Question hs (aérodynamisme)

[PascalD 4 387]

Le flux d'air va vers le bas parce que (en gros) les lignes de courant suivent le profil de l' aile. Quand l'avant de l' aile est plus haut que l' arrière de l' aile, le flux d'air est dévié vers le bas.

Dans quelles conditions , et selon quelles lois, le flux d'air est dévié quand il rencontre un obstacle, c'est le sujet de la mécanique des fluides, et ça risque de nous entraîner assez loin (en plus je me demande si le lieu est approprié)

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

[ChiCyg 0]

Désopilant ancistrus :

quote:

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

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Ben non, si le schéma explique tout, tu vois qu'il y a un gradient de pression sous l'aile et un autre au-dessus de l'aile. Les petites molécules vont se précipiter des hautes pressions vers les basses pressions. Tu suis ? et si tu regardes ton schéma qui explique tout, tu vois que les petites molécules au dessus de l'aile vont foncer vers le bas pour compenser la dépression et les 'tites molécules au dessous de l'aile vont foncer vers le bas pour fuir l'augmentation de pression. Conclusion des courses tout le monde est poussé vers le bas par le mouvement horizontal de l'aile compte tenu de son angle d'incidence.

Il en résulte conséquemment une force sur l'aile dirigée vers le haut (portance), sans parler de la traînée qui est la conséquence de la mise en mouvement des petites molécules d'air vers l'avant (dans le sens horizontal du mouvement de l'aile) et que la forme du profil essaie de minimiser en particulier en évitant la formation de tourbillons.

Tiens, au fait, qu'un fluide soit incompressible ou pas il peut bien sûr être soumis à un gradient de pression, une hélice dans l'eau fonctionne dans le principe comme une hélice dans l'air.

[PascalD 4 387]

il manque sur le schema qui explique tout la trajectoire des ptites molécules, c'est ptet ça le truc qui ferait déclic. Faudrait trouver une animation qui montre le comportement des ptites molécules, y' a surement quelqu' un qui a déjà fait ça ?

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

[Désopilant ancistrus 20]

quote:

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et si tu regardes ton schéma qui explique tout, tu vois que les petites molécules au dessus de l'aile vont foncer vers le bas pour compenser la dépression

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ok

quote]et les 'tites molécules au dessous de l'aile vont foncer vers le bas pour fuir l'augmentation de pression.[/quote]

moué...

Je vais faire un résumé de ce que j'ai compris :

- Grace aux lois de Newton:

dépression sur l'extrados (cause effet venturi)
surpression sur l'intrados (cause accumulation de molécules)
--> équilibre rompu, force de la pression sur intrados plus élevée que sur extrados --> force résultante non nulle dirigée vers le haut (portance)
Or d'après la 3eme loi de Newton il se créer donc un flux d'air en retour dont la quantité de mvt est égale a celle qu'a gagnée l'aile.

- Grace à l'observation:

dépression sur l'extrados (cause vide crée car l'air est dirigée vers le haut du à la forme de l'aile)
surpression sur l'intrados (cause accumulation de molécules)
Donc la pression étant plus élevée très au dessus de l'extrados les molécules d'air vont donc faire mouvement vers le bas.
De même sous l'intrados les molécules d'air vont être chassée par leurs copines d'a coté qui leur tapent dessus.

Donc expulsion vers le bas d'air venant à la fois du dessus de l'extrados et de dessous l'intrados, elles se rejoignent toutes à la fin géométrique de l'aile.
Or cette masse d'air totale a une quantité de mvt et cette quantité de mvt est donnée à l'aile en retour.

Mais je préfère la 1ere version, car sur cette image la je ne vois pas vraiment de molécules d'air de dessus ou du dessous changer vraiment d'altitude.

Quant à l'hélice oui je suis d'accord qu'il peut aussi y avoir des gradients, mais sur un axe parallèle au sol (donc par ex. à -1m)
la pression sera toujours de 1bar + 0.1 bar donc en gros 1.1 bar, comment une hélice peut elle faire varier la pression sur cet axe ?

Et pour revenir au ventilateur, la sensation qu'il expulse bien plus qu'il n'aspire...d'ou vient elle ?
Car je sais que dans un sèche cheveu il y a un rétrécissement de la section comme dans un réacteur pour augmenter la vitesse mais sur un simple ventilateur il n'y a pas de changement de surface, c'est juste une banale hélice non ?

