Le vent maintient-il l'avion dans les airs?
TPE réalisé par Jeremy M. Amos H. Nicolas G.
Le vent fait le plus souvent référence aux mouvements de l’air dans l'atmosphère terrestre.
Le vent est décrit par les lois de la dynamique des fluides : c'est l'étude des mouvements des fluides, qu'ils soient liquides ou gazeux.
On distingue trois zones de circulation des vents sur la terre :
-Celle de Hadley qui se situe entre l'Equateur et 30 degrés Nord et Sud
Où des vents réguliers soufflent du nord-est dans l'hémisphère nord et du Sud-est dans celui du sud : les alizés.
-La seconde se situe aux latitudes moyennes et où les vents sont surtout d'ouest, c'est la cellule de Ferrel.
-La cellule polaire se retrouve au nord et au sud du 60e parallèle avec une circulation de surface généralement d'Est.
Entre ces trois zones, on retrouve les courant-jet, des corridors de vents circulant autour de la planète à une altitude variant entre 10 et 15 km.
Le vent est décrit par les lois de la dynamique des fluides : c'est l'étude des mouvements des fluides, qu'ils soient liquides ou gazeux.
On distingue trois zones de circulation des vents sur la terre :
-Celle de Hadley qui se situe entre l'Equateur et 30 degrés Nord et Sud
Où des vents réguliers soufflent du nord-est dans l'hémisphère nord et du Sud-est dans celui du sud : les alizés.
-La seconde se situe aux latitudes moyennes et où les vents sont surtout d'ouest, c'est la cellule de Ferrel.
-La cellule polaire se retrouve au nord et au sud du 60e parallèle avec une circulation de surface généralement d'Est.
Entre ces trois zones, on retrouve les courant-jet, des corridors de vents circulant autour de la planète à une altitude variant entre 10 et 15 km.
Maintenant que nous avons défini le vent concentrons nous sur le vol d'un avion:
Un avion est maintenu dans les airs grâce à l'effet Coanda :
« Lorsqu’un fluide passe le long d'une surface bombée, une force d'aspiration se créée entre la courbure et le fluide. »
En observant la forme en coupe d'une aile, on remarque qu’elle possède une forme particulière. Cette forme est calculée afin d'obtenir la meilleure portance pour la moindre résistance à l'air.
On constate que plus la courbure est importante, plus la portance est importante ; il suffirait donc de créer une aile avec une courbe démesurée : et bien non !!
Car, lorsque la courbure augmente, la surface frontale de l'aile augmente (surface de l'aile vue de face). Or de cette surface nait la traînée.
Pour découvrir l'effet de la traînée, prenons un exemple que nous connaissons tous : Lorsqu’on roule en voiture et que l’on sort sa main en la positionnant à l’horizontale, par la fenêtre, on remarque qu'une force « pousse » notre bras vers l'arrière du véhicule.
Ici, la surface frontale de notre main équivaut à celle d’un doigt. Maintenant, positionnons nôtre main à la verticale ; la force qui s’exerce sur notre bras devient beaucoup plus violente. La surface frontale de notre main correspond maintenant à 5 doigts,ainsi pour un avion, limiter la surface de son aile est nécessaire à son bon déplacement.
Nous constatons donc que le vent permet à l’avion de voler mais que ce vol repose sur l’équilibre entre les forces qui s’exercent sur celui-ci.
Un avion est maintenu dans les airs grâce à l'effet Coanda :
« Lorsqu’un fluide passe le long d'une surface bombée, une force d'aspiration se créée entre la courbure et le fluide. »
En observant la forme en coupe d'une aile, on remarque qu’elle possède une forme particulière. Cette forme est calculée afin d'obtenir la meilleure portance pour la moindre résistance à l'air.
On constate que plus la courbure est importante, plus la portance est importante ; il suffirait donc de créer une aile avec une courbe démesurée : et bien non !!
Car, lorsque la courbure augmente, la surface frontale de l'aile augmente (surface de l'aile vue de face). Or de cette surface nait la traînée.
Pour découvrir l'effet de la traînée, prenons un exemple que nous connaissons tous : Lorsqu’on roule en voiture et que l’on sort sa main en la positionnant à l’horizontale, par la fenêtre, on remarque qu'une force « pousse » notre bras vers l'arrière du véhicule.
Ici, la surface frontale de notre main équivaut à celle d’un doigt. Maintenant, positionnons nôtre main à la verticale ; la force qui s’exerce sur notre bras devient beaucoup plus violente. La surface frontale de notre main correspond maintenant à 5 doigts,ainsi pour un avion, limiter la surface de son aile est nécessaire à son bon déplacement.
Nous constatons donc que le vent permet à l’avion de voler mais que ce vol repose sur l’équilibre entre les forces qui s’exercent sur celui-ci.