II-Les forces mises en place
Définition
Définition
Passons aux forces mises en place lors
du vol d'un oiseau ou d'un avion, il en existe 3 : la portance, le
poids ainsi que la trainée.
La portance : Composante de la résultante des forces de pression qui s'exercent sur un corps en mouvement dans un fluide, perpendiculaire à l'extrados. Celle-ci assure la sustentation d'un avion dans l'air.
Le poids : Résultante des forces exercées sur un corps, l'attirant le corps vers la surface du sol. En opposition avec la portance.
La trainée : Composante de la résultante des forces aérodynamiques s'exerçant sur un corps en déplacement dans l'air, parallèle à la vitesse et de sens opposé.
La poussée: Force que développe un moteur à réaction pour propulser un avion.
Voici un schéma résumant l'application des forces :
La portance : Composante de la résultante des forces de pression qui s'exercent sur un corps en mouvement dans un fluide, perpendiculaire à l'extrados. Celle-ci assure la sustentation d'un avion dans l'air.
Le poids : Résultante des forces exercées sur un corps, l'attirant le corps vers la surface du sol. En opposition avec la portance.
La trainée : Composante de la résultante des forces aérodynamiques s'exerçant sur un corps en déplacement dans l'air, parallèle à la vitesse et de sens opposé.
La poussée: Force que développe un moteur à réaction pour propulser un avion.
Voici un schéma résumant l'application des forces :
Formule
Formule de la portance :
Fz=1/2. Cz .µ.s.v²
Fz définit la portée, en N.
Cz le coefficient de portance qui dépend de Re et d'ϴ, coefficient sans unité.
Re Nombre de Reynolds, coefficient sans dimension.
ϴ l'angle d'incidence, en degrés.
μ masse volumique de l'air, en Kg m-3.
S surface de référence, en m².
V vitesse relative du fluide, en m s-1
Formule du poids:
p=mg
P le poids, en N.
m la masse de l'objet, en Kg.
g L'intensité de la pesanteur : 9,81 N. Kg-1
Formule de la trainée :
Fx=1/2. Cx .µ.s.v²
Fx définit la trainée, en N.
Cx le coefficient de pénétration dans l'air qui dépend de Re et d'ϴ, coefficient sans unité.
Re Nombre de Reynolds, coefficient sans dimension.
ϴ l'angle d'incidence, en degrés.
μ masse volumique de l'air, en Kg m-3.
S surface de référence, en m².
V vitesse relative du fluide, en m s-1
Formule de la poussée
F=Ve*Qm+A1(P1-Pa)
F, poussée en N
Ve, vitesse d'éjection des gaz en m*s^-1
Qm débit massique en kg*s^-1.
A1 aire de la section de sortie de la tuyère en m².
P1 pression à la sortie de la tuyère en Pa.
Pa pression ambiante en Pa.
Résultats
La difficulté des calculs, en particulier pour utiliser la formule de la trainée ainsi que celle de la portance nous a en partie contraint à nous fier aux résultats expérimentaux obtenus à l'aide de soufflerie testant les ailes d'oiseaux et d'avions.
Formule de la portance :
Fz=1/2. Cz .µ.s.v²
Fz définit la portée, en N.
Cz le coefficient de portance qui dépend de Re et d'ϴ, coefficient sans unité.
Re Nombre de Reynolds, coefficient sans dimension.
ϴ l'angle d'incidence, en degrés.
μ masse volumique de l'air, en Kg m-3.
S surface de référence, en m².
V vitesse relative du fluide, en m s-1
Formule du poids:
p=mg
P le poids, en N.
m la masse de l'objet, en Kg.
g L'intensité de la pesanteur : 9,81 N. Kg-1
Formule de la trainée :
Fx=1/2. Cx .µ.s.v²
Fx définit la trainée, en N.
Cx le coefficient de pénétration dans l'air qui dépend de Re et d'ϴ, coefficient sans unité.
Re Nombre de Reynolds, coefficient sans dimension.
ϴ l'angle d'incidence, en degrés.
μ masse volumique de l'air, en Kg m-3.
S surface de référence, en m².
V vitesse relative du fluide, en m s-1
Formule de la poussée
F=Ve*Qm+A1(P1-Pa)
F, poussée en N
Ve, vitesse d'éjection des gaz en m*s^-1
Qm débit massique en kg*s^-1.
A1 aire de la section de sortie de la tuyère en m².
P1 pression à la sortie de la tuyère en Pa.
Pa pression ambiante en Pa.
Résultats
La difficulté des calculs, en particulier pour utiliser la formule de la trainée ainsi que celle de la portance nous a en partie contraint à nous fier aux résultats expérimentaux obtenus à l'aide de soufflerie testant les ailes d'oiseaux et d'avions.