Les forces

a) La portance                 

Définition :  Force qui permet à l'avion de se maintenir en l'air car elle compense le poids de l'aéronef (force exprimé en newton) 

POINT D'APPLICATION : Sur l' extrados 

DIRECTION : Verticale

SENS : Vers le haut 

V: vitesse en m/s

NORME : P = ½ × S × p × V² × Cz

S : surface m²

p: masse volumique de l'air en kg/m³

Cz : coefficient de portance    

P : portance

Conséquence : Comme la partie supérieure de l'aile est plus grande que la partie inférieure de l'aile, l'air met plus de temps à  parcourir le chemin d'un côté de l'aile que de l'autre côté ce qui crée une dépression. La différence de pression va tirer l'avion vers le haut ; par ailleurs le choc de l'air sur la face inférieure de l'aile va créer une légère surpression. Cette surpression crée une deuxième force qui  pousse l'avion vers le haut. L'addition de ces forces donne une force globale qui soulève l'avion : la portance. Ce même principe s'applique pour les voiles de bateaux ...

b) La trainée

Définition : force qui s'oppose à l'avancement de l'avion, c'est une force résistante

POINT D'APPLICATION : Sur l' extrados 

DIRECTION : Horizontale

SENS : Opposé au sens de mouvement de l'avion

NORME : Tr  = ½ × S × p × V

V: vitesse en m/s

S : surface m²

p : masse volumique de l'air en kg/m³

Cx : coefficient de trainée   

Tr : trainée

Conséquence : Cette force ralenti l'avion à cause du frottement du fluide se trouvant dans le milieu où l'aéronef se déplace, ici le frottement de l'air ralenti le déplacement de l'avion (c'est la force de frottement). La traînée exprime la difficulté de l'avion à pénetrer dans l'air ou plus exactement la résistance de l'air au mouvement de l'avion.

3. Les autres forces

a) Le poids

Définition : force exercée sur un corps du fait de la pesanteur  

POINT D'APPLICATION :Centre de gravité

DIRECTION : Verticale

SENS : Vers le bas

NORME : P= m × g

m : masse de l'avion en kg

g : intensité de pesanteur = 9,81 m/s²

P : poids

Conséquence : Le poids varie durant le vol ; par exemple la consommation de carburant allège progressivement l'avion. En revanche la formation de givre sur les surfaces : ailes, hélices, fuselage... alourdit  l'avion et cette masse suplémentaire peut même causer sa chute. Quand le poids diminue, il y a une rupture de l'équilibre, comme la portance est supérieure au poids , l'avion monte. Ensuite le changement d'altitude change la pression de l'air. La variation de la direction du vent relatif modifie le coefficient de portance ainsi toutes les forces sont impactées et vont évoluées jusqu'à revenir progressivement vers une position d'équilibre , l'avion se stabilise.

b) La poussée

Définition : C'est la force qui fait progresser l'avion dans l'air. Soit de traction dans le cas d'un avion à hélices ou de propulsion dans le cas d'un avion à réacteur.

POINT D'APPLICATION : Axe porte-hélice

DIRECTION : Horizontale

SENS : Opposée à la trainée

NORME : T= Dm2 × V2 - Dm1 × V1

Dm1 : débit massique d'air à l'entrée du réacteur

V1 : vitesse de l'air entrant

Dm2 : débit massique des gaz éjectés

V2 : vitesse d'éjection des gaz à la sortie de la tuyère

Conséquence :Permet à l'avion de se déplacer d'ans l'air, cette force permet de compenser la traînée grâce à la force qu'exercent les hélices (Mise en rotation grâce au moteur dans le cas de la traction) sur l'air. 

 

 

 

 

 

Portance

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Trainee

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Poids

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pousee

 

 

 

 

Conclusion : On peut déduire que si l'avion se déplace horizontalement, de façon rectiligne et uniforme, d’après le principe d’inertie, la valeur de la portance compense la valeur du poids et  la valeur de la traînée est opposée à celle de la poussée.

4 forces

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