en finir avec les faux semblants

Sur la structure des avions, la mécanique de fluides intervient un peu partout, notamment pour éviter les vortex qui génèrent de la turbulence, donc de la traînée, et qui nuisent à la portance. C’est pour ça que les constructeurs disposent des ailerons en bouts d’ailes, dont la forme est elle aussi importante.
Une cellule d’avion s’étudie aussi en soufflerie.

Quand il s’agit de descendre, réduire les gaz ne suffit pas, il faut diminuer la portance. On pratique donc des trous dans les bords de fuite des ailes en faisant coulisser des panneaux qui vont conduire de l’air derrière l’aile au lieu de l’emprisonner dessous, diminuant ainsi la surface utile donc la pression d’intrados, donc la portance… mais ces panneaux ne sont pas des trappes, ils restent dans le profil de l’aile pour éviter justement une diminution trop brutale de la portance avec vortex sur extrados, phénomènes susceptibles de rendre l’avion instable.
Je me ferais mieux comprendre avec un croquis mais le parapente n’est pas un avion.

Pour nous, la mécanique des fluides intervient avec le nombre de Reynolds qui exprime la viscosité d’un fluide, l’air en l’occurrence. Cela se traduit par l’obtention d’une couche limite sur les surfaces, qui ne doivent pas être totalement lisses sous peine de perte de cette couche avec décollement des filets d’air, faisant apparaître des vortex, d’où augmentation de la traînée et perte de portance.
Cela s’observe particulièrement sous la pluie avec une voile mouillée : la voile ralentit et se rapproche du point de décrochage par perte de portance, donc on pousse le barreau pour reprendre de la vitesse, surtout si on prend le risque aberrant de faire les oreilles.
La mécanique des fluides intervient aussi particulièrement sur les bouts d’ailes, d’où l’idée d’Advance de disposer ses bitougnots inutiles qui ne servent à rien d’autre que signaler aux observateurs que la voile est une Advance.
Ils ne seraient éventuellement utiles qu’en bouts d’ailes, comme sur les avions, mais la faible vitesse d’un parapente, même de compète, n’impose pas un tel dispositif, qui ne serait d’ailleurs pas évident à réaliser. On a meilleur compte à travailler sur le profil des stabilos.

Bon, je ne vais pas aller plus loin parce que mes connaissances universitaires en mécanique des fluides sont assez minces, juste suffisantes pour comprendre ce que je lis dans La Recherche. A bac + 52, je reste une bille tout juste dégrossie.
Avant le parapente, je m’étais intéressée à la mécanique des fluides quand je courais en moto, la préparation de mes moteurs 2T m’y avait conduite, comme elle me conduisit à étudier l’électronique.
C’est toujours la nécessité qui impose l’outillage, et l’outillage intellectuel en particulier.

Les moniteurs de parapente sont de bons vulgarisateurs, le plan n’étant pas d’enrichir la culture scientifique des stagiaires mais de faire comprendre à ceux qui en sont dépourvus les principes essentiels de la mécanique du vol, d’abord, puis des divers régimes de vol, en étant capables de répondre aux questions… ce qui impose de bien maîtriser son sujet. C’est bien suffisant pour former des pilotes débutants, après quoi divers stages de perfectionnement permettent de compléter cette formation.
Idem pour la météo : les moniteurs ne sont pas tous titulaires d’un DEA de thermodynamique ou de physique de l’atmosphère, ce qui compte c’est d’initier les novices aux principes fondamentaux de la météo, avec un discours simple accessible à tous et la capacité de répondre à toutes les questions.
Ce qui est intellectuellement chouette, avec le parapente, c’est la richesse de tous les phénomènes physiques qui tournent autour.

Dans toute ma maturation de pilote, j’ai rencontré pas mal de moniteurs (dont certains des plus célèbres) et je n’en ai jamais rencontré un seul qui fût intellectuellement incompétent, j’ai aussi rencontré des pédagogues formidables.
On ne peut pas en dire autant des profs, parmi lesquels il y a hélas pas mal de nullités incultes et prétentieuses.
Je vais encore me faire des ennemis. :mrgreen:

[quote]Se faire des amis est une nécessité de commerçant, se faire des ennemis est un luxe d’aristocrate (Montherlant)
[/quote]
:trinq:

Euh, je suis pas un expert en avion, mais là je vois pas… Ce que tu dis ressemble à une description des volets. Mais si c’est ça, le but est tout autre. Ils servent justement à augmenter la portance pour des vitesses faible (déco et attéro). Le seul truc mécanique que je connais pour diminuer la portance sur une aile d’avion c’est les spoilers (aérofrein) qui diminuent donc la portance par augmentation de la traînée.
Par contre je me répète, je ne suis pas un expert et il me semble qu’il y a des pilotes de ligne sur le forum qui pourront nous en dire plus, mais des trous dans les ailes…

