Bernoulli vs. Newton : article intéressant ...

[gma]

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Placé à incidence nulle, un profil " très mince" constitué par un arc de cercle ayant une flèche de 15 % , génère un  Cz de 0.64.

L’incidence de Cz nul  est fortement négative.

( source MOOC  Supaero ) .

Cet exemple devrait, peut être , faire réfléchir ceux qui imaginent une aile créant  la portance à l’aide de la troisième loi de Newton, en précipitant  massivement l’air vers le sol…

Cela ne veut strictement rien dire !... Il faut à un moment se retourner sur l'histoire et voir comment l'homme en vint à faire un profil tel qu'on le conçoit aujourd'hui avant d'exposer que : "un profil très mince (pourquoi mince !), constitué d'un arc de cercle (ce qui n'a jamais été le cas), ayant une flêche (dans ce cas ce n'est plus un cercle mais un disque tronqué) de 15 % (ce qui n'est plus du tout un profil très mince)... génère un Cz (tiens donc un Cz)...

Oui l'aile est une machine qui transforme une énergie en quantité de mouvement. La portance... Pardon !... La résultante aérodynamique qui en sort est le fruit dont l'homme exploite la plus grande part en "portance", le reste devenant de la traînée.

[gma]

...

Il n'y a qu'une référence...

L'incidence, c'est l'angle formé par la corde du profil avec la direction des vitesses. Il n'y a donc qu'une seule référence : La direction des vitesses (résultante).

D'ailleurs, la base du trièdre aérodynamique est cette direction des vitesses, elle porte l'axe "X"...

la corde du profil ? je suppose que tu parles de l'angle du profil au vent relatif "a l'infini" qui est la somme de l'incidence reelle vue par le profil et de l'incidence induite ?
pour l'angle "a l'infini" heureusement dans la pratique on n'est pas oblige de remonter aussi loin, avec une planete ronde ca poserait des problemes geometriques

mais dans le cas de l'avion c'est quoi l'incidence ?

On redis !... Il n'y a qu'une référence... La direction des vitesses !

Quand vous parlez d'une altitude, vous évoquez une distance par rapport à une référence (une seule !)... La mer (son niveau moyen). Eh bien c'est pareil pour l'incidence, il n'y a qu'une référence de mesure... C'est la direction des vitesses (moyenne résultante) et rien d'autre.

La corde géométrique c'est la ligne de référence d'un profil (une de ses caractéristiques), c'est elle qu'on utilise pour évaluer la position du profil par rapport à la direction des vitesses... C'est un angle, qu'on a nommé "incidence"... Mais on aurait pu l'appeler autrement.

La direction des vitesses c'est effectivement un peu hard au voisinage du profil, vu que les molécules sont perturbées, on se réfère donc a une direction des vitesses un peu plus éloignée en amont... Cela se nomme "l'infini amont"...
En aérodynamique, il est possible de montrer que "l'infini amont" d'une aile de jodel se trouve à peu près au niveau du capot moteur... Tandis que "l'infini amont" d'une aile de Mirage IV qui déboule à Mach 2 se situe à peu près à 1,5 km devant lui...

Et la planète serait ronde, carrée, triangulaire ou hexagonale que ça ne changerait rien du tout !... Pourvu qu'il y ait une masse d'air dans laquelle circuler.

[Haflinger]

Comme l'a dit Gilles on choisit arbitrairement, mais logiquement il faudrait déterminer la partie de l'aile concourant le plus à la portance et choisir sa corde moyenne.

tu veux dire la partie de l'aile decrochant en premier ?
en general c'est plutot a l'emplanture si l'avion est bien concu

mais la il faut se poser la question des volets et du decrochage avec ou sans

[zoiseau]

Franchement, il semble que les argumentations ne soient pas le fort de certains supposés "connaisseurs" en la matière du forum !
EXpliquer de manière très simple pourquoi on préfère Bernoulli ou Newton devient..impossible ! J'ai l'impression , en fait qu'il n'y a pas beaucoup de monde ici, capable de le faire, tout simplement parce qu'il semble, que personne ne le sait vraiment, et surtout pas ceux dont..il semble encore, c'est le métier et qui argumentent avec dédain ! C'est grave docteur ?

