Question hs (aérodynamisme)

[Désopilant ancistrus 20]

Bonjour, en réalité ce n'est pas sur ce forum que cette question devrait être posée car elle fait appel a des notions de méca flu, néanmoins je n'ai pas eu de réponse sur d’autres forums plus spécialisés, c'est pourquoi je me permet de venir la poser ici.

Elle concerne la portance:

- Sur un avion pas de problème, forme aile --> accélération air au dessus --> baisse de pression --> pression plus forte en dessous --> air pousse donc sous aile pour équilibrer et ça vole (je crois que j'ai résumé au plus simple)

- Sur hélico même principe sauf que la vitesse de l'air par rapport à l'aile est obtenu par rotation du rotor principal, l'avion tout simplement grâce à se propre vitesse.

Mais... (car c'est la que je bloque) pourquoi lorsque l'on se trouve sous un hélico une énorme masse d'air est expulsée vers le sol ?
Au début je me suis que c'était le principe même, action --> réaction, de l'air est expulsée vers le bas, réaction vers le haut, donc si je ne me trompe pas 3eme loi de Newton.
Mais si je suis la logique de la portance la dépression s'effectue sur la partie supérieure de l'aile, donc l'air devrait monter et non pas être expulsée, donc au final quel est le phénomène responsable du vol de l'hélico ?

Pour faire encore plus simple on peut imaginer un simple ventilateur, ou même une hélice de bateau ce qui ne fait que m'embrouiller car l'eau étant incompressible il ne peut se créer de dépression, d'ou la 1ere hypothèse d'action/réaction.

En gros je pense bloquer sur un truc bête mais pas moyen de résoudre le problème :/

[ChiCyg 0]

Si tu reprends l'exemple de l'avion, l'air est bien "poussé" vers le bas : l'aile lui donne une vitesse verticale dirigée vers le bas. Si tu raisonnes en pression : la surpression sous l'aile entraîne un mouvement de l'air vers le bas et la sous-pression sur l'aile "attire" l'air vers le bas aussi.

Autre façon de voir avec la quantité de mouvement : la force vers le haut est le résultat d'un transfert de quantité de mouvement. Cette quantité de mouvement est prise à l'air qui, comme la quantité de mouvement se conserve (équivalent de "l'action-réaction") se retrouve propulsée vers le bas.

Conclusion : y a pas de problème

[Désopilant ancistrus 20]

quote:

---

l'air est bien "poussé" vers le bas : l'aile lui donne une vitesse verticale dirigée vers le bas.

---

C'est ce passage que je ne pige pas.

Quant à la quantité de mvt ça parait clair mais seulement en prenant le raisonnement à l'envers.

[ChiCyg 0]

Les molécules d'air qui rencontrent le dessous de l'aile (l'intrados) sont bien déviées vers le bas. Elles n'ont pas le choix. Celles qui frappent l'intrados, rebondissent et poussent leurs voisines qui poussent leurs voisines : on obtient un gradient de pression (la pression augmente quand on se rapproche de l'intrados). A contrario, celles qui passent au dessus du bord d'attaque ont tendance à continuer leurs trajectoires à l'horizontale, elles créent un vide et leurs petites camarades du dessus ont tendance à les pousser vers ce vide (y en a plus en dessus qu'en dessous) et on a aussi un gradient de pression (la pression diminue vers le bas).

Conclusion des courses sur l'intrados comme sur l'extrados la pression diminue vers le bas : les molécules d'air gagnent de la vitesse verticale vers le bas et comme une fusée, ou comme la lance du pompier, ce gain de vitesse (en fait cette augmentation de quantité de mouvement) se traduit sur l'aile par une force vers le haut.

[jmpg86 43]

Euh non pas exactement je crois, pour un avion qui avance l'aile à un profil qui crée une dépression sur son extrados ce qui à tendance à "aspirer" l'aile vers le haut et donc le mobile qui y est
attaché, pour un hélicoptère c'est bien la masse d'air propulsée vers le bas qui compense et dépasse sa masse et permet son ascension, en route son rotor agissant comme des ailes lui permettent
en plus de le propulser et de le manœuvrer en faisant varier leur incidence.

[OPPY 0]

Bonsoir
Ne pas oublier aussi, l'inclinaison des pales
OPPY

[Désopilant ancistrus 20]

"Conclusion des courses sur l'intrados comme sur l'extrados la pression diminue vers le bas : les molécules d'air gagnent de la vitesse verticale vers le bas et comme une fusée, ou comme la lance du pompier, ce gain de vitesse (en fait cette augmentation de quantité de mouvement) se traduit sur l'aile par une force vers le haut."

