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Cet article fait doublon avec Aérodynamique. Il a
été demandé de les fusionner sur la page prévue à cet effet. Merci de n'y apporter aucune modification tant que cette fusion n'aura pas été effectuée et que ce message n'aura pas disparu. |
| Sommaire |
L'aérodynamisme est la caractéristique d'un corps qui pénètre bien dans l'air.
L'aérodynamisme est défini par Cx, le coefficient de pénétration dans l'air, et par Cy, le coefficient de portance. Une aile est caractérisée par le rapport de ces deux facteurs et dénommé la finesse F=Cy/Cx.
Ce coefficient de traînée est le rapport de l'effort nécessaire à maintenir un objet dans un écoulement d'air par rapport à une plaque de 1 m2. En aviation le coefficient de résistance est désigné par le coefficient de traînée.
Le Cx seul n'est pas significatif, il est nécessaire de connaître la surface projetée orthogonalement à la trajectoire.
Prenons le cas d'une voiture, la puissance dépensée pour avancer à la vitesse V est de :
L'équation de la portance est similaire à celle de la résistance avec Cx remplacé par Cy. Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient Cx est désigné par Cd (drag) et Cy par Cl (lift) la portance. Les termes Cx et Cd sont sans dimension (pas d'unité).
La puissance résistante est en Watts :
Avec ρair : densité de l'air (1,205 kg/m3 à 0°C)
S : surface frontale du véhicule Cx : coefficient de pénétration dans l'air V : vitesse de déplacement (en m/s)
En aérodynamique il est d'usage de décomposer la traînée totale d'un avion en trois grandes catégories:
Dans l'écoulement d'un fluide sur un plan on constate au voisinage immédiat du plan un ralentissement du fluide. l'épaisseur où le fluide est ralenti s'appelle la couche limite et varie de quelques dixièmes de mm en écoulement laminaire et de plus ou moins 10 mm en écoulement turbulent. Dans la couche limite les molécules d'air sont ralenties, ce qui se traduit en une perte d'énergie qui doit ètre compensée par l'énergie fournie par la propulsion de l'avion.
La résitance aérodynamique d'un objet dépend de sa forme. Si l'on compare un plan perpendiculaire à une spère et une forme en goutte d'eau on constate que la sphère présente 50% de résistance et la goutte d'eau à peine 5% de la résistance du plan. Cette traînée est due au changement abrupt de forme de l'objet qui induit des turbulences d'autant plus importantes que le changement de forme est brutal. Afin de réduire ces turbulences,
La traînée d'interférence apparait lorsque des filets d'air de directions et vitesses différentes se rencontrent, comme à l'emplanture des ailes et de l'empennage.
La traînée induite est un sous-produit de la portance. Pour obtenir une portance il est nécessaire d'avoir une dépression à l'intrados d'une aile et une surpression à l'extrados de l'aile. L'air tend à compenser cette différence de pression en rejoignant la zone de surpression en bout d'aile, créant des tourbillons le long du bord de fuite de l'aile. La puissance de ces tourbillons augmente au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'emplanture de l'aile. Ces tourbillons dénomés « tourbillons marginaux » peuvent constituer un danger pour la navigation aériennes tellement ils sont puissants, imposant une séparation minimale en fonction du poids de l'avion lors des atterrissages.La traînée induite est très importante à basse vitesse et à haute altitude (plus de 50% de la traînée totale).
