Aérodynamisme

Tuckson a écrit

Nighthawk00 a écrit

airazor a écrit

Mach 2,83

c'est à peine plus rapide qu'un F-15

Oui, mais dans les 2 cas, combien de temps tiennent-ils ces vitesses ?

Bonne question ! (quelques minutes tout au plus)
Et combien de fois cela est utile ?
Et comment les moteurs et la carcasse de l'avion supporte-ils cette vitesse ?

Bon je suis pas un physicien mais je sais qu'à certaines vitesses trés élevées pas besoin d'avoir une grande aile pour avoir une bonne portance.

Tu as pas tort…mais une aile ayant une faible envergure aura pour conséquence une faible stabilité et une faible portance a failbe vitesse, une vitesse de décrochage élevé, une faible charge utile, de longue piste pour décoller et atterrir…

Nighthawk00 a écrit

airazor a écrit

Mach 2,83

c'est à peine plus rapide qu'un F-15

Oui, mais c'est plur rapide quand même .
Le plafond maxi est plus élevé aussi.
Ensuite pour le SR-71, la chasse, c'etait pas trop son truc.

On pourrait eveéntuellement citer le MiG 25 qui a lui ses moteurs bridés à mach 2.83, sinon il peut atteindre mach 3+ (j'ai deja lu mach 3.2 quelque part, je recherche), en utilisant ses moteurs en configuration "jetable à auto-combustion interne" ça l'allege bien pour l'atterissage .

j'ai cherché est j'ai trouver que le MiG 25 foxbat atteint 3400 Km/h alors que le MiG 31 foxhound ne depasse pas 3000 km/h, ,le miG25 et toujours ens ervice

Le MiG 25 est toujours en service, notamment dans des sociétés privées qui l'utilise pour valdinguer des " touristes fortunés " à très, très haute altitude.

pour une bagatelle de 10 000$

Bonjour, merci d'avance de vouloir répondre à ma question.
Un avion de 20 tonnes doit produire combien de portance en terme de kg ou de newton à la seconde?

Salut Airazor!

Bon, je vais essayer de répondre à ta question:

Si ton appareil est en vol rectiligne horizontal, la portance nécessaire est exactement égale à son poids, càd 20.000*9,81N dans ce cas-ci
(uniquement s'il vole à basse altitude, car g varie en fonction de l'altitude )

Si ton appareil est en virage coordonné, c'est un peu plus délicat…
Dans ce cas là, la portance nécessaire vaut:
Pt = ( (m*v²/r)² + (m*g)² )^(1/2)

Si ton appareil monte ou descend en vol rectiligne, la portance vaut également Pt = m*g…
Mais lors de l'entrée et de la sortie de cette montée, Pt = m*(g +a)
avec a, accélération verticale de l'appareil

Dans le cas d'un looping…
Ben ça doit donner ceci:
Pt = m*v²/r + sin(alpha)*m*g
avec alpha, l'angle au centre du looping (parfaitement circulaire)
et avec v²/r > g

Attention, la portance est toujours dirigée vers le centre du looping.

Glpilot a écrit

Si ton appareil est en vol rectiligne horizontal, la portance nécessaire est exactement égale à son poids

Et oui. Encore Archimede…

Pit a écrit

Et oui. Encore Archimede…

Archimède

J'aurais plutôt dit Newton… (La résultante des forces exercées sur un corps en MRU. est nécessairement nulle)

Non, non, c'est bien le principe d'archimede qui s'applique. Ce principe, trouvé dans une baignoire, trouve ses applications dans tous les milieux, gazeux ou liquide (solide, aussi, mais c'est plus compliqué…).
C'est ce qui explique que le ballon monte. Pour un volume egale, l'air chaud est moins lourd que le meme volume d'air froid…
Newton, c'est la gravité universelle qu'il a pointé du doigt. A savoir que toutes les masses s'attirent (ce sujet pourrait etre longuement discuté cependant… Les corps legers a la surface de la terre se retrouve violement soumis a une acceleration. Mais cette force s'exerce egalement quand tu te baignes. Et pourtant tu ne coules pas. Grace encore et toujours a Archimede…