C'est donc comme si la quantité de mouvement donnée par l'air du dessous n'était pas récupérée par d'autres molécules sur l'extrados (tel un pendule de Newton) ce qui transmet donc cette quantité de mvt à l'aile et non pas à l'air du dessus ?

[Ce message a été modifié par Désopilant ancistrus (Édité le 26-10-2013).]

[Désopilant ancistrus 20]

"pour un hélicoptère c'est bien la masse d'air propulsée vers le bas qui compense et dépasse sa masse et permet son ascension"

Comme un ventilateur ou une hélice de bateau ?

[jmpg86 43]

Les avions de voltige ont un profil d'aile symétrique et pourtant ils volent.

[OPPY 0]

quote:

---

pour un hélicoptère c'est bien la masse d'air propulsée vers le bas qui compense et dépasse sa masse et permet son ascension

---

Oui par l'inclinaison et la vitesse des pales.
Si par exemple, tu n'effectue procède pas a l'inclinaison des pales, tu peut faire tourner, ton rotor a fond, tu ne décolleras pas.

[Désopilant ancistrus 20]

Oui mais prenez l'ex le plus simple: a savoir l’hélico de base de modélisme dont les pales ne sont pas inclinables, il y a bien un gros flux d'air (un énorme flux d'air d'ailleurs) qui va de haut en bas, si un avion me passe au dessus je ne vais presque pas ressentir de flux, alors que l’hélico...

[jmpg86 43]

Oui OPPY bien sur, j'imagine bien qu'au décollage l'inclinaison des pales est maximum comme la vitesse et que pour le vol elles diminuent.

[OPPY 0]

Alors
L'aspiration des pales, se fait sur une très courte distance, mais expulser beaucoup plus vite(heureusement q'un ventilo de terrasse n'aspire pas l'air a la meme distance qu'elle et expulser)
L'avion passe au dessus de l'helico, l'avion n'est pas inquieter, mais par contre, l'helico va subir le flux d'air"de portance" diriger vers le bas, de l'aile d'avion.
part contre une fois l'avion passé, l'helico peut décollé plus facilement, avec moins de puissance, et moins d'angle d'inclinaison(meme modelisme"vitesse rotor" ) du a l'air qui arrive du haut.
sur se, je vais passer a table, je reviend plus tard;
Am OPPY

[OPPY 0]

Oui après c'est le pas d'incidence, qui prend le relais.

[jmpg86 43]

Pour les hélices de bateaux il y a aussi des différences de pression d'où la cavitation mais là que des nuisances.

[ChiCyg 0]

Le phénomène est le même pour une aile d'avion et pour une pale d'hélicoptère : le mouvement forcé de la pale ou de l'aile dans l'air propulse un flux d'air vers le bas ce qui, par réaction produit une force sur l'aile ou la pale dirigée vers le haut.

Ce n'est pas la masse qui compte, c'est le produit de la masse par la vitesse. c'est pour cela que pour les fusées on cherche les réactions les plus violentes pour avoir la vitesse d'échappement la plus grande possible. Pour une même masse éjectée chaque seconde, on obtient une force de propulsion double si la vitesse d'éjection est doublée.

quote:

---

C'est donc comme si la quantité de mouvement donnée par l'air du dessous n'était pas récupérée par d'autres molécules sur l'extrados (tel un pendule de Newton) ce qui transmet donc cette quantité de mvt à l'aile et non pas à l'air du dessus ?

---

Non, la pale ou l'aile transmet une quantité de mouvement vers le bas que ce soit par l'intrados pour les molécules qui passent sous la pale, ou par l'extrados pour les molécules qui passent au dessus.

Je ne vois toujours pas le problème, il faut "chasser" de la masse dans une direction pour obtenir une force dans la direction opposée que ce soit avec une hélice, une aile, un turboréacteur, une pale, une lance à eau, une fusée, une voile, ...

[Desmoulins 120]

OK avec ChiCig.
Sinon il y a ceci : http://aeronautiques2.free.fr/Contrainteshelico.php

[Désopilant ancistrus 20]

quote:

---

L'aspiration des pales, se fait sur une très courte distance, mais expulser beaucoup plus vite(heureusement q'un ventilo de terrasse n'aspire pas l'air a la meme distance qu'elle et expulser)

---

d'ou vient donc tout l'air brassée ?

quote:

---

Je ne vois toujours pas le problème, il faut "chasser" de la masse dans une direction pour obtenir une force dans la direction opposée que ce soit avec une hélice, une aile, un turboréacteur, une pale, une lance à eau, une fusée, une voile, ...

