La Physique
L'entrée en matière
Il existe des analyses poussées pour tout déplacements:
La sustentation : au niveau aérodynamique, la sustentation est le maintien en équilibre d’un appareil se déplaçant hors du sol (Archimède).
La propulsion : production d’une énergie qui assure le déplacement d’un mobile, le fonctionnement d’un moteur.
La régulation : c’est le fait d’assurer le fonctionnement correct d’un système complexe
Le freinage : représente l’action de freiner
Quelques infos sur les forces...
Le vol d’un avion, comme celui d’un oiseau, est le fruit de l'équilibre entre 4 forces dites favorables et défavorables :
1/ Les forces favorables :
A - La Portance
B - La Poussée (ou traction)
2/ Les forces défavorables :
A - Le Poids
B - La Traînée
1/ Les Forces Favorables
A - La portance est la force qui s’exerce vers le haut lorsque les ailes de l’avion se déplacent dans l’air. Le mouvement vers l’avant produit une légère différence de pression entre les surfaces supérieures (extrados) et inférieures des ailes (intrados). Cette différence constitue la portance. C’est cette force qui permet à un avion de rester en l’air.
La portance peut aussi s’expliquer par la loi de Bernoulli qui nous dit que lorsque la vitesse augmente, la pression diminue. Sachant que l’aile est construite pour avoir la partie supérieure plus longue que la partie inférieure, l’air devra donc circuler plus rapidement sur la partie supérieure pour arriver au même moment au bord de fuite et cette différence de vitesse créera une surpression en dessous de l'aile et une dépression sur le dessus attirant celle ci vers le haut : c'est la portance.
Ce principe est similaire à celui de la Poussée d’Archimède selon laquelle tout corps plongé dans un fluide subit une force verticale, dirigée de l’intrados vers l’extrados et opposée au poids du volume de fluide déplacé. Toutefois, dans ce cas, la différence de pression n’est pas dûe à la mise en mouvement du corps (dont la vitesse peut d’ailleurs être nulle) mais au champ de pesanteur qui appuie sur le fluide et provoque donc une augmentation progressive de la pression vers le bas, ce qui pousse les corps vers le haut.
B - La poussée est la force s’exerçant vers l’avant, produite par la combinaison moteur-hélice. Plus le moteur est puissant, plus la poussée est importante et plus la vitesse de l’avion est grande jusqu’à un certain point. En effet, le mouvement vers l’avant génère toujours un effet aérodynamique opposé nommé traînée.
2/ Les Forces Défavorables
A- La traînée tire l’avion vers l’arrière; il s’agit tout simplement de la résistance de l’atmosphère au déplacement. En clair il s’agit de la résistance au vent.
Lorsque la vitesse de l’appareil augmente, la traînée fait de même. Une vitesse constante est atteinte lorsque l’effet de la traînée qui tire l’appareil vers l’arrière et la poussée du moteur s'équilibrent. C’est ce que l’on nomme le “vol de croisière”.
B - Le poids est la force qui s’exerce vers le bas et qui va contrer la portance. Son intensité se mesure par la formule P=m*g avec
le poids en Newton,
la masse en kg
g la constante gravitationnelle.
Le poids peut souvent être un problème, il faut donc qu’il ne soit pas plus important que la portance pour que l’avion réussisse à décoller.
Par conséquent, et comme indiqué sur les schémas ci dessous
