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Aérodynamique

Définition

Laérodynamisme est la caractéristique d’un corps qui pénètre bien dans l’air. Laérodynamique est une branche de la dynamique des fluides dont le champ de recherche porte sur les effets des déplacements de l’air sur des éléments solides qu’il environne. Le champ d’études se subdivise en aérodynamique des gaz incompressibles et aérodynamique des gaz compressibles. L’aérodynamique des gaz incompressibles concerne les vitesses de l’air inférieures à 140 m/s. L’aérodynamique des gaz compressibles se subdivise en aérodynamique subsonique, transsonique, supersonique et hypersonique.

Modèle mathématique

L’aérodynamisme est défini par C_x, le coefficient de pénétration dans l’air, et par C_z, le coefficient de portance. Une aile est caractérisée par le rapport de ces deux facteurs et dénommé la finesse F=C_z/C_x. 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 C_x seul n’est pas significatif, il est nécessaire de connaître la surface projetée orthogonalement à la trajectoire. Un véhicule qui s'oppose à l'air fait, à son tour, subir une force à cet air ; l'équation fondamentale F = ma permet de calculer cette force, avec :ρ_air : masse volumique de l’air (1,205 kg/m³ à 0°C au niveau de la mer :S : surface frontale du véhicule :C_x : coefficient de pénétration dans l’air :V : vitesse de déplacement (en m/s)
- la masse d'air concernée est (à un coefficient caractéristique près) :

m = \rho_\times S \times V \times T

- l'accélération est (à un autre coefficient caractéristique près) :

a =  \frac \times \frac

- la force est

F = \frac \times \rho_\times S \times C_x \times V^2

L’équation de la portance est similaire à celle de la résistance avec Cx remplacé par Cz. Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient C_x est désigné par C_d (drag) et C_z par C_l (lift) la portance. Les termes C_x et C_z sont sans dimension (pas d’unité). La puissance résistante (l'énergie dépensée par unité de temps) est en Watts :

P = F \times V = \frac \times \rho_\times S \times C_x \times V^3

(En revanche, la puissance dépensée pour le maintien en l'air est nulle : sans déplacement il n'y a pas de travail. C'est donc le C_x seul qui intervient dans la formule de puissance)

Étude du fonctionnement d’une aile

Nous considérerons ici seulement l’aérodynamique des gaz incompressibles en régime subsonique sur les profils d’ailes. La connaissance des forces agissantes et résultantes sur un profil d’aile permet d’en déduire le comportement dans les différentes phases du vol.

La traînée

En aérodynamique, il est d’usage de décomposer la traînée totale d’un avion en trois grandes catégories : :
- la traînée parasite que l’on décompose elle-même en : ::
- traînée de frottement ::
- traînée de forme ::
- traînée d’interférence :
- la traînée induite par la portance :
- la traînée de compressibilité.

Traînée de frottement

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 être compensée par l’énergie fournie par la propulsion de l’avion.

Traînée de forme

La résistance aérodynamique d’un objet dépend de sa forme. Si l’on compare un plan perpendiculaire à une sphère 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, il faut adapter une forme aérodynamique au profil étudié.

Traînée d’interférence

La traînée d’interférence apparaît lorsque des filets d’air de directions et vitesses différentes se rencontrent, comme à l’emplanture des ailes et de l’empennage.

