tpe aerodynamique

Pages: 5 (1102 mots) Publié le: 26 juin 2014
I.2) Les différentes forces qui s’exercent sur un corps volant (portance, trainée, poids, traction)
(changement)
Tous les principes et formules décrit dans cette partie sont applicables à tous mobile se déplaçant sur terre et dans un fluide. Car les déplacements des mobiles sur terre sont tous régi par les mêmes lois de l’aérodynamique.
Je vais vous expliquer les principes de base del’aérodynamique en prenant le cas d’un avion pour plus de clarté. Le vol d’un avion est régi par quatre forces la traction T, le poids P, la portance Rz et la trainée Rx.
Je vais maintenant vous définir ces quatre notions :
La traction est la force produite par l’hélice ; elle tracte l’avion vers l'avant. Elle est aussi appelée la poussée dans le cas d’un avion à réaction. Elle varie en fonction du régimeet de la puissance de l’hélice ou du réacteur.

Le poids apparent est l’effet de l’attraction terrestre sur la masse de l’appareil ; il s’exerce au centre de gravité de l’aéronef. Il est exprimé par la relation P apparent = m x G. P apparent correspond au poids en Newton, m est la masse en kg, grand G est la constante gravitationnelle qui équivaut à 9.81 kg /N à Paris. Elle varie en fonctionde l’altitude et de sa position terrestre mais cette variation est négligeable.

Un autre facteur entre en jeux quand l’avion n’est pas en vol stable c’est l’accélération de la pesanteur. Chaque seconde la vitesse verticale d’un objet dirigée vers le bas augmente de 9.81m/s² s’il n’y a pas d’autre force qui agissent sur l’objet. C’est pourquoi l’accélération de la pesanteur équivaut à 9.81 m/s²dans les unités du système international, quand l’avion est stable. Cette accélération est aussi mesurée en g (1g = 9,81 m/s²), 1 g est la force à laquelle nous sommes soumis actuellement car nous sommes immobile et donc soumis à la pesanteur sans accélération. En montée, par exemple il y a une accélération de la pesanteur, l’avion et les passagers subissent des g positifs. En descente, l’avionet les passagers subissent des g négatifs. Nous sommes soumis à des g tous les jours, par exemple quand nous prenons l’ascenseur, même si l’accélération de la pesanteur est ici infime. 1g correspond à une fois le poids d’un objet, c’est-à-dire que lorsque l’on est soumis à 2g on pèse 2 fois notre poids. C’est pour cela que l’on parle de poids apparent avec la formule p apparent = m x G et de poidsréel avec la formule p réel = m x grand G x petit g avec petit g en g ou avec la formule p réel = m x petit g avec g en m/s². En virage à altitude constante, on calcule le nombre de g par la formule g = 1/cos x, avec x l’angle d’inclinaison de l’avion. Par exemple a 60 degré d’inclinaison g = 1/cos 60 = 2 g l’avion et les passagers pèsent donc 2 fois leur poids apparent.


La traînée est lasomme des résistances à l’air provoquées par l’avion lui-même; chaque élément de l’avion sur lequel circule de l’air provoque une résistance aérodynamique et donc de la trainée. (changement) La trainée générée par l’aile et non celle générée par l’intégralité de l’avion est calculée par la formule Rx =½  de l’air x V2 x S x Cx. Rx correspond à la force créée par la trainée,  est la massevolumique de l’air qui peut varier notamment en fonction de l’altitude et de la température, V est la vitesse de déplacement dans l’air c’est à dire la somme de la vitesse du vent et de la vitesse de l’avion, appelée vent relatif, S correspond à la surface de l’aile et Cx est le coefficient de trainée. Il n’a pas d’unité et varie en fonction de la forme, de la taille, de la vitesse de l’aile dans l’airet il est mesuré en soufflerie.

La dernière des 4 forces qui régissent le vol d’un avion est la portance, elle permet à un aéronef de s'élever et de se maintenir en altitude. Elle est créée par le déplacement dans l’air d’une aile profilée. Elle est définie par la relation : Rz =½  x V2 x S x Cz avec Rz correspondant à la force créée par la portance et Cz le coefficient de portance, il...
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