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Dessins et plans | Aérodynamique | Portance | Physique | Bateaux à voiles | Parapente | Vol libre | Vents | Vents -- Vitesse | Inventions | Aéronautique | Avions | Extrados | Intrados | ABCD | Photographie | Transports aériens | RyXéo | Arnaud Pérat | Infusions | ...
Effet du vent aux différentes allures d'un bateau à voile. Source : http://data.abuledu.org/URI/50b0dc2e-effet-du-vent-aux-differentes-allures-d-un-bateau-a-voile

Effet du vent aux différentes allures d'un bateau à voile

Effet du vent sur une voile aux différentes allures.

Équilibre mécanique en parapente. Source : http://data.abuledu.org/URI/50b12c17-equilibre-mecanique-en-parapente

Équilibre mécanique en parapente

Équilibre mécanique d'un parapente en vol droit stabilisé.

Évolution du vent apparent. Source : http://data.abuledu.org/URI/50b0cb5e-evolution-du-vent-apparent

Évolution du vent apparent

Évolution du vent apparent. En ordonnée, vitesse du vent apparent en noeuds ; en abscisse, allure en degrés, de vent arrière à vent debout. En noir, vent réel à 14 noeuds.

Influence de la position du creux sur la voile. Source : http://data.abuledu.org/URI/50b0d942-influence-de-la-position-du-creux-sur-la-voile

Influence de la position du creux sur la voile

Influence de la position du creux sur la voile : Les courbes de portance (et traînée) en fonction de l'angle d'attaque dépendent aussi de la position du creux de la voile, plus ou moins proche du guindant.

L'aérotrain - schéma de sustentation. Source : http://data.abuledu.org/URI/54534d98-l-aerotrain-schema-de-sustentation

L'aérotrain - schéma de sustentation

Schéma de sustentation de l'aérotrain de Jean Bertin, réalisé par Arnaud Pérat dans le cadre du projet ABCD Inventions de la société RyXéo, dans le but d'expliquer comment l'aérotrain crée le coussin d'air qui lui permet de glisser à quelques centimètres au-dessus de sa poutrelle en T inversé. Le fichier original de ce schéma sans légende est au format SVG qui permet un agrandissement sans limite.

Portée vélique : portance et traînée. Source : http://data.abuledu.org/URI/50b0c800-portee-velique-portance-et-trainee

Portée vélique : portance et traînée

Schéma type d'un profil représentant l'évolution de la traînée C_D et de la portance C_L suivant l'incidence. La portance latérale n'est quasiment jamais représentée car le profil est assimilé à un profil d'allongement infini donc les valeurs mesurées sont faibles. La forme générale de la force F = frac12 imes ho imes S imes C imes V^2 est calculée ou mesurée dans une veine d'air à vitesse aussi uniforme que possible arrivant sur la voile. La force est décomposable suivant les trois dimensions. La viscosité par nature frotte sur le profil, et donc engendre un effet résistant au mouvement. Plus important, cette viscosité perturbe le flux d'air autour du profil ; cette perturbation engendre une force considérable perpendiculairement au profil. De même, comme le profil n'est pas infini, les extrémités du profil engendrent elles aussi un effort dans la dimension restante. La voile se déforme sous l'effet du vent et prend une forme nommée profil. Lorsque l'écoulement de l'air autour de ce profil est laminaire, le facteur dépression face sous le vent devient déterminant. Cet effet est alors appelé portance. Les études et la théorie établissent pour une voile que : la dépression relative sur l'extrados (face sous le vent) représente les 2/3 de la portance, la surpression sur l'intrados (face au vent) représente 1/3 de la portance.

Salle de théâtre. Source :

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Salle de théâtre

Photo d'une salle de théâtre : The Journal Tyne Theatre

Trainée et portance d'une voile. Source : http://data.abuledu.org/URI/50b0daf5-trainee-et-portance-d-une-voile

Trainée et portance d'une voile

"Polaire d'une voile" définie par l'évolution de la portance et de la trainée, suivant quatre formes de voiles. Le coefficient aérodynamique de la voile varie suivant l'angle d'incidence. Le coefficient est souvent divisé en deux composantes : la composante perpendiculaire au vent apparent est nommée portance ; la composante parallèle au vent apparent est nommée traînée. À chaque angle d'incidence va correspondre un couple unique portance-traînée. Les voileries représentent l'évolution de la traînée et de la portance dans un graphique nommé polaire d'une voile. Le comportement de la voile suivant l'incidence (angle : vent apparent/voile) se décompose ainsi : la voile est libre, autant dire qu'il n'y a pas de voile ; c'est le cas portance et traînée nulles ; la voile est perpendiculaire au vent, le mouvement est turbulent. C'est le cas portance nulle et traînée maximale.

