Dans le cadre de notre TPE, nous devions réaliser une expérience. Nous avons choisi d’en réaliser deux. Celle-ci consiste à présenter pourquoi et comment vol un avion, grace à une maquette de profile d’aile.

Un avion grace à ces ailes. Et plus particulièrement grace a leur forme. En effet, le profil d’une aile d’avion et toujours semblable : La partie supérieure nommée l’extrados possède une forme concave. La partie inférieur nommée intrados est plane voire convexe ou légèrement bombé. On imagine maintenant deux molécules d’air cote à cote. Ces deux molécules sont séparé par au niveau du bord d’attaque (partie avant d’un profile d’aile), l’une passe par l’intrados et l’autre par l’extrados. Ces deux molécules arriverons en même temps au bords de fuite (partie arrière de l’aile). Or, la distance que doit parcourir la molécule d’air passant par l’extrados est supérieure à celle de l’intrados. La molécule doit donc accélérer.

En accélérant, cette molécule va créer un “effet Venturi”, c’est dire quelle va créer une dépression. Et c’est cette différence de pression, une dépression sur l’extrados, trois fis plus importante que la surpression présente sur l’intrados qui est à l’origine de la force de portance, qui permet à notre avion de voler. Cette force est toujours perpendiculaire à l’aile. L’aile doit cependant ce déplacer à une vitesse minimale dans l’air, afin que les flux d’air puisses s’accrocher à l’aile, sous peine de “décrocher”.

On peut donc dire que l’avion vol à 75% grace à une dépression et 25% grace à une surpression.

Schema d’un profil d’aile, avec ces différentes parties et les forces agitant dessus (VR représente le vent, relatif, soit un flux d’air)

Notre model

Notre model consiste en une aile, fixé sur des axes et orienté face à un ventilateur. L’aile est en papier carton et mesure environ 20cm. Des fils de nylon sont accroché sur l’aile afin de mettre en évidence le moment ou le flux d’air commence à s’accrocher sur l’aile Le ventilateur, permet de simuler une vitesse relative dans l’air à l’aile. On augmente la vitesse de rotation de l’hélice du ventilateur jusqu’à ce que l’aile décolle, et on la fait varier pour montrer que l’aile monte en fonction de la vitesse.

voici un schéma

Voici un GIF du fonctionnement du dispositif en fonctionnement