---

Oui ok, mais je ne vois pas comment cette air est chassée dans le cas d'une aile, sur une fusée c'est facile à comprendre, mais quand je vois des schémas d'une aile je comprend surtout pourquoi il y a une surpression sur l'intrados et une dépression sur l'extrados, résultat les molécules d'air appliquent une force plus élevée en dessous qu'au dessus et au final se crée une portance, mais ce flux d'air vers le bas...pas moyen je pige pas, aurais tu un schémas qui montre ce trajet ?

quote:

---

que ce soit avec une hélice

---

Justement, dans ce cas la peut on parler de diff. de pression alors que l'eau est incompressible ?

quote:

---

Ce n'est pas la masse qui compte, c'est le produit de la masse par la vitesse.

---

D’où a forme des réacteurs à leurs sorties (section diminuée) qui fait intervenir l'effet venturi ? --> vitesse air expulsée augmente --> quantité mvt augmente --> avion vole plus vite ?

[Ce message a été modifié par Désopilant ancistrus (Édité le 27-10-2013).]

[Désopilant ancistrus 20]

quote:

---

OK avec ChiCig.

---

Ah mais je ne remet pas en doute ce qu'il dit^^ au contraire il est sur le point de réussir à me faire comprendre ce problème qui me turlupine depuis un sacré bout de tps, néanmoins je dois bloquer sur un truc idiot car je pige bien les schémas mais pas ce damné flux d'air :/

[Désopilant ancistrus 20]

Att je propose ceci:

Imagine une molécule d'air placée juste sous la 2eme flèche (celle qui pointe le "a" du mot "attaque")

Prenons la même molécule qui après un tps t se trouve maintenant sous le "f" du mot "fuite".

Elle a donc parcouru une distance Dy, de haut en bas, et a donc acquit une certaine vitesse, est ce donc la cause du flux d'air ?

Sinon http://www.youtube.com/watch?v=ULeMFoy-aq4

[Ce message a été modifié par Désopilant ancistrus (Édité le 27-10-2013).]

[Pascal C03 4 097]

Tu aurais du prendre une aile à profil symétrique!
Là, le parcours intrados = parcours extrados!

[PascalD 4 387]

Plusieurs phénomènes contribuent à la portance.
La géométrie de l' aile mais aussi l' incidence de l'aile contribuent à dévier la masse d'air proche de l' aile vers le bas ce qui génère une force vers le haut comme le fait remarquer ChiCyg.

Evidemment pour que le bazar vole il faut que l' air possède une vitesse relative minimale par rapport à l' aile (pour générer une différence de quantité de mouvement verticale suffisante pour compenser le poids du bazar).

Dans le cas de l' avion, cette vitesse minimale est "fabriquée" en roulant sur la piste, dans le cas de l' hélico c'est en faisant tourner les ailes (les pales).

Cette page là me semble bien traiter le sujet : http://www.fondation-lamap.org/fr/page/11993/un-avion-comment-a-vole

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 27-10-2013).]

[Désopilant ancistrus 20]

quote:

---

La géométrie de l' aile mais aussi l' incidence de l'aile contribuent à dévier la masse d'air proche de l' aile vers le bas ce qui génère une force vers le haut comme le fait remarquer ChiCyg.

---

Mais lequel des 2 phénomènes est le plus important dans le cas de l'hélico, la portance pure ou la réaction au flux d'air vers le bas ?

[PascalD 4 387]

Euh, pour moi portance et flux d'air vers le bas c'est la même chose : la portance c'est la force générée par le flux d'air qui va vers le bas.

La question serait plutot : est-ce que c'est l'incidence ou la géométrie de l' aile qui crée le plus de portance ?

J'peux me gourer, mais il me semble que dans tous les cas c'est l'incidence de l' aile qui produit le plus d'effet. La géométrie permet juste d' augmenter l'incidence maximale (au delà de l'incidence max, l'air n' adhère plus à l' extrados, l'écoulement n'est plus laminaire, au lieu d'aller globalement vers le bas il se met en rotation et le bazar décroche)

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 27-10-2013).]

[Désopilant ancistrus 20]

quote:

---

Euh, pour moi portance et flux d'air vers le bas c'est la même chose : la portance c'est la force générée par le flux d'air qui va vers le bas.

---

Et dans ce cas comment expliques tu le flux d'air vers le bas sans faire intervenir la portance qui serait elle une conséquence de cette expulsion ?

Ce schéma explique tout pour moi, et ce flux d'air vers le bas me parait toujours aussi...fumeux.