Sagarmatha est si vieille qu’elle pense probablement aux avions qu’elle a vue voler pendant la première et deuxième guerre mondiale. Pour faire perdre de la portance à un avion, il suffisait de tirer dessus avec une mitrailleuse pour faire plein de trous dans les ailes. :init:

Mais je répète que je ne suis pas un expert.

bonjour

[quote] Quand il s’agit de descendre, réduire les gaz ne suffit pas
[/quote]
merdum, qu’est ce que je suis bête ! :bang:

pitain 30 ans que je dépense de l’argent pour voler avec une conso de 15 litres/heure.

aucun instructeur ne m’avait précisé cela… on peut réduire les gaz ? et on descend pas ?? on m’aurait menti ???

le prochain vol j’essaye… à 3000 ft j’éteins le moteur et je vous dirais.

:coucou:
bruno

Je ne suis pas un cador en mécanique des fluides,
mais en enchaînant les deux vidéo de l’université de Cambridge
j’ai l’impression d’avoir compris le phénomène :mrgreen:

1- Déjà cité plus haut
https://youtu.be/w78JT6azrZU

2- Explication sur la variation pression-vitesse des molécules d’air qui longent le profil
https://youtu.be/VEe7NxB5Vo8

C’est beaucoup plus simple que les explications de Caldara … ou que le doc de la Nasa
https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/presar.html
cliquez en bas sur next > Theories of Lift pour la suite (c’est un peu le même article que Caldara)

bizarre je n’arrive plus à intégrer des youtube sur le cdv ??? :grat:

Au niveau pédagogique ne ne vois pas de difficulté supérieure à expliquer que :

Le profil de l’aile courbe le fluide en mouvement (que se soit le fluide qui bouge ou l’aile, c’est idem). Ces courbures provoquent des variations de pression dans le fluide qui génère la force de portance (Newton). Ces différences de pression provoquent une accélération du filet d’air extrados par rapport à celui de l’intrados.

et non pas comme on me l’a enseigné :
C’est la différence de vitesse des filets d’air entre l’intrados et l’extrados qui provoque les différences de pression qui génère la force de portance.

après, je suis d’accord pour laisser les équations d’Euler aux physiciens :mrgreen:

La déflexion du flux est effectivement une explication très intuitive, et qui n’est pas fausse, mais pas complète…

On peut trouver une analyse par un physicien aéronautique expliquant que ce n’est pas explication primaire mais une conséquence, mais on est un peu loin de l’intuition…
http://www.youtube.com/watch?v=QKCK4lJLQHU
Doug McLean | Common Misconceptions in Aerodynamics

et une vidéo qui essaie de redonner un coté plus intuitif à l’utilisation de la mécanique des fluides, sans équations de Navier-Stokes, et en essayant d’être un peu plus complet que la simple déviation.
http://www.youtube.com/watch?v=aa2kBZAoXg0
Krzysztof Fidkowski | How Planes Fly

Désolé, je n’ai pas trouvé de vidéo de même niveau en Français…
(et pour inclure une video Youtube, mettre http au lieu de https dans le nom de l’adresse URL…)

Pour mettre de l’eau à votre moulin avant…
https://sciencetonnante.wordpress.com/2016/09/25/comment-un-avion-vole-t-il/

Il y a quelque chose qui me gène dans l’argumentation “anti Bernouilli”. On parle de l’impossibilité de voler sur le dos, de faire voler un profil plat ou de faire voler un profil symétrique selon cette théorie.

Je ne vois pourtant aucune contradiction.

  • Un profil symétrique ne vole que si il a un angle d’incidence positif. L’écoulement de l’air sur le dessus de l’aile est déformé et est plus long que celui de l’intrados. La dépression peut se former. Si on met ce profil strictement à plat les écoulements sont symétriques et ne créés aucune portance.

  • Un profil bombé placé à l’envers pendant un vol sur le dos créé lui aussi un écoulement plus long sur le dessus que sur le dessous ce qui fabrique de la portance. Le profil est évidement beaucoup moins performant ce qui explique qu’un avion à profil épais vole beaucoup moins bien sur le dos. Dans le cas des avions d’acrobatie, les profils sont presque symétriques et la différence est moindre.

  • les profils sont conçus pour une gamme de vitesse optimale. Pour voler lentement on a des profils épais comme ceux de nos parapentes. A haute vitesse les profils sont fins et la différence de courbure intrados extrados est bien moindre.

  • un profil sans épaisseur peut malgré cela créer des écoulements différent entre l’extrados et l’intrados. Il suffit de s’amuser avec un simulateur d’écoulement pour constater que cela fonctionne. C’est la forme de l’écoulement qui créé la différence de vitesse et donc de pression, qu’importe la forme du profil qui l’induit.