Pit a écrit

Non, non, c'est bien le principe d'archimede qui s'applique. Ce principe, trouvé dans une baignoire, trouve ses applications dans tous les milieux, gazeux ou liquide (solide, c'est plus dure).
C'est ce qui explique que le ballon monte. Pour un volume egale, l'air chaud est moins lourd que le meme volume d'air froid…
Newton, c'est la gravité universelle qu'il a pointé du doigt. A savoir qu'un corp est soumis a une force qui attire les masses. Mais cette force s'exerce egalement quand tu te baignes. Et pourtant tu ne coules pas. Grace encore et toujours a Archimede…

Arf

Je crois malheureusement que j'ai bien raison…

La poussée d'Archimède existe bien évidemment dans l'atmosphère et voici son expression:
P = mv*Vim
(masse volumique du milieu multiplié par le volume immergé)

Malheureusement, cette force est tout à fait négligeable sur un avion, en raison de la très faible masse volumique de l'air…
Elle est totalement incapable d'assurer à elle seule la sustentation de l'appareil!
La portance n'a absolument rien à voir avec la poussée d'Archimède! Elle est un phénomène purement aérodynamique…

Newton quant à lui, si sa théorie la plus connue est bien celle de la gravitation universelle, n'en a pas moins étudié bien d'autres phénomènes! Et pour faire court, il est le père de la mécanique classique, que nous étudions dans le secondaire…

Tu auras du mal à me prendre en défaut sur la physique

Glpilot a écrit

Salut Airazor!

Bon, je vais essayer de répondre à ta question:


Si ton appareil est en virage coordonné, c'est un peu plus délicat…
Dans ce cas là, la portance nécessaire vaut:
Pt = ( (m*v²/r)² + (m*g)² )^(1/2)

Si ton appareil monte ou descend en vol rectiligne, la portance vaut également Pt = m*g…
Mais lors de l'entrée et de la sortie de cette montée, Pt = m*(g +a)
avec a, accélération verticale de l'appareil

Salut Glpilot et merci pour tes réponse, je voudrais savoir ce que tu voulais dire par virage coordonnée?

Ja vais peut-etre dire une betise mais l'équation suivante :
Pt = ( (m*v²/r)² + (m*g)² )^(1/2)
ne revient-il pas si on simplifie à Pt=(m*v²/r)+(m*g) étant donné que l'exposant "²" s'annuler avec ^(1/2)


Pit…moi je me range du coté de Glpilot,

(Il me corrigera si je dis une connerie )
Deux force opposées(gravité et portance) de meme puissance ca s'annule, donc c'est du Newton?

Desole. Mais je crois que les modos vont pouvoir m'enlever ma toute jeune medaille de qualité redactionnelle ! Sitot donnée, sitot enlevée.
Tout a l'heure, j'etais a la bourre et je n'ai pas eu le temps de faire une reponse complete !
Je me contentais uniquement de rebondir sur la phrase de Glpilot disant : "la portance nécessaire est exactement égale à son poids". Oui. Si tu resouds cette equation ton avion volera ! C'est le monde des aerostats et des "plus legers que l'air" qui volent grace au principe d'Archimede. La poussée dite "d'archimede" existe dans l'eau, dans l'air et dans tout milieu pourvu qu'il soit isotrope. Tu pourrais faire un avion en utilisant ce principe, mais il sera necessaire que sa densité globale soit inferieur a celle du mileu ambiant. Il te suffit pour cela de trouver un materiau plus dur que l'acier et plus leger que l'air. Si tu construit un avion dans ce materiau : il volera. Dans aucun de mes ecrits, j'ai pretendu que c'est par ce principe que les avions actuels volaient ! Car, je suis d'accord avec vous, ce serait difficilement realisable. Ne melangeons pas tout !

