La voiture volante
L'aérodynamisme
(profils d'aile, portance)
Les profils d'ailes
Définition :
Le profil est la section de l'aile par un plan parallèle au plan de symétrie de l'avion. Le profil d'une voiture volante sera différent de celui d'un avion de transport ou d'un avion de chasse.
Les différents types de profils :
Le profil d'une aile est spécifique à l’application de l’avion. Les profils sont classés en différentes familles en fonction de leur forme générale. Il en existe 6 principales :
Biconvexe symétrique
L’intrados et l’extrados convexes sont symétriques par rapport à la corde.
La ligne moyenne est rectiligne et est confondue avec la corde.
Biconvexe dissymétrique
La courbure de l’extrados est plus accentuée que celle de l’intrados.
La ligne moyenne est à simple courbure ( intrados et extrados convexes )
Ces profils sont les plus employés pour les ailes d’avion de loisir.
Plan convexe
Ce profil possède un intrados relativement plat et un extrados cambé (convexe).
La ligne moyenne est à simple courbure.
Plan creux
L’extrados est convexe et l’intrados concave.
Ces profils sont très porteurs mais génèrent une trainée importante.
Ce type de profil était très utilisé autrefois pour les planeurs.
La ligne moyenne est à simple courbure.
Double courbure
La ligne moyenne est à double courbure
La seconde courbure de la ligne moyenne confère des qualités de stabilité d’où le qualificatif d’AUTOSTABLE.
Ce profil peu répandu est surtout utilisé pour les ailes volantes.
Supercritique
Double courbure inversée. Extrados très tendu (grand rayon de courbure).
Dans la zone du bord d'attaque de l'extrados rayon de courbure mini.
Forte épaisseur relative de l'ordre de 17%.
La portance
La portance est le force qui permet de soulever un corps par rapport au sol et de le maintenir en altitude.
Voila le schéma des principales forces s'exerçant sur la voiture volante que nous avons réalisé :
Pour une vitesse constante : la poussée doit être égale à la traînée. C’est à dire que les points d’origine doivent coïncider avec le centre de gravité.
Pour une altitude constante : le poids doit être égal à la portance.
Bernoulli a mis en évidence que toute augmentation de la vitesse d’un fluide induit une diminution de la pression statique (dépression), on peut le mettre en évidence par l'équation suivante :
Pression totale = Pression statique + Pression dynamique = constante
Le filet d'air de l'extrados parcourt une distance supérieure à celle qu'il aurait parcourue en atmosphère non perturbée. Comme il ne peut y avoir accumulation ou disparition de l'air, le filet d'air sur l'extrados est accéléré ce qui entraîne une dépression (-).
Le phénomène inverse se produit sur l'intrados, (chemin plus court, ralentissement de l'air, compression), ce qui entraîne une surpression (+).
Ainsi, on obtient l'équation suivante :
Surpression intrados + Dépression extrados = Forces de Portance