Aéroglisseur. Source : http://data.abuledu.org/URI/51af447a-aeroglisseur

Aéroglisseur

Un aéroglisseur est un véhicule amphibie à portance aérostatique et à propulsion aérienne.

Aile d'avion. Source : http://data.abuledu.org/URI/52906941-aile-d-avion

Aile d'avion

Schéma des surfaces de contrôle d'aile d'avion. Une winglet est une ailette sensiblement verticale située au bout des ailes d'un avion et qui permet un gain d'efficacité de quelques pour-cents en réduisant la traînée induite par la portance sans augmenter l'envergure de l'aile. Ce mot anglais reste le plus largement utilisé, bien que des équivalents français penne ou ailerette aient été proposés. 1) Ailette verticale marginale (Winglet en anglais), 2) Aileron basse vitesse, 3) Aileron haute vitesse, 4) Rail de glissement des volets, 5) Becs de bord d'attaque de type Krüger, 6) Becs de bord d'attaque de type slats, 7) Volets intérieurs de type Fowler, 8) Volets extérieurs de type Fowler, 9) Spoilers (destructeur de portance), 10) Spoilers / aérofreins.

Axes de roulis et de tangage d'un avion. Source : http://data.abuledu.org/URI/53134de8-axes-de-roulis-et-de-tangage-d-un-avion

Axes de roulis et de tangage d'un avion

Convention de représentation des axes de roulis, tangage et lacet d'un aéronef (Beech bimoteur). Un avion peut être représenté dans le trièdre de référence formé par : 1) l'axe x : axe longitudinal ou axe de roulis (couleur rouge) ; 2) l'axe y : axe transversal ou axe de tangage (couleur bleue) ; 3) l'axe z : axe de lacet (couleur verte). Le pilote agit sur les gouvernes pour modifier la trajectoire de l'avion dans le plan vertical (montée ou descente) ou dans le plan horizontal (en virage). Pour être équilibré, le virage peut nécessiter une action sur les trois axes. Pour obtenir un mouvement de tangage le pilote actionne le manche qui commande la gouverne de profondeur. Elle est située le plus loin possible de l'aile, sur l'empennage horizontal ou bien sur un plan canard. Pour obtenir un mouvement de roulis le pilote actionne latéralement le manche qui commande les ailerons. Ces gouvernes sont généralement situées le plus loin possible de l'axe de roulis, donc vers l'extrémité des ailes. Pour obtenir un mouvement de lacet le pilote actionne le palonnier (pédales) qui commande la gouverne de direction avec ses pieds. Elle est située le plus loin possible de l'axe de lacet, sur l'empennage vertical. En vol, le palonnier est une commande secondaire dite « de symétrie » qui sert à équilibrer le débit d'air sur les deux ailes de l'avion, et donc à équilibrer la portance. La plupart des avions présentent un couplage en lacet-roulis : on peut commander un mouvement de roulis avec la gouverne de lacet (roulis induit). D'autre part une rotation en roulis entraîne généralement une rotation en lacet en sens inverse du virage demandé (lacet inverse). Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Pilotage_d%27un_avion.

Cambrure de voile. Source : http://data.abuledu.org/URI/50b0d8ba-cambrure-de-voile

Cambrure de voile

Évolution des coefficients aérodynamiques suivant la cambrure de la voile. Les courbes de portance (et traînée) en fonction et de l'angle d'attaque dépendent de la cambrure de la voile, c'est-à-dire de la forme plus ou moins prononcée du creux de la voile. Une voile à forte cambrure a un coefficient aérodynamique plus élevé, donc potentiellement un effort propulsif plus important. Par contre le coefficient aérodynamique engendrant la gîte varie dans le même sens, donc il faudra suivant les allures trouver une cambrure de compromis entre un effort propulsif important et une gîte acceptable.

