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FACTEURS INFLUANT SUR LA PORTANCE ET LA TRAINEE. 1 – PORTANCE ET TRAINEE Rappel de définition Portance Traînée Schéma Équation de Rz et Rx II – FACTEURS.

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1 FACTEURS INFLUANT SUR LA PORTANCE ET LA TRAINEE

2 1 – PORTANCE ET TRAINEE Rappel de définition Portance Traînée Schéma Équation de Rz et Rx II – FACTEURS INFLUANT SUR LA PORTANCE ET LA TRAINEE

3 2 – CARACTERISTIQUES DE CES DIFFERANTS FACTEURS - Masse volumique de lair Définition Évolution de en fonction de laltitude Évolution de en fonction de la température - Vitesse - Surface - Coefficient de portance et de traînée II – FACTEURS INFLUANT SUR LA PORTANCE ET LA TRAINEE

4 3 – CONSEQUENCES - liées à la machine - liées à la charge - liées à lenvironnement - liées au pilotage Symétrie de vol Dispositif hypersustentateurs Relation vitesse – incidence Limites du domaine de vol II – FACTEURS INFLUANT SUR LA PORTANCE ET LA TRAINEE

5 4 – CONCLUSION - SECURITE

6 Angle dincidence RAPPELS

7 Vent relatif Rx Rz Centre de poussée Dépressions = 2/3 de RFA Surpressions = 1/3 de RFA RFA

8 DÉCOMPOSITION DE LA RÉSULTANTE AÉRODYNAMIQUE Fz = 1..S.V².Cz 2 Cz est appelé le coefficient de portance Suivant la perpendiculaire au sens de déplacement des filets dair : - Portance notée Fz - Exprimée par la relation

9 Suivant la parallèle au sens de déplacement des filets dair : - Traînée notée Fx Fx = 1..S.V².Cx 2 Cx est appelé le coefficient de traînée DÉCOMPOSITION DE LA RÉSULTANTE AÉRODYNAMIQUE - Exprimée par la relation

10 DÉCOMPOSITION DE LA RÉSULTANTE AÉRODYNAMIQUE Ra se décompose en :Portance Fz telle que : Fz = 1..S.V².Cz 2 Traînée Fx telle que : Fx = 1..S.V².Cx 2 On constate que si Ra varie (augmentation au diminution) la portance et la traînée varient dans le même sens. On définit la finesse comme le rapport entre la portance et la traînée. Finesse (F) = Portance / Traînée = Cz / Cx

11 Masse volumique de lair : La masse volumique est le quotient de la masse dun corps par son volume. Symbole de la masse volumique : (Rhô) 2 - CARACTERISTIQUES DE CES DIFFERENTS FACTEURS Lair est un fluide Densité : 1,225 kg/m3 Valeur standard de la pression exercée par lair (pression atmosphérique) : 1013,25 hpa.

12 ρ Évolution de ρ en fonction de laltitude :

13 ρ Évolution de en fonction de la température :

14 Conséquences liées à lenvironnement: 3 – CONSEQUENCES (suite 1 ) * La masse volumique :ρ liée à laltitude et à la température à la pression atmosphérique Quand P diminue, il faudra que V et Cz augmentent P augmente, il faudra que V et Cz diminuent * Lhumidité :décollement les filets dair

15 Variation de la résultante aérodynamique en fonction de la vitesse : Pour une même incidence, si la vitesse augmente, la valeur de la résultante aérodynamique augmente comme le carré de la vitesse Ce que lon peut écrire : Ra = f(V²)

16 Variation de la résultante aérodynamique en fonction de lincidence : La vitesse reste constante tandis que langle dincidence varie : On constate que si lincidence augmente, la résultante aérodynamique augmente (dans un premier temps) : Ra = f(incidence)