[Désopilant ancistrus 20]

quote:

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sur le schema qui explique tout

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Dsl de cette formulation malheureuse, je vois bien qu'elle vous fait rire^^, ce n'était pas pour dire que tout était clair c'était juste dans le sens "normalement avec un schéma comme celui la je devrait piger et si je n'y arrive pas c'est qu'il y a une subtilité qui m'échappe")

[ChiCyg 0]

Non, ne sois pas désolé, je m'amusais un peu que tu dises que le schéma expliquait tout mais que c'était fumeux quand même .

L'image que tu montres est un mauvais exemple, l'incidence doit être trop forte, c'est plus laminaire du tout sur l'extrados : la portance doit se casser la gueule et la traînée augmenter. Et pourtant tu vois quand même que sous l'intrados, l'air descend vers le bas (les filets ne sont pas horizontaux).

Dans l'eau, à une même profondeur, la pression est constante SI l'eau n'est pas mise en mouvement (statique) mais pour lui donner un mouvement horizontal il faut lui appliquer un gradient de pression horizontal, lui aussi. Comme un wagonnet sur un rail horizontal pour le mettre en mouvement tu es obligé de le pousser. Pareil pour les molécules qu'elles soient d'air ou d'eau.

[PascalD 4 387]

Edit: Pardon j'avions pas vu le message de ChiCyg qui dit la même chose en bon français. Je retire.

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 28-10-2013).]

[Désopilant ancistrus 20]

quote:

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Dans l'eau, à une même profondeur, la pression est constante SI l'eau n'est pas mise en mouvement (statique) mais pour lui donner un mouvement horizontal il faut lui appliquer un gradient de pression horizontal, lui aussi.

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Pression dynamique donc ?

Quant a la forme des hélices (avion ou bateau) c'est apparemment du au fait que la vitesse des points les plus éloignes de l'axe de rotation est plus élevée donc l'incidence est plus faible ?

Mais à part ça mes 2 explications sont elles justes ?

L'idéal serait un schéma simple, mais si on en trouve a foison sur les avions c'est plus difficile sur les hélices de bateau.

[Désopilant ancistrus 20]

source wikipedia:

"L'hélice a été le premier système de propulsion mécanique en aviationN 1 et reste encore utilisée pour les avions ne nécessitant pas de grandes vitesses de translation.
Schématiquement, une hélice d’avion est une aile en rotation (les ailes et les pales ont des profils voisins), générant une force propulsant l’avion vers l’avant. L'hélice en rotation prend l'air en avant de l'avion et le projette vers l'arrière à une vitesse supérieure à celle de l'avion : la masse d'air qui passe à travers l'hélice est accélérée. Selon le principe de la conservation de la quantité de mouvement une force de réaction s'applique sur l'hélice et la pousse vers l'avant. Une explication courante attribue cette poussée au principe de Bernoulli mais la force générée par ce principe est négligeable "

Cela voudrait donc dire qu'une la surpression et la dépression ne servent...à rien, ce serai un banal déplacement mécanique ?

[PascalD 4 387]

J' ai un tout petit peu l' impression que c'est ce qui suinte de toutes les réponses qui ont été postées sur ce fil.

Je ne comprends pas bien ce qui coince ...

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 28-10-2013).]

[Désopilant ancistrus 20]

quote:

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J' ai un tout petit peu l' impression que c'est ce qui suinte de toutes les réponses qui ont été postées sur ce fil.

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Oui mais jusqu’à maintenant je pensais que la surpression/dépression était la cause principale de la portance, je ne cherchais qu'à comprendre d'ou venant le flux d'air vers le bas.
Pour moi il y avait une interaction [portance par effet venturi]/[flux d'air vers le bas], or si c'est apparemment vrai la cause principale reste une banale mise en mouvement de l'air.

[den b 1 437]

Salut,

Le flux d'air ne se déplace que très peu vers le bas et en fonction de l'incidence de l'aile dans ce flux.
A basse vitesse, forte incidence > le flux d'air est plus dévié qu'en vol de croisière à incidence moindre.
Si on met une aile à profil symétrique sans incidence dans un flux d'air(cas d'une descente verticale par exemple)il n'y aura pas de portance générée ni de déviation du flux d'air. c'est donc l'incidence de l'aile par rapport au flux d'air qui va conditionner la portance.

La dépression crée au dessus de l'aile(de part la vitesse dans le flux d'air et l'incidence de l'aile dans ce flux) contribue à 75% à la portance alors que la surpression générée en dessous n'intervient donc qu'à 25%(environ et pour des conditions de vol standard).

Sur un hélicoptère, c'est exactement la même chose, sauf que si la machine est en stationnaire, il est obligé de conserver une incidence assez élevée donc déviation plus importante du flux d'air et cela souffle donc en dessous du fait du passage répété des pales au dessus du même endroit.