[Haflinger]

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Placé à incidence nulle, un profil " très mince" constitué par un arc de cercle ayant une flèche de 15 % , génère un  Cz de 0.64.

L’incidence de Cz nul  est fortement négative.

( source MOOC  Supaero ) .

Cet exemple devrait, peut être , faire réfléchir ceux qui imaginent une aile créant  la portance à l’aide de la troisième loi de Newton, en précipitant  massivement l’air vers le sol…

tu est serieux ou tu cherches a semer le doute ?

[Haflinger]

La portance sera globalement déterminée par l' incidence de l'aile, le fuselage de l'avion même s'il y participe est négligeable

D' ailleurs pour un plan mobile telle la gouverne de profondeur c'est son incidence propre qui est impliquée

donc si l'aile est mobile par rapport au "fuselage" il vaut mieux prendre en compte l'incidence de l'aile plutot que celle du fuselage, OK

mais la question etait : pourquoi la corde moyenne ?

Sinon, pourquoi la corde moyenne ?... Ben parce que incidence moyenne (le vrillage s'il y a), de la corde moyenne (si on suppose que la loi du vrillage lui donne cette importance), expression aussi de la surface de l'aile équivalente (et de forme rectangulaire)... Bref !... La grande simplification de l'esprit pour pouvoir quantifier un truc presque réelle.

ouaip. en fait c'est juste une histoire de "gout"

[Gilles131]

"l'infini amont" d'une aile de Mirage IV qui déboule à Mach 2 se situe à peu près à 1,5 km devant lui...

Hé non! En supersonique, tout ce que est en amont de la pointe avant est l'infini amont.
Ou alors, c'est que les perturbations créées par celle-ci sont capables de remonter le courant deux fois plus vite que la vitesse de propagation des perturbations dans l'air...

[Haflinger]

La direction des vitesses c'est effectivement un peu hard au voisinage du profil, vu que les molécules sont perturbées, on se réfère donc a une direction des vitesses un peu plus éloignée en amont... Cela se nomme "l'infini amont"...

les molecules sont perturbees de voir arriver le bord d'attaque en peine poire ?

Tandis que "l'infini amont" d'une aile de Mirage IV qui déboule à Mach 2 se situe à peu près à 1,5 km devant lui...

tu crois que les molecules voient arriver un Mirage IV de plus loin qu'un Jodel pour quelle raison ? parce qu'il est plus gros ?
en tous cas a 1.5 km les molecules entendent le Jodel, mais a 1.5 metres elles n'entendent pas le Mirage,
il faut croire que selon toi elles ont une tres bonnes vue, mais elles sont sourdes comme un pot

Et la planète serait ronde, carrée, triangulaire ou hexagonale que ça ne changerait rien du tout !... Pourvu qu'il y ait une masse d'air dans laquelle circuler.

ca ne changerait rien c'est vite dit, heureusement la terre est plate, mais le pire ce serait une terre triangulaire, ca serait un peu problematique dans les "coins" je pense

[gma]

Si on évoque l'incidence de l'avion complet (et pas celle de son aile)(....) l'axe mesuré est celui longitudinal de l'avion (axe X' du trièdre lié à l'avion).

Autrement dit, la référence de mesure de l'incidence est ce que l'on a décidé de prendre comme référence pour mesurer l'incidence : on est d'accord...

Le nom "incidence" est attaché à la référence "direction des vitesses", comme le nom "altitude" est attaché à la référence "niveau moyen des mers et océans"...[/quote]

...
Le choix de la référence a peu d'importance, il suffit de la connaitre et de pouvoir la déterminer aisément sur la maquette de soufflerie avec laquelle nous allons tracer les courbes aérodynamiques Cz(α), Cz(Cx), Cz(Cm), etc.