Traînée induite

La traînée induite est un sous-produit de la portance. Étant proportionnelle au carré du coefficient de portance Cz, la traînée induite est maximale à basse vitesse et/ou à haute altitude (jusqu’à plus de 50 % de la traînée totale). Le mécanisme de la traînée induite a été théorisé par Ludwig Prandtl (1918) de la manière suivante : Pour avoir une portance, il faut une surpression à l’intrados de l’aile et/ou une dépression à l’extrados de l’aile. Vers l’extrémité de l’aile, cette différence de pression pousse l’air à passer directement de l’intrados à l’extrados en tournant autour de ladite extrémité. Il en résulte que, sous l’intrados, le flux d’air général se trouve dévié de quelques degrés vers l’extrémité de l’aile, et que sur l’extrados le flux d’air se trouve dévié vers le centre de l’aile. Lorsque les flux respectifs de l’intrados et de l’extrados finissent par se rejoindre au bord de fuite de l’aile, leurs directions divergent, ce qui cause à la fois la traînée induite et des tourbillons en arrière du bord de fuite. La puissance de ces tourbillons dénommés « tourbillons marginaux » est maximale à l’extrémité de l’aile. Cette puissance peut constituer un danger pour la navigation aérienne. Elle impose donc une distance de séparation minimale entre avions qui se suivent. Quant à la traînée induite, elle est une contrainte importante dans la conception d’une aile performante (de même pour les voiles de bateaux). Le principe pour y remédier consiste à diminuer la part relative de la portance localisée au bout de l’aile. On doit donc, soit utiliser une aile très allongée, soit réduire l’incidence et/ou la surface vers l’extrémité de l’aile, voire combiner ces moyens. Concrètement, c’est pour diminuer la traînée induite que : - les chasseurs de la seconde guerre mondiale avaient un plan d’aile se rapprochant d’une forme elliptique (exemple : Spitfire), - les planeurs ont des ailes très allongées, - les extrémités des ailes Airbus et Boeing sont beaucoup plus petites que leur partie centrale, - les extrémités d’ailes des Airbus, et de certains Boeing récents, portent des « winglets » (petites ailettes verticales) qui diminuent la déviation des flux d’air et/ou en récupèrent l’énergie tourbillonnaire.

Traînée de compressibilité

Dans le cas d’une formule 1, ou d’une voiture conventionnelle, elle est due au refroidissement du moteur, ou encore de la circulation d’air dans l’habitacle...

Les termes de l’aérodynamique de l’aile

- Allongement : L’allongement est, sur un aérodyne, le rapport entre l’envergure et la profondeur moyenne de l’aile. C’est un des facteurs qui contribuent à l’augmentation de la finesse. À surface égale, plus l’allongement est grand, plus l’aile est dite fine, et plus l’angle de plané est petit.
- Angle d’incidence : Angle formé par la corde de profil de l’aile et le vecteur de vent relatif aussi appelé angle d’attaque. Lorsque à vitesse constante du fluide on accroît la valeur de cet angle la portance générée par le profil croît, passe par un maximum et décroît brutalement lorsque l’angle dépasse une certaine valeur (entre 10 et 20 degrés) caractéristique du profil et de la forme de l’aile. Il y a décrochage de l’aile. C’est en fait la couche limite qui a décroché sur 90% de l’extrados.
- Angle de calage : Angle formé par l’axe du fuselage et la corde de l’aile.
- Angle de plané : Angle compris entre la trajectoire descendante et l’horizontale.
- Bord d’attaque : Dans le sens de la marche, partie avant du profil. Il est généralement de forme arrondie sur les machines subsoniques, et toujours profilée sur les machines supersoniques.
- Bord de fuite : Dans le sens de la marche, partie arrière et amincie du profil optimisée pour diminuer la traînée aérodynamique.
- Corde de profil : Droite reliant le bord d’attaque (partie arrondie avant de l’aile) au bord de fuite (partie fine à l’arrière de l’aile).
- Couche limite : Couche d’air au contact de la surface de l’aile. La vitesse des particules au voisinage immédiat de l’aile sont dotées d’une vitesse propre inférieure à celles situées dans la couche plus externe.
- Emplanture : Partie de l’aile en contact avec le fuselage.
- Envergure : Distance entre les deux bouts d’aile.
- Extrados : Surface supérieure de l’aile.
- Finesse : Rapport entre le coefficient de portance et le coefficient de traînée. Ce nombre dépendant de l’angle d’incidence de l’aile mesure aussi le rapport entre la distance parcourue depuis une altitude donnée, il peut être aussi déduit par le rapport de la vitesse de la machine sur la vitesse de chute. Pour un appareil volant à 180 km/h (soit 50 m/s) et une vitesse de chute de 2 m/s la valeur du rapport donne donc une valeur de 25, ceci peut s’énoncer aussi de la façon suivante : pour 1 m d’altitude perdu, 25 m seront parcourus par l’aéronef. La finesse maximum est indépendante du poids mais la vitesse de finesse maximum augmente avec le poids pour un même avion.
- Intrados : Surface inférieure de l’aile.
- Hypersustentateurs : Les dispositifs hypersustentateurs sont des surfaces mobiles dont la fonction est de modifier la forme de l’aile afin d’en augmenter la portance. Ils sont généralement constitués de volets de courbure et/ou de becs de bord d’attaque. Le bec de bord d’attaque prolonge vers l’avant la forme du profil de l’aile. Cette action a pour conséquence une augmentation de la portance. Les volets de courbure peuvent être positionnés en positif, ils augmentent la courbure de l’aile, augmente la portance tout en augmentant sa traînée aérodynamique. Ils sont utilisés ainsi pour les phases de vol à basse vitesse. Ils sont aussi utilisés en négatif pour diminuer la courbure, réduisant ainsi la portance, mais aussi la traînée et permettant une vitesse de vol plus élevée.
- Moments aérodynamiques : Ce sont les trois principaux couples qui s’appliquent à une machine à pilotage des trois axes, on distingue le moment de tangage de roulis et de lacet.
- Portance : Force perpendiculaire au flux de l’air et orientée vers l’extrados (surface extérieure de l’aile située sur le dessus). Pour comprendre la portance, il faut se remémorer nos cours de physique newtonienne. Tout corps au repos reste au repos, et tout corps animé d’un mouvement continue rectiligne conserve cette quantité de mouvement jusqu’à ce qu’il soit soumis à l’application d’une force extérieure. Si l’on observe une déviation dans le flux de l’air, ou si l’air à l’origine au repos est accéléré, alors une force y a été imprimée. La physique newtonienne stipule que pour chaque action il existe une réaction opposée de force égale. Ainsi, pour générer une portance, l’aile doit créer une action sur l’air qui génère une réaction appelée portance. Cette portance est égale à la modification de la quantité de mouvement de l’air qu’elle dévie vers le bas. La quantité de mouvement est le produit de la masse par la vitesse. La portance d’une aile est donc proportionnelle à la quantité d’air dévié vers le bas multipliée par la vitesse verticale de cet air. Pour obtenir plus de portance, l’aile peut soit dévier plus d’air, soit augmenter la vitesse verticale de cet air. Cette vitesse verticale derrière l’aile est le flux descendant.
- Nombre de Reynolds : Nombre sans dimension déterminant le passage de flux laminaire en flux turbulent d’un fluide doté d’une viscosité spécifique. Il dépend de la vitesse du fluide et de la longueur de la corde de profil.
- Saumon : Extrémité de l’aile permettant de minimiser les tourbillons marginaux dus à la différence de pression entre l’intrados et l’extrados.
- Surface alaire : C’est l’aire de l’aile
- Traînée : La traînée aérodynamique est une force qui s’oppose au mouvement d’un mobile dans un gaz; c’est la résistance à l’avancement. Elle s’accroît avec la vitesse et s’exerce dans la direction opposée à la vitesse du mobile. La traînée aérodynamique d’un aérodyne dans l’air représente quelques % de la portance. Pour que l’aérodyne vole à une vitesse constante, une force de propulsion fournie par son moteur ou par la perte d’énergie potentielle (cas des planeurs) doit équilibrer exactement la traînée pour cette vitesse donnée.
- Winglet : Ce sont de petites extensions verticales fixées à l’extrémité de l’aile dans le but d’augmenter la longueur effective de l’aile pour en améliorer l’efficacité en diminuant la traînée induite.. Catégorie:Mécanique Catégorie:Aérodynamique appliquée à l'avion