Différentes allures d'un engin à voile. Source : http://data.abuledu.org/URI/50b0c9a7-differents-allures-d-un-engin-a-voile

Différentes allures d'un engin à voile

Vecteurs vent, vitesse du bateau et vent apparent suivant les quatre allures du bateau : vent arrière, petit largue, bon plein et près. Plus le bateau accélère plus le vent apparent augmente, plus l'effort de la voile augmente. À chaque augmentation de vitesse la direction du vent apparent bouge, il faut régler de nouveau la voile pour être à l'incidence optimale (portance maximum). Plus le navire accélère, plus l'angle "vent apparent et direction du navire" se rapproche, donc la poussée vélique est de moins en moins orientée en direction de l'avancement du navire, obligeant un changement de cap pour être de nouveau dans les conditions maximales de poussée vélique. Le navire peut donc aller plus vite que le vent. L'angle "direction du navire et vent" peut être assez faible, il en résulte que le navire peut être aux allures de près à travers. Le navire remonte au vent.

Forces véliques au près. Source : http://data.abuledu.org/URI/50b0dbb4-forces-veliques-au-pres

Forces véliques au près

Décomposition au près des forces véliques noté A : la portance (C) et la trainée (B). C1 est partie de la portance de la voile participant à l'avancement du navire et C2 la portance de la voile participant à gîte du navire. (W) est le vent, (\lambda) la dérive.

Le planeur de Cayley. Source : http://data.abuledu.org/URI/55a0b6f3-le-planeur-de-cayley

Le planeur de Cayley

Le planeur de Cayley, piloté par lui-même (ou un employé ?) presque 50 ans avant les frères Wright. Sir George Cayley (1773-1857) est un physicien, ingénieur, et politicien britannique, pionnier de l'aéronautique. Il fut le premier à identifier les quatre forces qui sont impliquées dans le vol : la poussée, la traînée, la portance et le poids. Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/George_Cayley

Parapente. Source : http://data.abuledu.org/URI/50b1075e-parapente

Parapente

Schéma d'un parapente : 1 Extrados, 2 Intrados, 3 Nervure, 4 Cloison diagonale interne, 5 Suspente haute, 6 Suspente intermédiaire, 7 Suspente basse, 8 Élévateur. L'aile est fabriquée à partir d'un tissu résistant et léger. Elle est composée de « caissons » dans lesquels l'air s'engouffre afin de lui donner sa forme. L'aile est profilée comme une aile d'avion, ce qui génère la portance du parapente. Cette force, qui s'oppose à la gravité, permet au parapentiste de ralentir sa chute (verticale) à environ 1 mètre par seconde alors que dans le même temps le parapente s'est déplacé horizontalement de 8 mètres pour un parapente d'initiation, à plus de 12 mètres pour les engins de compétition (soit une finesse de 8 à plus de 12). L'avant de l'aile est appelé le bord d'attaque et l'arrière le bord de fuite. Le bord d'attaque est le côté par lequel l'air entre dans les alvéoles de l'aile. On dit « caisson » entre deux points d'attache de suspentes et « alvéole » entre deux cloisons internes. La partie supérieure est appelée l'extrados et la partie inférieure l'intrados.

Parapente avec oreilles. Source : http://data.abuledu.org/URI/50b12cd4-parapente-avec-oreilles

Parapente avec oreilles

"Faire les oreilles" en parapente augmente la trainée, la résultante des forces aérodynamiques (RFA) restant constante. Or la RFA est la somme de la portance et de la trainée, et de plus la trainée est parallèle à la trajectoire (et perpendiculaire à la portance), donc la trajectoire s'incurve vers le bas et l'angle d'incidence augmente. Un angle d'incidence élevé peut être dangereux dans certaines conditions notamment en turbulences pour une aile de parapente car on s'approche de l'incidence de décrochage.

Technique du coussin d'air aérostatique. Source : http://data.abuledu.org/URI/53a2b33a-technique-du-coussin-d-air-aerostatique

Technique du coussin d'air aérostatique

Schéma numéroté de la technique du coussin d'air : 1) Hélices propulsives ; 2) Air ; 3) Compresseur ; 4) Jupe souple. Le coussin d'air est une technique de sustentation utilisée dans les domaines du transport et de la manutention pour maintenir en sustentation des véhicules ou des charges sans contact avec le sol (ou une autre surface suffisamment plane, comme l'eau ou la glace) au moyen d'une couche d'air sous pression. Cette couche d'air est confinée sous le plancher du véhicule et en périphérie par des jupes souples ou rigides. Dans ce schéma, il ne faut pas comprendre qu'il y ait une liaison mécanique entre le compresseur et l'hélice. Les deux fonctions (portance aérostatique et propulsion) sont le plus souvent assurées par des moteurs séparés. Cette technique fut découverte et brevetée par l'ingénieur Louis Duthion en 1961. Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Coussin_d%27air