Comment les avions volent-ils ?

Résumé du document

Depuis la nuit des temps les hommes aiment explorer de nouveaux domaines. Il en est de même dans l'aéronautique, à l'image de Léonard de Vinci qui dés 1500 commençait déjà à imaginer les plans d'une machine volante plus lourde que l'air. Le vol pour l'homme est un vieux rêve, la légende d'Icare le confirme. Nous nous consacrerons essentiellement aux vols des avions autopropulsés plus lourds que l'air. Il faut attendre le XIXéme siècle et le début du XXéme siècle pour aboutir à la compréhension que nous avons actuellement de l'ensemble des phénomènes qui concernent l'aéronautique. Ce n'est que le 9 octobre 1890 que le français Clément Ader réussi à faire voler, l'Eole, un « plus lourd que l'air » (expression du début du XXéme siècle pour caractériser les premiers avions plus lourds que l'air). C'est d'ailleurs lui qui employa pour la première fois le terme avion qui vient du latin « avis » qui signifie avion. Sachant qu'un avion a pour un volume égal, une masse plus importante que celle de l'air ; nous verrons, comment fait-il pour voler ? Pour répondre à cette problématique le plus succinctement possible, nous ferons un brève historique de l'aviation, puis nous évoquerons les forces subies par l'avion durant le vol, et enfin nous verrons la portance, cette force qui fait tenir l'avion en l'air pendant le vol. Et nous
terminerons par une conclusion globale sur tous les éléments abordés.

Extraits

[...] Cette puissance est fournie par le moteur de l'avion. Notre expérience de la soufflerie 1 Explication de l'expérience de la soufflerie Nous avons réalisé l'expérience de la soufflerie qui permet de montrer facilement et clairement le phénomène de la portance. Les avions sont en effet testés dans les souffleries. L'expérience consiste à souffler au- dessus de l'aile. Celle-ci monte ensuite progressivement suivant le principe de la portance expliqué précédemment (dépression sur l'extrados par rapport à l'intrados où il y a une surpression). [...]

[...] Cette succion augmente avec la vitesse et l'incidence. Ce sont donc les évolutions scientifiques (connaissance des différentes lois physiques) et les évolutions en matière de construction aéronautique qui ont permis à l'homme de voler avec un engin plus lourd que l'air. Sources Le groupe souhaite avant tout remercier Mr Denis (professeur de science et vie de la terre, passionné en aéronautique) pour nous avoir aidé à comprendre la formule de la portance et à l'exploiter et aussi Mr Delacour (aide laboratoire) pour nous avoir fourni tous les matériaux nécessaires pour réaliser notre expérience de la soufflerie. [...]

[...] D'autres exploits suivent et l'aviation commence à devenir utile et civile avec les premiers avions de ligne dans les années 1930. C'est à cette époque qu'arrivent les DC-3 (avions de transport) ainsi que la création d'une firme connue de tous: Air France. Pendant les guerres les avions sont très utiles, notamment pendant la Ière et la IIème guerre mondiale. Ensuite, on voit apparaître les réacteurs dans les années 40 et le mur du son est franchi par Chuck Yeager le 14 Octobre 1947, avec un avion nommé Bell X-1. [...]

[...] Elle augmente avec le carré de la vitesse de l'avion. Si la vitesse double, la traînée parasite quadruple. L'image ci dessous met en évidence la traînée parasite. -La traînée induite parce qu'elle est une conséquence directe et incontournable du tourbillon de Prandtl (du nom de l'aérodynamicien allemand qui, le premier, a décrit que la dissymétrie de l'écoulement de l'air autour de l'aile est équivalente à un tourbillon), et qu'elle est donc induite curieusement, par la portance. En effet, chaque fois qu'il y a portance, il y a nécessairement tourbillon autour du profil. [...]

[...] Ces coefficients sont le reflet des qualités aérodynamiques d'un volume placé dans un écoulement. -Le Cz traduit l'aptitude du volume (l'aile d'avion) à transformer en portance les pressions exercées sur lui par les tubes de courant qui le contournent. Il est donc le reflet de l'aptitude d'un avion à se maintenir en l'air malgré son poids : sa dégradation (une forte diminution) compromet cette aptitude. -Le Cx est le coefficient de défaut résiduel générateur de traînée, qui accompagne inévitablement cette transformation. [...]