Forces aérodynamiques

 

      Lorsqu'un avion vole, il est soumis à un phénomène commun à la plupart des objets se déplaçant dans l'air. Lorsque l'air se déplace autour de l'objet en question (aéronef), il se crée généralement une force aérodynamique néfaste à un comportement optimal. Cette force se décompose en deux actions : la portance, perpendiculaire à l'écoulement et la trainée, parallèle à l'écoulement. La portance est le principal phénomène qui permet à l'avion de voler, il est donc amplifié par la structure de celui-ci. Le schema ci-dessous met en évidence le phénomène décrit ci-dessus, V représentant la vitesse de l'objet, P la portance, T la trainée et F la résultante des forces aérodynamiques.

 

Schématisation des forces aérodynamiques sur un objet en mouvement.

 

A. LA PORTANCE.

      La portance est une force perpendiculaire à l'écoulement, soit verticale et dirigée vers le haut, s'opposant donc au poids. Cette force permet le maintient de l'aéronef en l'air. Elle varie avec la masse volumique de l'air, le maître couple de l'aile, le coefficient de portance défini par le profil des ailes et le carré de la vitesse d'écoulement de l'air autour de l'aéronef. Elle a pour formule :

Fz = 0.5 x µ x S x Cz x V² 

Fz : Portance

µ : masse volumique de l'air

S : maître couple, c'est à dire le surface de l'aile projetée sur un plan perpendiculaire à l'écoulement

Cz : coefficient de portance

V : vitesse de l'air autour de l'aéronef

B. LA TRAINEE.

      La traînée est une force parallèle à l'écoulement de l'air mais opposée au sens de déplacement de l'aéronef, elle correspond aux frottements de l'air. Tout comme la portance, la traînée varie avec la masse volumique de l'air, le maître couple de l'aile, le coefficient de traînée et le carré de la vitesse d'écoulement de l'air autour de l'aéronef. Elle a pour formule :

Fx = 0.5 x µ x S x Cx x V²


Fx : Traînée

µ : masse volumique de l'air

S : maître couple

Cx : coefficiant de traînée

V : vitesse de l'air autour de l'aéronef

 

      On déduit donc la force résultante de la portance et de la trainée, qui nuit à l'équilibre et à la stabilité de l'avion en vol. C'est pourquoi les ingenieurs en aéronautique font tout, et vont tout faire, pour réduire la trainée et les flux d'airs parasites qui déstabilisent l'avion afin de maitriser ou optimiser la portance suivant les besoins. C'est en modifiant l'angle d'incidence de l'aile et en déviant volontairement le flux d'air que l'on peut maitriser la portance. Mais je ne vous fais pas l'affront de vous réexpliquer ce que vous avez déjà découvert précédement... 

 

 

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