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Wikipedia:Poistettavat sivut/Jusmanni / Kensapuu

Jusmanni / Kensapuu

Kovin merkittävältä ei vaikuta... Yhtiöllä ei edes ole omia kotisivuja eikä sitä mainita Kensapuu Oy:n sivuillakaan. --Samulili 14. toukokuuta 2005 kello 17:20:52 (UTC) :Pois. Ei merkittävä yritys. --TBone 14. toukokuuta 2005 kello 17:26:08 (UTC) :Pois. – linnea 14. toukokuuta 2005 ke

Feeniks (tähdistö)
Feeniks (lat. Phoenix, Phoenicis, Phe) on pieni eteläinen tähdistö, jonka nimesivät hollantilaiset Pieter Dirkszoon Keyser ja Frederick de Houtman, ja teki tunnetuksi Johann Bayer teoksessaan Uranometria vuonna 1603. Koko tähdistössä on vain 11 tähteä yli magnitudin 5.0. Tähdistö ulottuu deklinaatiosta -41° deklinaatioon -57°, ja rektaskensio on 23.5h

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Etelän kruunu (Corona Australis tai Corona Austrina, gen. Coronae Austrinae, CrA) on yksi Ptolemaioksen 48:ta tähdistöstä, ja lasketaan myös 88 modernin tähdistön joukkoon. Sen vastinpari on Pohjan kruunu, Corona Borealis. Luokka:Tähdistöt

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