Quand il est en translation, moins d'incidence, le flux d'air n'est pas plus perturbé que si il y passait une aile d'avion.
La particularité de l'hélico en translation est que la vitesse de la machine s'ajoute à la vitesse de la pale "avançante" et se retranche de celle de la pale "reculante" et le système de pas cyclique doit donc ajuster à chaque cycle le pas pour conserver une portance égale de chaque coté et éviter à la machine de voler en tonneaux
Il diminue donc légèrement le pas sur la pale avançante et l'augmente sur la pale reculante.

[Ce message a été modifié par den b (Édité le 28-10-2013).]

[Ce message a été modifié par den b (Édité le 28-10-2013).]

[Désopilant ancistrus 20]

Je suis ok avec ça, mais comment expliquer cette phrase en ce qui concerne les hélices ?

quote:

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Une explication courante attribue cette poussée au principe de Bernoulli mais la force générée par ce principe est négligeable "

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Cela te contredit un peu non ?

[den b 1 437]

Pour l'hélice on se retrouve dans le même cas qu'un rotor d'hélicoptère en stationnaire sauf que cela souffle à l'horizontale au lieu de la verticale. C'est la répétitivité du passage des pales avec un angle d'incidence élevée qui fait que cela souffle vers l'arrière, mais la traction n'est en fait qu'une portance orientée horizontalement.
Cela souffle fort derrière lorsque l'avion est arrêté du fait que l'incidence est calculée pour un vol à vitesse supérieure et on se retrouve avec le même problème que l'hélicoptère en stationnaire(passage répété et rapide au même endroit qui vont créer le souffle) mais une fois en croisière, l'hélice se déplace dans le flux d'air comme une aile d'avion.
Pour optimiser le fonctionnement des hélices, elles sont souvent à pas variable sur les avions plus performants, petit pas pour le décollage et la montée et grand pas en croisière.

[Ce message a été modifié par den b (Édité le 28-10-2013).]

[Desmoulins 120]

Essaye d'imaginer l'air comme un solide en apesanteur. Le rotor de l'hélicoptère en soulevant la machine va s'appuyer, par les jeux de la sustentation, sur la masse d'air. Action / réaction, l'hélico s'élève, la masse d'air s'abaisse, comme les barreaux d'une échelle quand tu y grimpes. C'est évidement simplifié. Maintenant comme l'air est fluide la partie concernée par la zone des rotors s'abaisse, est précipitée vers le bas, tandis que le reste, non. Il se créé donc un vortex dont le centre est l'axe du rotor ou le milieux de chaque pale, je ne sais plus...

D'où le fort courant d'air vers le bas sous l'hélico mais aussi la stricte consigne de tout amarrer au sol au poser d'un hélico car il y a aussi des courants ascendants qui rapportent tout ce qui est emporté (et suffisamment léger) vers les pales de ce dernier.
C'est exactement pareil avec une aile d'avion et la formation des vortex dans le sillage de ces derniers. L'air est propulsé brutalement vers le bas par l'aile en mouvement dans la masse d'air ==> vortex.

[Désopilant ancistrus 20]

En fait je crois que l'on ne se comprend pas, voici la seule réelle question que je me pose:

Peut on différencier totalement la force crée par une dif. de pression entre l'extrados et l'intrados ET la réaction vers le haut en réponse à un flux d'air dirigé vers le bas ?

Car dans un 1ere temps j'ai pensé que le flux d'air était la conséquence de cette dif de pression et après avoir lu l'article sur wiki j'ai cru comprendre que ce n'est qu'un phénomène négligeable qui accompagne la réaction à une masse d'air poussée vers le bas et qui est ELLE la principale responsable de la force nommée portance.

[Désopilant ancistrus 20]

voyons les choses autrement, un hélico pourrais il voler avec des pales comme ça:

quote:

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http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/88/Oscillation-pale-h%C3%A9lico.gif

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[Desmoulins 120]

En simplifiant oui, je pense, mais l'énergie dépensée pour le soulever serait supérieure à celle nécessaire si le profil des pales reste le traditionnel (profil d'aile).
Maintenant en chipotant, avec un tel profil de pale c'pas possible parce qu'elles ne sont pas vrillées (différence de vitesse dans la masse d'air entre la partie la plus éloignée et la plus proche de l'axe, tes pales vont se cintrer et péter) et vé les turbulences en plus
Bref je laisse les plus connaisseurs en aérodynamique répondre.

