Comment la forme d’une aile permet-elle à un avion de voler ?

« Introduction Quand on observe un avion de ligne de plusieurs centaines de tonnes décoller, cela semble presque impossible : comment un objet aussi lourd peut-il s’élever dans les airs ? Pourtant, le vol est parfaitement expliqué par des lois de physique vues au lycée, notamment en mécanique et en mécanique des fluides. Le rôle central est joué par l’aile de l’avion.

Sa forme particulière permet de transformer l’écoulement de l’air en une force verticale appelée la portance. Je vais donc répondre à la problématique suivante : Comment la forme d’une aile crée-t-elle une force suffisante pour faire voler un avion ? I.

L’origine de la portance : une question de mouvement de l’air Quand un avion est en vol, il est soumis à plusieurs forces : • • • • son poids, dirigé vers le bas ; la poussée des moteurs, vers l’avant ; la traînée, qui s’oppose au mouvement ; et surtout la portance, dirigée vers le haut. Mais ici, ces forces ne sont pas une simple liste à connaître : elles permettent de comprendre un équilibre fondamental. Pour qu’un avion vole, il faut que la portance compense exactement le poids. Or le poids est très important : P=m×gP = m \times gP=m×g Par exemple, un avion de 200 tonnes subit un poids de l’ordre de 2 millions de newtons. Donc la vraie question comment une simple aile peut-elle créer une force aussi grande ? devient : La réponse vient de la façon dont elle modifie l’écoulement de l’air. II.

Comment l’aile crée la portance : Venturi + Bernoulli 1.

La forme de l’aile modifie la vitesse de l’air Une aile n’est pas plate : • le dessus est bombé, • le dessous est plus plat. Quand l’avion avance, l’air est séparé en deux flux : • un flux passe au-dessus, • un flux passe en dessous. À cause de la forme bombée, l’air au-dessus est “resserré” et accéléré. ? Cela s’explique avec la conservation du débit : Q=S×v Si le débit reste constant : •.... »