POURQUOI L'ULM VOLE-T-IL ? NOTIONS ELEMENTAIRES Introduction POURQUOI L'ULM VOLE-T-IL ? NOTIONS ELEMENTAIRES Nous étudierons: 1. Résistance de l'air Mise en évidence,, Résultante aérodynamique Portance-traînée  2. Origine de la portance Importance du profil courbe, Analogie sur un profil d'aile, Répartition des pressions autour d'un profil d'aile, Centre de poussée 3. Equilibre des forces Les forces en présence, Equilibre des forces en palier rectiligne uniforme. 

Résistance de l’air – Mise en évidence POURQUOI L'ULM VOLE-T-IL ? Résistance de l’air – Mise en évidence - A l'avant de la plaque s'exerce une surpression des filets d'air qui pousse le corps. - A l'arrière de la plaque se crée une dépression qui à pour effet d'aspirer le corps. 

Résultante aérodynamique POURQUOI L'ULM VOLE-T-IL ? Résultante aérodynamique Les filets d'air contournent plus facilement le corps, mais les zones de dépression et de surpression sont toujours présentes. La force qui s'exerce sur la plaque n'est plus horizontale mais dirigée vers le haut et vers l'arrière.  C'est la Résultante des forces aérodynamiques (RFA).  Cet angle s’appel l’angle d’incidence. C’est l’angle que fait le profil par rapport au vent relatif

POURQUOI L'ULM VOLE-T-IL ? Portance - Traînée La portance (Rz)  Force utile générée par les variations de pression et de vitesse autour du corps. Composante perpendiculaire à l'écoulement de l'air (Vr) et dirigée vers le haut. La traînée (Rx) Force nuisible générée par les frottements tangentiels à la surface du corps. Composante parallèle à l'écoulement de l'air (Vr) et dirigée vers l'arrière. La R.F.A est en fait issue des deux composantes: La portance (Rz) et la traînée (Rx) Se rappeler : Portance toujours perpendiculaire au vent relatif, Traînée toujours parallèle au vent relatif. Le vecteur force (pression- RFA) se représente toujours perpendiculairement à l’objet (profil d’aile),

POURQUOI L'ULM VOLE-T-IL ? Origine de la portance Profil A Profil B Sur le premier profil on observe que l’on a une traînée maxi Sur le deuxième profil on observe que l’on réduit de 50% cette traînée >Sur le troisième profil, on obtient une traînée mini. Hors pour voler, que recherchons nous? Une résistance de l’air mini! Donc le meilleur profil est le profil… (réponse c)  3. L'effet de courbure entraîne une accélération des filets d'air. 1.    Les filets d'air s'incurvent plus facilement et collent mieux au profil. 2.    La zone tourbillonnaire à l'arrière du corps disparaît presque entièrement. Profil C

Démonstration de l’écoulement des filets POURQUOI L'ULM VOLE-T-IL ? Démonstration de l’écoulement des filets Sur le premier profil on observe que l’on a une traînée maxi Sur le deuxième profil on observe que l’on réduit de 50% cette traînée >Sur le troisième profil, on obtient une traînée mini. Hors pour voler, que recherchons nous? Une résistance de l’air mini! Donc le meilleur profil est le profil… (réponse c) 

Étude sur un profil d’aile POURQUOI L'ULM VOLE-T-IL ? Étude sur un profil d’aile  (Explications) NB : Les ailes épaisses sont utilisées pour des appareils lourds et (ou) devant évoluer à basse vitesse. Les ailes plus fines sont utilisées pour des appareils plus légers et (ou) devant évoluer à grande vitesse. Aile épaisse =>Parcours plus long => vitesse des filets plus élevée => dépression => portance=> traînée induite plus importante

Répartition des pressions autour d’un profil d’aile POURQUOI L'ULM VOLE-T-IL ? Répartition des pressions autour d’un profil d’aile dépression ~ 2/3 A la lecture du dessin, que voit on? (Dépression= forte que la surpression)  Cela veut dire que l'aile est plus aspirée que poussée surpression ~ 1/3

POURQUOI L'ULM VOLE-T-IL ? = Point d’application de la somme des forces de dépression et de surpression. Centre de poussée Définition  Localisation Ce point se situe entre le tiers et le quart avant de la corde de l'aile

Centre de poussée : Observation numérique POURQUOI L'ULM VOLE-T-IL ? Centre de poussée : Observation numérique

POURQUOI L'ULM VOLE-T-IL ? Forces en vol palier Forces en présences?  Quelle sont les forces en présence? (réponse: Poids (mg), Portance, Traction (hélice), Traînée.) Que remarquez vous à la lecture du dessin?(réponse: Elle sont équilibrées) Pour qu'un ULM puisse voler en palier rectiligne uniforme, il faut que les forces qui agissent autour de lui s'annulent.

 Une aile de profil et de dimensions étudiés. POURQUOI L'ULM VOLE-T-IL ? Forces en vol palier  Une aile de profil et de dimensions étudiés.  Un angle d'incidence adéquat. ' Un vent relatif suffisamment important.  Pour voler dans ces conditions, il faut impérativement: Pour qu'un ULM puisse voler en palier rectiligne uniforme, il faut que les forces qui agissent autour de lui s'annulent.