TPE sur Le vol d'un avion

Thèmes abordés

Tpe travail travaux personnel encadré vol avion explication exposé physique portance étude schémas

Résumé du document

Ce TPE explique pourquoi un avion vole, en s'appuyant sur 2 thèmes : physique et mathématiques. On peut presque dire que tout y est en terme d'explications, formules et schémas, ce qui rend cet exposé complet, technique mais accessible.

Extraits

[...] Nous avions en effet très peu de connaissances dans ce domaine. Nous avons donc commencé à rechercher des documents, de diverses sources, mais c'est réellement sur Internet que la documentation était la plus importante et variée. Peu de livres nous ont aidé quant la réalisation de notre TPE, le sujet était bien souvent traité de manière trop "simpliste". Toutefois, nous avons été aussi amenés à trier les informations venant d'Internet, certaines étant là aussi trop "simplistes" et certaines parfois d'un niveau très élevé. [...]

[...] Ces deux forces sont les principales caractéristiques de l'aérodynamisme. En effet, la portance, due à une circulation d'air plus rapide sur l'extrados que sur l'intrados, ce qui, selon le principe de Bernoulli, produit une aspiration vers le haut. Et la traînée est la force que doit compenser les moteurs, afin que l'avion avance. L'avion est plus aspiré que porté, et se maintient en l'air grâce à ses ailes. Certains paramètres comme la finesse peuvent changer d'un avion à un autre, cela dépend du type d'avion considéré. [...]

[...] Cette finesse dépend directement du profil de l'aile. Quelques exemples d'ordre de grandeur de finesses : - avion léger de tourisme : 8 à 12 - deltaplane : 12 à 14 - avion de ligne : 20 à 25 - planeur de compétition : plus de 60. Paramètre de vol : Incidence et décrochage : Le décrochage est une perte brutale de portance due le plus souvent à une incidence trop élevée ou à une vitesse trop faible (ce qui revient au même). [...]

[...] Cette force est la Portance. C'est la forme particulière de l'aile qui en est à l'origine car la distance que l'air doit parcourir entre le bord d'attaque (partie avant de l'aile) et le bord de fuite (partie arrière de l'aile) est plus longue en passant par l'extrados qu'en passant par l'intrados. Selon le principe de Bernoulli, sur la section supérieure de l'aile, l'air aura donc une vitesse plus importante. Donc il s'en suit une dépression au-dessus de l'aile. La portance est considérée comme appliquée au centre de gravité G de l'avion Elle est donnée par la relation : Rz = ρ S Cz où Cz = 2 α K Soit Rz = ρ S α K Rz la Portance aérodynamique en Newton ρ la masse volumique de l'air en kg/m , S la surface de la voilure en V la vitesse de l'avion par rapport à l'air en Cz le coefficient de portance (sans unité), α l'angle d'incidence de l'aile en rad, K coefficient dépendant du profil de l'aile en rad . [...]

[...] Σ F tend vers P. L'avion perd de l'altitude. III - Optimisation La finesse : D'une façon simple, la finesse d'un avion (ou d'un planeur) représente sa capacité à planer plus ou moins bien. Plus la finesse est importante, mieux l'appareil plane. Le chiffre de la finesse exprime la rapport de la distance parcourue sur la hauteur perdue. Par exemple un avion ayant une finesse de 15 parcourra 15 kilomètres en perdant 1000 mètres d'altitude. D'un point de vue aérodynamique, la finesse est définie comme étant le rapport de la portance sur la traînée. [...]