Comment l'homme s'est-il inspiré des oiseaux pour parvenir à voler?
Travaux Personnels Encadrés - Lycée Saint Joseph du Loquidy - Nantes
Charles LANTZ & Valentin CHABLAT - 1ère S A 2016-2017
E. Expériences sur l'aérodynamisme de l'aile
Série 3 : Les effets qui influent sur la portance de l'air
Dans cette page, nous relaterons une série de plusieurs "variantes" de l’expérience de reproduction de la portance d'une aile afin de montrer les caractéristiques qui influent sur cette portance.
1. L'impact de la vitesse du flux d'air
a. méthodologie
Pour montrer l'impact de la vitesse de l'air sur la portance, nous allons lester notre aile avec des poids et essayer de la soulever avec différentes vitesses d'air.
b. Protocole expérimental
Pour cette expérience nous avons besoin des éléments suivants :
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Une aile et son support
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Un sèche-cheveux
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Une souffleuse de jardin
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Un lot de poids.
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Une balance
Notre protocole expérimental :
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Peser l’aile.
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Souffler à l’aide du sèche-cheveux sur l’aile.
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Ajouter des poids (petits au début) jusqu’à ce que l’aile ait du mal à de voler.
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Peser alors l’aile et les poids.
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Souffler à présent avec la souffleuse de jardin.
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Ajouter des poids jusqu’à ce que l’aile ait du mal à voler.
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Peser l’aile avec les poids.
c. L'experience
d. conclusion
On constate que lorsque la vitesse du flux d’air augmente (plus rapide avec la souffleuse qu’avec le sèche-cheveux), le poids porté avec la même aile est plus important.
On peut donc en conclure que la portance est augmentée quand la vitesse du flux d’air sur l’aile est plus importante.
2. L'impact de l'angle d'attaque
a. méthodologie
Intuitivement, nous comprenons que si l'aile est cabrée, le flux d'air vient s'accumuler sous l'aile et que cela augmente la surpression sous l'aile donc la portance.
Pour monter l'impact de l'angle d'incidence de l'aile par rapport au flux d'air, plutôt que de refaire une aile avec un axe incliné, nous allons modifier l'orientation de notre sèche-cheveux.
b. Protocole expérimental
A tour de rôle nous orientons le sèche-cheveux par "en dessous" et par au dessus" pour simuler une aile inclinée dans chacun des deux sens.
c. L'experience
d. conclusion
On constate que n otre aile décolle plus vite et plus facilement lorsque le flux d'air arrive légèrement incliné par en dessous.. A l'inverse, lorsqu'il arrive au dessous, l'aile a du mal à décoller.
3. L'impact des volets
a. méthodologie
Cette nouvelle expérience est une reprise des précédentes en modifiant l'aile et en y ajoutant des volets.
Dans un premier temps, le volet est incliné vers le bas, ce qui accentue la courbure de l'aile.
Dans un second temps, le volet est incliné vers le haut
b. expérience
c. Conclusion
Le volet incliné vers le bas renforce la portance car il accentue la courbure
Le volet incliné vers le haut limite la portance en modifiant le flux d'air sur l'extrados et en l'empechant de rejoindre celui de l'intrados au bord de fuite