17 Visualisation de la variation de la résultante aérodynamique en fonction de lincidence

18 Relation Vitesse Incidence : Incidence : en agissant sur α (langle dincidence), le pilote modifie la Portance Vitesse: agit directement sur la RFA (résultante des forces aéro dynamique) On remarque la relation « Vitesse-Incidence » : En palier stabilisé - Quand V augmente, α diminue - Quand V diminue, α augmente 3 – CONSEQUENCES (suite 3)

19 Cx Cz 0 2° 5° 10° 12° 15° 18° 0° Point ou la portance est nulle Point ou le Cx est minimum Point de finesse maximum meilleur rapport Cz/Cx Point ou le Cz est maximum Coefficients de portance et de traînée : INCIDENCE DE DECCROCHAGE

20 Conséquences liées à la machine : 3 - CONSEQUENCES forme de laile (flèche – dièdre) le profil la surface alaire (fixe pour une machine donnée) type de voilure

21 Autres facteurs dont dépend la valeur de Ra: La forme de laile : Létat de la surface du profil : la résultante sera plus importante sur un profil lisse et propre que sur le même profil rugueux (importance davoir un ULM propre).

22 Profil biconvexe symétrique (aile davion de voltige – empennage vertical) Profil biconvexe dissymétrique (empennage horizontal) Profil creux (intrados concave et extrados convexe - voilure) Autres facteurs dont dépend la valeur de Ra: La forme du profil

23 LA RÉSULTANTE AÉRODYNAMIQUE La résultante aérodynamique est donc fonction de : - La masse volumique de lair : Plus lair est dense plus il est porteur. En hiver, lair est froid (dense), pour une même incidence, la résultante aérodynamique est plus importante quen été où lair chaud (moins dense) est moins porteur; - La surface de laile : Plus laile possède une surface importante, plus grande est la valeur de la résultante aérodynamique - La vitesse de lécoulement de lair autour du profil : La valeur de la résultante aérodynamique varie comme le carré de la vitesse - Lincidence, la forme de laile, létat de surface de laile, le profil de laile, son allongement … : Tout ceci est réuni dans la valeur Ca (coefficient aérodynamique) Ra = 1.. S. V². Ca 2

24 Conséquences liées à la charge : - Poids embarqué - Centrage : Respect de la plage de centrage Piqueur ou cabreur - effort aux commandes - augmentation de la Traînée

25 3 – CONSEQUENCES (suite 2) Conséquence liées au pilotage : * La symétrie de vol : Vol optimal (maximum des capacités aérodynamiques) * Dispositif hypersustentateur : Vol optimal décollage et atterrissage (modification du Profil )

26 * Limites du domaine de vols : limite haute : VNE - au delà, dégradation de la structure. (limite donnée par le constructeur) limite basse : VS - incidence de décrochage (limite donnée par le constructeur et à vérifier lors dun vol dessai) 3 – CONSEQUENCES (suite 4)

27 EXEMPLE DAPPLICATION DE LA FORMULE Ra = 1.. S. V². Ca 2 Fz = 1.. S. V². Cz 2 Fx = 1.. S. V². Cx 2 Dans les formuleson utilise les unités suivantes: nombre sans dimensionm/sm2m2 kg/m 3 Newton (N) La portance dun ULM en vol à la vitesse de 180 km/h est de Newton et sa surface alaire est de 20 m2. Calculez son Cz (on prendra = 1,2 kg/m 3 ). Que devient le Cz si lavion ralentit à 90 km/h? Résolution: simple application de la formule précédente, mais il ne faut pas oublier de convertir la vitesse en m/s. Or, 180 km/h = 50 m/s. Par suite, on trouve Cz = 0,2. Pour la seconde partie de la question, on a: 90 km/h = 25 m/s donc Cz = 0,8. Ceci met bien en évidence linfluence du carré de la vitesse ( ici, V divisée par 2 alors Cz multiplié par 4).

28 4 - CONCLUSIONS SECURITE Vitesse = Vie Trop Incidence = décrochage


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