[Désopilant ancistrus 20]

quote:

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En simplifiant oui, je pense, mais l'énergie dépensée pour le soulever serait supérieure à celle nécessaire si le profil des pales reste le traditionnel (profil d'aile).
Maintenant en chipotant, avec un tel profil de pale c'pas possible parce qu'elles ne sont pas vrillées (différence de vitesse dans la masse d'air entre la partie la plus éloignée et la plus proche de l'axe, tes pales vont se cintrer et péter) et vé les turbulences en plus

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Oui donc en ajoutant une vrille^^

Mais sur le fond, on essaye juste de donner une vitesse verticale à de l'air, et en retour réaction, la portance considérée tel quel(surpression/dépression)est négligeable.

Par ex le ballon de baudruche lâché qui monte par éjection d'air induit sans doute lui aussi une dépression/surpression, mais c'est bien une fusée en modèle réduit.

Pareil pour l'avion.

[den b 1 437]

le schema montre le fonctionnement d'un plateau cyclique d'hélico avec barre de bell/hiller, mais il faut de plus grandes pales avec le bon profil pour avoir un rendement correct.
Voler avec des lattes serait possible, mais ne se fera pas car le rendement serait dérisoire et cela n'aurait pas d'intérêt.
Et pour info les pales d'hélico ne sont pas vrillées
Si elles l'étaient, cela poserais des problème de gestion de pas cyclique justement, du fait qu'il serait difficile de trouver le bon compromis entre pale avancante et reculante et lors des manoeuvres ou le plateau cyclique (dont on voit le travail sur le lien ci-dessus)travaille précisément sur le pas. On se contente donc de travailler sur l'extrémité des pales pour les demandes de portance. Les parties proches du rotor étant moins portantes du fait de leur vitesse moindre ont quand même leur utilité pour conserver de l'énergie lors des autorotations(descente moteur coupé)mais là cela dépasse mes connaissances en aérodynamique hélico qui est assez spécifique, donc je ne m'aventurerais pas plus loin.

[Ce message a été modifié par den b (Édité le 29-10-2013).]

[Désopilant ancistrus 20]

quote:

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Et pour info les pales d'hélico ne sont pas vrillées

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Nan mais je parlais que d'un point de vu action/réaction, une simple hélice peut suffire sur des modèles qui n'ont pour but que de s’élever, comme lui, ou les soucoupes volantes.

(soit dit en passant c'est incontrôlable, par contre les soucoupes c'est drôle et facile à utiliser si ya pas de vent)

Et je ne parle pas des drones l'idéal^^

Après y a les hélicos de modélisme à pas fixe type:

à pas variable:

mélange étrange pour gagner du prix:

et...un squelette...
http://www.spi0n.com/squelette-volant-halloween/

[Désopilant ancistrus 20]

Mais si je ne m'abuse, pour que l'helico avance il faut en 1er faire varier la portance a l'arrière grâce au levier de pas cyclique, l’hélico s'incline car la portance n'a plus pour origine le centre d'inertie du bloc, il en résulte une accélération angulaire de la pale arrière qui entraîne avec elle tout l'ensemble, la force générée par la pale avant change de direction tout comme celle de l'arrière et au lieu d'être uniquement sur l'axe y la portance acquiert une composante en x ?

Résultat il perd de l'altitude et l'incidence du pas collectif doit être modifiée pour augmenter la portance globale car une partie a été "perdue" en x ?
Tout ça en faisant également varier l'incidence des pales sur les cotés pour compenser la vitesse relative du au vent ?

euh j'ai bon ?

[den b 1 437]

Tu n'as pas de pas collectif sur tous ces hélicos birotor ou pas fixe donc c'est la variation de régime rotor qui devra compenser les pertes d'altitude.
A part ça ton raisonnement est correct, la queue monte entranée par le petit rotor de queue vertical, les disques rotors s'inclinent et la machine avance. Elle ne vas pas perdre trop d'altitude si cela se fait doucementcar la puissance demandée en statio est souvent supérieure à celle nécéssaire en translation.
Pour mieux progresser, prendre des machines 4 axes genre blade mcx ou tu auras aussi la translation latérale et un pilotage beaucoup plus fin que n'ont pas les jouets basiques.

[Désopilant ancistrus 20]

Oui mais que cela soit par variation du pas général ou par augmentation de la vitesse de rotation le raisonnement est donc correct dans le cas d'une translation ?

Mais j'ai déjà vu des hélicos tourner sur eux même, (genre aiguille d'une horloge) comme si le fait de s'incliner vers l'avant ne changeait pas la portance en y, alors je pense que ce n'est faisable qu' avec un pas collectif.

[Desmoulins 120]

Je ne comprends pas ta dernière phrase DA.