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L'AERODYNAMISME
En quoi l'aérodynamisme permet-il à l'homme d'avoir des véhicules de plus en plus performants ?
faut parler des forces exercés et aussi pour l'avion, voila c'est tout pour moi :p
Etude sur les avions :
L'avion subit 4 forces lors d'un vol, et celles-ci sont les même que sur une voiture.
Les ailes :
Depuis les débuts de l'aviation, de nombreuses configurations d'aile ont été imaginées pour assurer le vol de personne ou d'objet plus lourd que l'air. Copiant parfois dans un premier temps celles des animaux volants, les ailes vont au début du xxe siècle adopter les dispositions que l'on connait aujourd'hui.
Maintenant voyons le principe de Bernoulli pour comprendre comment un avion peut voler :
Principe de Bernoulli :
Il est alors affirmé que la portance nécessite une aile asymétrique, et que l'air doit se propager dans le même temps au-dessus et en dessous de l'aile. La distance à parcourir au-dessus de l'aile étant plus grande, l'air se déplace plus vite. Or le mathématicien et physicien suisse Daniel Bernoulli a montré, il y a près de 300 ans, que lorsque la vitesse d'un fluide augmente, sa pression diminue.
Dans cette démonstration, on aboutit alors au fait que la pression sur le dessus de l'aile est supérieure à celle en dessous de l'aile, et donc qu'il se crée une force qui porte l'aile vers le haut.
Forme des ailes :
Schéma de différentes formes d'ailes
La portance d'un avion peut être améliorée en jouant sur la forme des ailes. En effet, si l'aile est plus bombée sur sa face supérieure, il se crée une dépression au-dessus de l'aile. La pression de l'air sous l'aile est alors plus élevée que celle au-dessus de l'aile, ce qui aide l'aile à s'élever et revient donc à augmenter la portance.
On trouve de très nombreux profils d'aile, en général avec une face supérieure bombée (qu'on appelle l'extrados), et toutes sortes de face inférieure (l'intrados) : plate, symétrique à l'extrados).
Taille des ailes :
Nous pouvons constater que la force exercée par l'air en déplacement sur un objet est d'autant plus grande quand la surface de l'objet est grande. Pour augmenter la force exercée par l'air sur un avion, il suffit donc d'augmenter la taille de ses ailes.
Mais attention : augmenter la surface des ailes n'a pas que des avantages, car on augmente à la fois la portance et la traînée. La surface des ailes d'un avion, ainsi que la charge (le poids de l'avion divisé par la surface) ont un impact notamment sur les vitesses de décollage et d'atterrissage, et donc la longueur des pistes nécessaires, le rayon d'action de l'avion, sa consommation de carburant, la rapidité avec laquelle il peut atteindre son altitude de croisière, ou encore sa maniabilité etc ...
Les volets :
Les volets permettent d'augmenter la portance des ailes en basses vitesses, et facilitent ainsi décollage et surtout atterrissage. La forme des ailes d'un avion, avec notamment les réacteurs, peut en effet être très complexe, et les flux d'air autour des ailes sont donc beaucoup plus complexes que ce que l'on a montré au-dessus, avec très souvent la présence de tourbillons.
On peut donc augmenter la portance en augmentant la surface des ailes, mais aussi en rajoutant par exemple des becs de bord d'attaque, une sorte de volets placés à l'avant de l'aile pour réguler différemment les flux d'air le long de l'extrados.
Tout cela permet à l'avion de se diriger dans l'air et de gérer son altitude et ce sont donc des éléments capitaux de tout type d'avion.
Conclusion :
L'homme a toujours rêvé de voler, et maintenant, ceci n'est plus un rêve mais la réalité depuis le XIXe siècle. Les hommes se sont bien inspirés de l'oiseau en général pour construire ses avions aussi bien au niveau des formes que de leurs anatomies.
Le vol d'un avion est donc le fruit de plusieurs prototypes et de plusieurs années d'essais. Depuis un premier vol fiable en 1903, l'avion n'a cessé d'être perfectionner et continuera de progresser (avion hypersonique, avion-cargo etc...) et certaines personnes se poseront encore la question : Comment un avion de plusieurs Tonnes peut-il voler ? Et nous; nous leur répondrons : " C'est grâce à son aérodynamisme particulier. "
Vidéos complémentaires explicatives :
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