La mécanique du vol : Les forces

 

Toutes les forces s’appliquent au centre de gravité de l’avion or en vol rectiligne uniforme sa trajectoire est une droite et sa vitesse est constante, donc la somme des forces s’appliquant au point G est nécessairement nulle : ΣF=O.

Phénomènes physiques qui exercent une influence sur le déplacement de l’avion en vol.

La portance

C’est une force, aussi appelée sustentation, dirigée du bas vers le haut. Elle est opposée au poids de l’avion et doit lui être au moins égale pour que l’avion s’élève. Elle résulte de la pénétration dans l’air de l’aile.

Une aile d’avion est telle que l’air doit parcourir une distance supérieure sur le dessus de l’aile (Dépression).

L’écoulement de l’air sur la partie supérieure de l’aile (Extrados) est plus rapide que celui de la partie inférieure (Intrados). Cela est dû au profil de l’aile, bombé sur le dessus. Il en résulte une pression plus faible sur l’extrados et donc une aspiration vers le haut. La sustentation est générée principalement par l’extrados.

L’angle que forme l’aile avec la couche d’air qu’elle traverse (appelé angle d’incidence) agit sur la portance de l’aile. Plus celui ci augmente, plus la portance augmente. Mais cela jusqu’à un certain point. Au delà, l’aile décroche brutalement et perd sa portance.

La traînée

C’est la force opposée au déplacement de l’avion et qui résulte de sa résistance à l’air . C’est la résistance à l’avancement, on cherche donc à la réduire au maximum.

La traînée est la résistance de l’air sur l’aile.

 Le corps fuselé est le mieux adapté pour diminuer la résistance à l’air. En effet, la zone de dépression est comblée, les tourbillons sont nuls, et les filets d’air se rejoignent. Le coefficient de de résistance est très faible.

 

Le Poids.

Cette force est celle contre laquelle lutte la portance pour maintenir l’avion en l’air.

C’est une force qui agit sur la masse totale de l’avion. Elle s’applique en un point: le centre de gravité. Elle est dirigée vers le centre de la Terre et s’exprime en Newton.

C’est contre cette force que l’avion doit lutter pour s’élever dans les airs. Pour que l’altitude soit constante, il faut que la valeur de la portance soit égale à celle du poids. Le poids joue aussi un rôle dans le choix des matériaux et dans la structure de l’avion car la voilure et le fuselage subissent des efforts importants.

Traction.

Elle provient des moteurs par l’intermédiaire de l’hélice. Si l’avion a des réacteurs, c’est la poussée de ceux ci qui équilibre la traînée. Une hélice imprime à une masse d’air une accélération vers l’arrière et elle reçoit à son tour une force dirigée vers l’avant: c’est la traction et l’avion est propulsé vers l’avant. Lors du décollage, l’aile rencontre l’air chassé par l’hélice, et il commence à y avoir une portance.

 

1 réflexion sur « La mécanique du vol : Les forces »

  1. Bonjour,

    Je suis TZR sur l’académie de Bordeaux, et cette année j’effectue mon service en T STI2D physique/chimie.
    Il y a quelques semaines j’ai vu sur le Net une activité doc au format doc ( si mes souvenirs sont bons) traitant de sujet similaire à votre article.
    Il était rédigé “type bac”.
    Je ne trouve pas le site, peut-être voyez-vous de quoi je parle et vous en êtes inspiré? Si oui pouvez-vous m’aider à la retrouver?
    Si non, en ce qui concerne votre article, avez vous des données style graphe sur la masse volumique de l’air durant le vol, pendant la vitesse de croisière, le Coefficient Cx dans la trainée etc … La vitesse de décollage, l’accélération au décollage etc … et/ou une version Word de votre article? ,
    Merci
    Cordialement
    J.Babot

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