Traînée induite

S'EXERCENT SUR UNE AILE D'AVION 
 I-AERODYNAMIQUE DE l'AVION 1 - Pourquoi l'avion vole ? 2 - La résultante aérodynamique A. Définition B. Relation vitesse-pression C. La résultante aérodynamique, décomposition en portance et traînée.

3 - Relation entre les paramètres A. Relations mathématiques B. Les coefficients aérodynamiques 

C. Relations entre l'aérodynamique et la vitesse 

D. Relations mathématiques (bis ) 

II- LA PORTANCE 1 - Histoire de la Portance 2 -

Pour comprendre la suite de ce TIPE, nous devons d’abord définir quelques caractéristiques du planeur (on s’intéressera surtout à l’aile de ce dernier). Profil d’une aile de planeur (en coupe) α : Angle d’incidence (en °) D (drag) : Force de traînée (en N) L (lift) : Portance (en N) V : Vitesse relative du vent (en m.s-1) C : Corde (en m) Comme on peut le voir sur le schéma, dans une aile de planeur, un côté est nécessairement plus grand (extrados) que l’autre (intrados) : nous expliquerons

de poussée COMPOSANTES DE LA FORCE AERODYNAMIQUE (Fa) (Fz) est la composante aérodynamique perpendiculaire aux filets ______________________________________________________________________________________________ d'air du vent relatif. La traînée _____________________________________________________________________________________ (Tx) est la composante aérodynamique parallèle aux filets d'air du ______________________________________________________________________________________________

vols motorisés, contrôlés le 17 Décembre 1903. C’est un biplan à configuration canard, la gouverne de profondeur étant le plan avant. La polaire de l’aile est la représentation graphique du coefficient de portance en fonction du coefficient de trainée. Formule de la portance : II- Commandes essentielles Ailerons : axe de roulis Partie mobile implantée sur le bord de fuite en bout d'aile. Pour faire incliner un avion à gauche il faut baisser l'aileron droit et lever l'aileron gauche

à v, et en une résistance ou traînée Rx dans la direction de v. Ces deux forces ont pour expressions : [pic] où ρ est la masse volumique de l'air ambiant, Cz et Cx sont des coefficients dont les ordres de grandeur, en fluide incompressible, sont : [pic] où α est l'angle d'incidence exprimé en radians et kl  =k/(1 + 2k/πλ) ; k dépend du profil mais est voisin de π. Le coefficient de traînée de profil, Cxp (somme des coefficients de traînée de pression et de traînée de frottement), est sensiblement

équivalent sur terre environ a 9.81N/kg. La trainée : on l’appelle aussi « résistance à l’avancement ». C’est la force qui s’oppose au mouvement de l’oiseau, dans le sens opposé à sa vitesse relative et elle correspond au regroupement des résistances aérodynamiques. Elle est contraire à la poussée. Sa formule est : ρ : la masse volumique de l’air S : la surface alaire V : la vitesse de l’oiseau Cx : le coefficient de trainée La poussée ou traction : c’est

architecture. Les winglets en sont la preuve superbe, puisqu’elles ont été copiées sur les cigognes et certains rapaces. Durant le vol d’un avion, des tourbillons marginaux d’air se forment au bout des ailes, générant une trainée induite, ralentissant l’avion. Ces tourbillons déséquilibrent l’avion, créant des turbulences et entrainent une augmentation de la consommation en carburant puisque l’avion aura besoin de d’avantage de puissance pour avancer.

de simples fonctions de transfert, tantôt à des algorithmes de commandes plus conformes à sa façon d’opérer, mais aussi plus complexes. Forces aérodynamiques La résultante des forces aérodynamiques est habituellement décomposée en résistance (ou traînée), force latérale et portance, et le moment résultant au centre de gravité en moments de roulis, de tangage, et de lacet. En première approximation, la dépendance des forces aérodynamiques par rapport au mouvement s’établit ainsi: à altitude et vitesse

ralentissant de l’autre. 4 Séquence 5 – SP20 © Cned – Académie en ligne P h ysiq ue Or la vitesse d’un gaz est liée à sa pression (théorème de Bernoulli) : si sa vitesse augmente sa pression diminue et vice-versa. La différence de pression induite de part et d’autre du ballon crée une poussée latérale qui incurve sa trajectoire. C’est l’effet Magnus que l’on retrouve au tennis, au ping-pong, … Séquence 5 La trajectoire que l’on aurait dû observer est la trajectoire (2), mais la trajectoire

Cx qui permet de déterminer la force de résistance à l'avancement, le coefficient Cm0.25 qui permet de déterminer le moment créé par la résultante aérodynamique au point situé à 25% de la corde. La polaire indique la portance en fonction de la traînée pour différents nombres de Reynolds et donc vitesses choisies. Plus les polaires sont décalées vers la gauche moins le profil traîne. Plus les polaires sont hautes, meilleur est le Czmax, donc la portance. Le diagramme de droite donne quatre courbes