Si les avions volent aujourd'hui (car il existerait d'autre moyen de les faire voler : le cas des helicos par exemple), c'est parce que leurs ailes presentent un facies disymetriques.
Le courant d'air créé par le mouvement de l'avion sur la face superieur de l'aile a un trajet plus long que le courant d'air passant sous l'aile. Cette difference créé une force de sustentation, fonction de la vitesse de l'avion, de la surface des ailes et de la différence entre les longeurs superieures et inferieures des ailes. Lorsque une vitesse suffisante est atteinte, cette force de sustentation est suffisante pour contrecarrer la force de gravité. Voila pourquoi un avion doit attendre une certaine vitesse pour pouvoir decoller ou si lorsque sa vitesse est trop faible, il "decroche".
Les calculs informatiques viennent au secours des ingé car de façon a ce qu'un avion vole il convient d'integrer dans les modeles enormément de données (altitude souhaité (ce qui conditionnera la densité de l'air), la forme souhaité de l'avion, sa taille, son poids, les materiaux utilisés, etc…). Apres on fonctionne par iteration, c'est a dire que chaque parametre influe sur les autres et que les modeles utilisent les données obtenues pour se recaler. Long a expliquer ca… La donnée qui sort sert également en entrée du modele pour le calcul suivant. On arrive a une solution finie, une tendance, un peu comme une asymptote a une droite. Surtout que d'autres phenomenes viennent jouer les troubles fetes : la resistance a l'air qui, et c'est ballot dans le cas present, augmente en fonction du carré de la vitesse, les phenomenes de turbulence qui créent des courants d'air inverses, etc…
J'espere avoir ete clair
Apparté (mais ne la prenez pas mal) : Les formules de portance evoquées restent extrement theoriques et ne permettront pas grand chose de concret… Je vous souhaites bonne chance pour faire voler un avion avec de telles formules ! Car comment dessinerez vous une aile avec comme base "Pt = ( (m*v²/r)² + (m*g)² )^(1/2)". Quelle sera sa forme ? sa taille ? Son comportement à mach 1 ? Ses deformations sous son propre poids ? etc…

Pour aller plus loin, si vous avez tout compris, vous noterez que ce choix aeronautique est rigolo car suivant ce principe, un avion ne peut voler sur le dos. Quoi ? Je vois deja des yeux tout rouge me regarder. Oui, un avion ne peut voler en vol horizontal sur le dos car en ce cas, la force de sustentation s'inverse et participerait a attirer l'avion vers le sol. Lorsqu'un avion decide de voler sur le dos, il doit, pour garder une trajectoire rectiligne, avoir une composante ascentionelle a son vecteur de deplacement. Il doit "monter" (mais comme il est sur le dos, le pilote doit forcer son avion à descendre). Il ne peut voler horizontal, sinon, il descend…
J'espere avoir ete clair (part 2)


Petite remarque… les equations que j'ai vu foisonner dans les postes precedents ne peuvent et ne sont "prevues" que pour quantifier des phenomenes qu'en aucun cas elles n'expliquent !
Pour prendre exemple et rebondir sur M. Newton sus-evoqué, les formules de gravité ne vous expliquent pas pourquoi une pierre tombe. Elles vous permettront cependant de determiner la vitesse de la chute, son temps, l'energie dissipée lors de l'impact, etc… Tout ce que vous voulez, mais en aucun cas pourquoi la pierre tombe. Pour repondre a cette question fondamentale que la physique classique ne peut expliquer, il a bien fallu en inventer une autre… la quantique, mais la, joker ! Il faudrait des dizaines et des dizaines de pages !!!
Juste au passage, c'est pô lui qui a mis en evidence la gravité, mais Kepler… Ce dernier énonca les trois lois du mouvement planétaire. Ces lois fourniront à Newton tous les éléments nécessaires pour énoncer sa célèbre loi de l'attraction universelle 76ans plus tard. Mais le travail avait ete bougrement maché !

Deuxieme remarque… EDIT : je l'ai effacée finalement.

Je suis finalement d'accord pour reprendre ma medaille au vu du temps passé sur cette reponse !