable aussi bien pour un hélicoptère, un avion ou un moucheron.
Mais physiquement, les seules forces que l’air peut exercer sur l’aile sont celles dues à la friction et celles dues à la pression.
Donc, l’explication par les pressions est indispensable. Je dirais même qu’elle est indispensable pour expliquer la déviation des lignes de flux vers le bas.

Ce n’est pas mon domaine, mais je crois que je commencerais les explications avec un profil symétrique et simple (une planche). Là, la portance ne peut être obtenue qu’en inclinant l’aile. Et l’explication de la différence de pression due à la différence de vitesse due à la différence de longueur de parcours ne tient plus la route.
La différence de pression est nécessaire pour le changement de la quantité de mouvement de l’air (comme disait votre prof). Mais je ne vois pas le mécanisme physique qui fait augmenter la pression dans l’intrados.
Au revoir.

[lippow]

Après vérification dans le livre assez complet sur le mécanisme de génération de portance pour une aile d'avion :
Elementary Fluid Dynamics (Oxford Applied Mathematics and Computing Science Series) 1st Edition
by D. J. Acheson

L'explication par les pressions est indispensables en effet mais je pense qu'il est vraiment nécessaire de parler de ce déplacement vers le bas des lignes de champ autant pour moi.. Après il était tard et mes cours de mécanique des fluides sont un petit peu éloignés (je me cherche des excuses).

Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Re.
Nous sommes donc d’accord.
Mais cela ne fait pas avancer le schmilblick de Lulabai (bienvenue au forum).

Pour la question 1 et 2, les explications habituelles ne sont pas très convaincantes. Mais ce n’est pas mon domaine et je préfère passer la main.

3) Augmenter la portance d’un avion, lui permet de se mettre à monter. Il semble que voler plus haut est plus économique en carburant. Mais la raison ne me semble pas évidente. De toute façon il faut envoyer la même quantité de mouvement vers le bas. Par contre, avoir une surface d’aile plus grande, permet d’envoyer la même quantité de mouvement avec le ‘v’ de ‘mv’ plus petit et le 'm' plus grand, ce qui est plus rentable, car l’énergie donnée à la masse d’air envoyée vers le bas est plus faible.

4) Pour monter, on cabre l’avion (on le fait pointer un peu plus vers le haut) en augmentant brièvement la portance des ailes avant et en abaissant celles des ailes arrière. Mais maintenant, la direction de la force de portance est légèrement vers l’arrière. Le moteur doit compenser en augmentant la poussée, pour que l’avion ne ralentisse pas.

Je n’ai pas des références à vous donner. Mais il y a bien d’autres participants qui sont pilotes et qui prendront la relève.

Au revoir.

[calculair]

Bonjour,

toutes tes questions me laissent penser que tu dois d'abord avoir une vision dont la manière un avion vole

peut être ce lien répondra à 80 % de tes questions

Quand à la manière dont les ailes assurent la sustentation, l'explication de Bernoulli répond en parti à la question, mais l'écoulement de l'air est un phénomène complexe.

https://davidgomesbourdier.wordpress...-cours-en-pdf/

[Lulabaii]

Bonjour, merci de vos réponses
@lippow d'accord, je comprend, c'est pour respecter le principe de conservation du débit que la vitesse n'est pas la même

Pour monter, on cabre l’avion (on le fait pointer un peu plus vers le haut) en augmentant brièvement la portance des ailes avant et en abaissant celles des ailes arrière. Mais maintenant, la direction de la force de portance est légèrement vers l’arrière. Le moteur doit compenser en augmentant la poussée, pour que l’avion ne ralentisse pas.

Je vois, donc si la portance est déjà importante, l'augmentation de la poussée nécessaire pendant que l'on cabre pour monter est (un peu) moins importante que si les ailes avaient une faible portance, ce qui représente ainsi un gain d'énergie ??
Je suppose que quand l'on veut descendre, on fait l'inverse pour la portance des ailes : diminution à l'avant/augmentation à l'arrière avec également une poussée par les moteurs pour ne pas piquer ?? Enfin, je suppose que la réponse est dans le lien de @calculair... que je lirai demain dans les transports Dis-moi, quand tu écris "mais l'écoulement de l'air est un phénomène complexe" entends-tu complexe au point de ne pas pouvoir faire mon TIPE sur les avions à cause de la difficulté à reproduire ces phénomènes dans un laboratoire ???

[LPFR]

Bonjour.
Je pense que vous devriez commencer par lire ce que Calculair vous a recommandé.
Vous pouvez lui faire confiance sur le surjet.
Au revoir.

[calculair]

Bonjour,

J'ai mis u lien pour appréhender les grands principes.

Mais si tu veux aller dans les détails

http://constellation.uqac.ca/1610/1/1454776.pdf

Mais il faut commencer par les bases, même si les modélisations sont approximatives, mais traduisent déjà une bonne partie de la réalité

Bonjour, merci de vos réponses
@lippow d'accord, je comprend, c'est pour respecter le principe de conservation du débit que la vitesse n'est pas la même

Je vois, donc si la portance est déjà importante, l'augmentation de la poussée nécessaire pendant que l'on cabre pour monter est (un peu) moins importante que si les ailes avaient une faible portance, ce qui représente ainsi un gain d'énergie ??
Je suppose que quand l'on veut descendre, on fait l'inverse pour la portance des ailes : diminution à l'avant/augmentation à l'arrière avec également une poussée par les moteurs pour ne pas piquer ?? Enfin, je suppose que la réponse est dans le lien de @calculair... que je lirai demain dans les transports Dis-moi, quand tu écris "mais l'écoulement de l'air est un phénomène complexe" entends-tu complexe au point de ne pas pouvoir faire mon TIPE sur les avions à cause de la difficulté à reproduire ces phénomènes dans un laboratoire ???