[quote=“Patrick Samoens,post:49,topic:66111”]
:pouce: c’est montré dans la première vidéo

Après par contrainte mécanique (poids, volume, structure, résistance, …) il y a des profils plus efficaces que d’autres

ton argument pour qu’un profil inversé génère une portance avec la théorie des particules qui ont plus de distance à parcourir tient la route.
mais comment expliques tu que le profile à 5m41 de cette vidéo ne génère pas de portance :grat:

Cela génère très certainement de la portance… mais très peu, pas suffisamment pour vaincre les forces de frottement!

Merci, j’ai bien apprécié cette vidéo, même s’il faut s’accrocher pour suivre.

Finalement j’ai trouvé un excellent résumé en français :
https://www.lavionnaire.fr/TheorieFredMon.php

Il y a des schémas, cela facilite la compréhension.
Et surtout l’auteur rappelle l’ensemble des théories en circulation, en rappelant bien lesquelles sont aujourd’hui considérées comme fallacieuses ou insuffisantes à expliquer l’ampleur de la portance réellement constatée.

La théorie de référence est, semble-t-il, celle de Kutta-Joukowski : la portance est en particulier en relation avec le caractère effilé (angle abrupt) du bord de fuite.
Mots-clés : condition de Kutta, tourbillon initiateur, circulation, point d’arrêt, point de jonction, viscosité / non-viscosité, adhérence à l’extrados…

Un profil en mouvement provoque une déviation de la masse d’air traversée vers le bas. En vertu du principe de Newton action/réaction, une force adverse s’exerce vers le haut, c’est la portance.

La vidéo m’a laissé un peu sur ma faim, là, genre “c’est comme ça parce que je le dis”.
Ca devrait être facile à simuler/démontrer avec un profil dont le bord de fuite serait épais et arrondi comme le bord d’attaque, et qui devrait dès lors ne pas générer de portance.

Il faut aussi bien prendre en compte que la valeur de la portance générée par un profil dépend fortement de l’angle d’incidence et de sa vitesse / flux.
Un profil retourné (sur le dos) génère de la portance, mais est forcement moins optimisé que ´dans le bon sens’ (sauf profil symetrique).

Merci pour tes recherches.
J’avais vite compris que je n’ai pas le bagage mathématique suffisant pour rentrer dans le détail de l’explication.

Ce qui est rassurant,surtout dans mon cas,c’est qu’il n’est pas nécessaire d’avoir un certain bagage mathématique ou d’un bagage mathématique certain pour

pouvoir voler correctement.

J’ai toujours été poursuivi par les études,elles ne m’ont jamais rattrapé. :mdr:

J’aimerai bien avoir l’avis de Luc Armand
Ils doivent bien avoir une bonne idée de pourquoi ça vole une aile, chez Ozone.

Les logiciels de simulation s’appuient bien sur une théorie pour faire leur boulot ?

Tout à fait ! C’est pourquoi je suis très étonné de vouloir à tout prix “expliquer” un phénomène aux élèves parapentistes lorsqu’on sait que l’explication est fausse…
Personne ne pense à Bernoulli ou à Kutta & Jukowski quand on contre une amorce de fermeture (enfin j’espère) ! Cela ne fait que propager les “faux semblants”…

@Xbug, salut,

Si je suis tout à fait d’accord avec toi que les noms que tu cites n’apportent rien sur le fond à la compréhension mais cela donne un emballage, une forme, qui n’est pas inutile pour expliquer ce qui est par contre primordial pour piloter convenablement son aile et éviter ainsi d’avoir à contrer une fermeture si ce n’est pas de subir un décrochage suite à du sur-pilotage.

Là il est question de comprendre que la vitesse-air à laquelle se déplace le profil est capitale pour lui permettre de voler, que l’angle d’incidence aussi est un élément à comprendre et respecter pour permettre à nos ailes de rester en forme et dans leur domaine de vol, etc…

Le fait est que pour “capter” l’intérêt et de stimuler l’effort de comprehension, il est bien d’apporter une théorie même imparfaite mais qui permet de s’imaginer les choses avec les moyens et connaissances de chacun des apprentis. Et c’est là qu’il faut se rappeler que parmi tous les candidats à devenir pilote, il y en a beaucoup qui n’ont pas fait d’études d’ingénieur quand ce n’est tout simplement pas, pas d’études du tout.

Et pourtant ils sont tous en droit et en capacités de devenir des pilotes autonomes voire confirmé voire d’exeptions pour certains et tous auront alors besoin d’une compréhension théorique minimale de “pourquoi/comment ça vole”. Et dans ce sens, la façon dont est expliqué et enseigné la mécanique de vol depuis le stage initiation jusqu’au BPC dans la très grande majorité des écoles de parapente en France me paraît plutôt réussie.
Après que celui qui en éprouve le besoin et l’envie et qui dispose des capacités intellectuelles et des pré-requis pour pousser l’investigation plus loin à propos de “pourquoi/comment ça vole”, eh bien il a bien raison de pousser la réflexion plus loin. Cela ne le rendrait, dans tous les cas, pas plus mauvais en tant que pilote.

:trinq: