Comment vole un avion ?

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didier
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# 8 octobre 2009 10:21
Lorsque je lis des explications sur les avions je suis toujours choqué par une idée presque systématiquement évoquée selon laquelle un avion volerait parce qu'il serait tiré vers le haut par la dépression formée sur le dessus de l'aile.
Je ne peux absolument pas partager ce point de vue.
Certes le passage de l'aile à haute vitesse crée dans le milieu ambiant une dépression relative sur la partie supérieure de l'aile et une surpression relative sur la partie inférieure. La différence entre ces deux pression assure la sustentation de l'avion. Il arrive même (je crois que c'est la majorité des cas) que la dépression relative sur le dessus soit plus importante que la surpression relative en dessous. Pour autant il me semble ridicule d'en déduire que pour cela l'avion est "tiré" vers le haut. En effet une dépression (c'est à dire une moindre pression de l'air) en soi ne tire rien du tout simplement appuyant moins fort elle se trouve incapable de compenser à l'identique la pression générée sur la partie inférieure.
C'est une remarque générale de la même façon une pompe n'aspire pas (ne tire pas) c'est toujours une pression d'un coté qui n'est pas completement compensé de l'autre. L'avion est donc bien pourssé plus fort sur la partie inférieure des aile qu'il n'est poussé sur la partie supérieure et c'est cette différence (cette non compensation) qui pousse l'avion vers le haut.
Que pensent de mon point de vue les spécialistes ?
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Vector
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# 8 octobre 2009 14:39
L'histoire de l'avion "pompé" vers le haut est totalement fantaisiste et impossible. Il faudrait l'équivalent d'un terrain de football de surface alaire pour porter un 747. L'aile agit comme un déflecteur d'air qui, par réaction crée une force vers le haut. La meilleure preuve c'est qu'on peut obtenir le même effet avec le jet d'un réacteur (Harrier, Mirage V, etc.). Il y a une photo d'un Cessna Citation qui vole au-dessus d'une couche de nuages et dont la déflexion creuse comme une tranchée dans la couche de nuage. Cette déflexion est due à l'effet Coanda et non à l'accélération de l'air par effet Bernouilli créant une dépression.

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didier
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# 8 octobre 2009 22:21
oui je suis tout à fait d'accord avec cela c'est beaucoup plus logique on le voit d'ailleur avec les volet qui augmentent cette deflexion de l'air pour améliorer la portance. Pourquoi alors 99 % des explications sur l'aviation continuent de nous imposer ces bétises de l'avion tiré vers le haut. j'ai rencontré un instructeur d'aéroclub l'autre jour qui m'a parlé de cette théorie selon laquelle l'avion est tirée vers le haut. je n'ai pas pu le convaincre et comme officiellement c'était lui qui s'y connaissais, je trouvais la situation un peu génante.
j'ai vu un jour le dessin d'un profil que devrait avoir l'aile d'un avion pour que l'effet bernouilli soit significatif, ca ressemble à un gros tas.
Cela dit meme si l'effet bernouilli était significatif (il est négligeable nous sommes d'accord) cela ne changerait rien à ma remarque: la dépression ne tirerait pas l'avion elle ne ferait que ne pas compenser la pression sur la partie inférieure de l'aile, aucun vide d'air n'attire. Seule une pression pousse.
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grandm
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# 9 octobre 2009 10:24
didier a écrit :un avion volerait parce qu'il serait tiré vers le haut par la dépression formée sur le dessus de l'aile.
Je ne peux absolument pas partager ce point de vue.
?? C'est l'explication que tu donnes au dessous.

didier a écrit :autant il me semble ridicule d'en déduire que pour cela l'avion est "tiré" vers le haut. En effet une dépression (c'est à dire une moindre pression de l'air) en soi ne tire rien du tout simplement appuyant moins fort elle se trouve incapable de compenser à l'identique la pression générée sur la partie inférieure.
Cest vrai mais c'est plus simple de dire aspiré ou tiré vers le haut, de plus l'effet de la dépression est effectivement superieur.

Que pensent de mon point de vue les spécialistes ?Ca depend du niveau d'étude du spécialiste, l'explication que tu donnes (pression dépression) c'est celle niveau BAC (celle que j'ai apprise a l'école) ce n 'est pas tout a fait vrai mais c'est la meilleur explication si on veux faire simple.

Pour répondre a Didier, les 99% ont raison mais encore une fois c'est simplifié donc partiellement faux. Les phénomenes qui permettent à un avion de voler sont bien définis et par conséquent pas sujet à débat si n'est sur les termes utilisés et le public auquel on s'adresse.

Seb
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pitts89
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# 9 octobre 2009 10:49
Bonjour messieurs, tout est question d'équilibre, en physique un objet immobile l'est car : "il reçoit des forces qui s'opposent et leurs effet s'annulent"
donc effectivement il y a bien un certains nombre se forces qui s'appliquent à un avion en déplacement et si il y a déplacement ( dans les 3 axes) c'est qu'il n'y à pas équilibre...

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lequebecois
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# 9 octobre 2009 14:46
Bonjour,

http://fr.wikipedia.org/wiki/Portance
http://en.wikipedia.org/wiki/Lift_%28force%29
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/lift1.html
http://user.uni-frankfurt.de/~weltner/
http://www.iop.org/EJ/article/0031-9120 ... 57164d4f4b

Merci

(Dernière édition le 9 octobre 2009 14:49)


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didier
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# 10 octobre 2009 14:59
merci pour toutes vos remarques et pour les liens j'en ai également trouvé un qui fait une critique en regle du rôle de l'effet dit Bernoulli.
http://tpe-avions.franceserv.com/index. ... ;Itemid=59
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H90132
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# 12 octobre 2009 22:02
équilibre en physique signifie équilibre des forces, c'est à dire provoquant un mouvement uniforme.
Un aeronef en palier à vitesse constante EST en équilibre : sa portance est égale à son poids; sa poussée est égale à sa trainée.

Il me semble me souvenir de mes cours de mécaflu : la portance d'une aile est 2/3 dépression d'extrados 1/3 surpression d'intrados. Donc l'avion est bien tenu vers le haut au 2/3 grace à cette dépression.
C'est la différence de "chemin" à parcourir par une particule d'air qui choisirait de passer sous ou au dessus de l'aile qui provoque cette différence de pression...

(Dernière édition le 12 octobre 2009 22:02)

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okhly
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# 20 octobre 2009 19:09
bonsoir ,
la portance résulte de la réaction de l'aile à la force générée par la masse d'air défléchie verticalement au bord de fuite ( fonction de la vitesse ,de l'incidence, de la densité de l'air et du profil ) qui pour l'essentiel provient de la grosse bulle d'air en dépression à l'extrados . Le cône de poussière soulevée par un rotor d'hélico à l' approche du sol en donne une bonne illustration .

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didier
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# 21 octobre 2009 18:53
réponse à H90132
Ce que je veux dire c'est que par exemple en reprenant vos chiffrres.Mettons par exemple que dans une atmosphere à 1000 milibars de pression il y ait, suite au passage de l'aile dans l'air 800 milibars de pression au dessus de l'aile et 1100 milibars en dessous, donc 300 de différence entre le dessus et le dessous et effectivement 2/3 (200 = 1000-800)de dépression au dessus et 1/3 (100 = 1100-1000)de surpression en dessous
Alors pour autant la dépression ne tire pas, En aucun cas l'absence de pression ne tire un objet vers le haut, si un tel phénomene se produit c'est toujours parce que la pression du dessus n'est pas compensée. Les molécules d'air coté dépression n'attirent pas l'aile, simplement ils appuient moins fort (par le produit de leur nombre et de leur vitesses) que ceux qui sont situés de l'autre coté de la surface.
C'est comme dans une pompe. Ce n'est jamais le vide qui attire, mais l'abscence de pression qui ne peut résister à la poussée faite du coté où s'exprime cette pression.
En ce sens dire on peut dire que la dépression est plus responsable que la surpression mais jamais qu'elle tire l'avion vers le haut.
l'aile repousse violemment l'air vers le bas et par réaction s'éleve et l'avion qui lui est attaché avec. Ainsi volent d'ailleurs les oiseaux
D'autre part si l'explication de cette différence de pression tenait au profil de l'aile aucun avion ne pourrait voler sur le dos.
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Vector
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# 21 octobre 2009 20:31
Bonjour à tous,
Il ne faut absolument pas parler de dépression, mais de réaction à la masse d'air déviée vers le bas par effet Coanda (attachement de l'écoulement à une surface courbe). Cette force équilibre le poids et la force centrifuge en virage. C'est exactement comme un voilier qui tire sa vitesse de la déviation du vent et peut ainsi avancer plus vite que le vent.
Malheureusement, beaucoup de personnes et de pilotes n'ont pas été formés à cette réalité. Prenez la peine de consulter un cours d'aérodynamique sérieux.

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didier
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# 21 octobre 2009 21:15
Victor,
Je suis tout a fait convaincu de cet effet Coanda et de la réaction à la masse d'air dévié. C'est physiquement beaucoup plus cohérent et j'ai en effet lu plusieurs descriptions du phénomene, j'ai pris cette peine bien sûr.

Cependant je me suis trouvé l'autre jour face à un instructeur qui tenait le langage classique de l'aile tirée vers le haut par la dépression liée à son profil (l'histoire des filets d'air qui ont envie de se rejoindre au même moment) et je vous assure que n'étant pas dans le secteur aérien et n'ayant pas les titres officiels pour le contredire et en plus ne voulant pas le fâcher j'étais mal à l'aise.
Ce qui me choque vraiment c'est que 90 % de la littérature de vulgarisation sur l'aviation continue à nous sortir ces balivernes et ne parle jamais de cet effet de réaction.
Remarquez d'ailleurs que cette réaction de l'aile à l'air qu'elle entraine vers le bas passe bien par une pression que cet air exerce sur elle. Comme dans un moteur fusée la réaction est en fait la pression que le gaz exerce sur les parois de la chambre de combustion du coté opposé à son ouverture c'est à dire à la tuyère. On appelle cela réaction car la poussée est exactement égale à la masse de gaz éjectés par leur vitesse, mais concrètmeent cela se véhicule par une pression sur une paroi.
En ce sens comme une hélice fonctionne finalement comme une aile on a sans doute tort d'opposer dans le principe la propulsion par réaction et par hélice. (outre le fait que meme dans un réacteur les aillettes assurent une bonne part de la poussée)

Bien sincèrement
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didier
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# 21 octobre 2009 21:28
Je me permets d'ajouter à mon petit mot précédent ce lien qui précise un peu les choses et confirme les dires de Okhly et Vector (pardon je vois que j'ai écrit Victor dans ma réponse précédente)
On y voit en particulier (figure 1) la forme completement incroyable que devrait avoir une aile pour porter un avion si l'explication classique avait une once de réalité
http://pierre.rondel.free.fr/portance.htm
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H90132
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# 21 octobre 2009 21:29
Je vous conseille, à défaut d'installer les manomètres, de jeter un oeil sur notre bon vieux théorème de Bernouilli : Ps+ 1/2.ro.V^2 =cte = pression totale (celle du pitot)
Si V augmente, que se passe-t-il pour la pression statique ?
: vous en concluerez que l'accélération d'un fluide, qui est plus importante à l'extrados qu'à l'intrados, provoque une dépression...
En incompressible, comme en compressible !
incroyable, non ?
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Vector
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# 21 octobre 2009 22:59
La dépression existe bien, mais c'est une conséquence de l'incidence. Pensez aux profils symétriques des avions de voltige. Ils ne pourraient pas voler !
La déflexion de l'air propulse une masse d'air vers le bas et cela produit une certaine dépression, mais ce n'est PAS la cause de la portance, ou de manière très secondaire. L'explication par le théorème de Bernoulli est base sur l'hypothèse fausse d'un temps de parcours égal des flux d'air à l'intrados et à l'extrados.
Voir Théorie de la portance

(Dernière édition le 21 octobre 2009 23:00)


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