Ben non justement !... Le choix de la référence a une importance capitale... Je vais d'ailleurs vous le montrer !...
Les coefficients que vous évoquez (Cz, Cx, Cy) sont des projections sur les trois axes d'un trièdre, celui "aérodynamique" (trièdre aérodynamique étant son nom) du coefficient "C" de la résultante. Or ce trièdre est attaché à la direction des vitesses puisque, comme sa définition le précise, "l'axe X du trièdre aérodynamique est porté par la direction des vitesses"...

Pour un profil, la corde s'impose: elle a un sens physique (le "plan" d'une section de voilure construite sur ce profil) et on la détermine précisément par les points de tangence les plus éloignés au bord d'attaque et bord de fuite.
L'incidence est, par définition, l'angle, mesuré dans le plan du profil, entre cette référence et le vecteur vitesse à l'infini amont (c'est-à-dire suffisamment loin devant pour que les lignes de courant n'aient pas commencé à dévier pour contourner le profil - Splitdog, si tu nous lit ).

Pour une voilure complète, de profils, épaisseurs, et calages variables selon l'envergure, la référence précédente n'a plus de sens. On choisit donc la corde d'un profil donné comme référence d'incidence voilure. Il est assez logique de choisir la corde du profil d'emplanture car c'est la plus facile à repérer, sur le fuselage comme sur chaque demi-voilure. Mais on pourrait aussi bien utiliser la corde d'un profil particulier (par exemple, à une cassure de bord d'attaque ou bien de dièdre...) Ou encore la corde moyenne aérodynamique de la voilure, notion plus théorique, mais pourquoi pas?

Pour un avion complet, il est plus facile de prendre une référence aisément repérable sur le fuselage: ce peut être le plan du plancher cabine, le rail de verrière, un longeron particulier de sa structure, etc. On le baptise en général RHF, référence horizontale fuselage. Mais elle est tout aussi arbitraire.
Passer d'une référence à l'autre ne fait que décaler l'origine des courbes, mais ne change en rien le comportement de l'avion, et permet tout autant la détermination des incidences caractéristiques utilisées dans le pilotage comme dans les perfos.

En réalité, on procède plus simplement...

D'abord, on calcule l'aile, ce qui va donner une "polaire" (courbe Cz/Cx graduée en incidence)... Sur laquelle on viens gréver les traînées du fuselage (la polaire s'allonge sur l'axe de Cx (car les Cx totaux augmentent) alors qu'elle ne varie pas en Cz (si le fuselage n'est pas porteur).
Et on connait l'écart angulaire entre fuselage et aile (le calage)... C'est d'ailleurs après avoir calculé aile et fuselage séparément (deux polaires distinctes) qu'on les associe pour trouver le meilleurs "calage".

Mais il est un fait certain... En aviation, aile et fuselage étant liés (dans la plupart des cas), on a très vite fait de mélanger les deux références géométriques (la corde de l'aile et l'axe du fuselage), puis de croire que tout ce petit monde évolue dans un seul référentiel...

C'est d'autant plus aisé que la plage d'incidences d'un avion est très étroite, il ne sait voler qu'entre 4/5 ° et 15/18°... Avant il ne décolle pas, après il décroche !...

Et ce petit détail de l'avion fait que, encore de nos jours, on confond "trièdre de l'avion (celui dont l'axe Z est porté par le poids)" et "trièdre aérodynamique (celui dont l'axe X est porté par la direction des vitesses)"...

Mais toutes les machines volantes n'ont pas une voilure fixée au fuselage...

Prenons un exemple !

L'autogire... Vous connaissez... Ce petit truc dont le gars pilote un rotor (disque) complet... Et qui peut voler comme un avion ne sait pas le faire... Verticalement !

Donc réfléchissez et dites moi :

Pour un autogire volant en autorotation verticale (descente verticale sans moteur)... Quel est la valeur du "Cz" du rotor (son aile à lui) ?... Puis quel est la valeur du "CX" de ce même rotor ?

[gma]

Sinon, pourquoi la corde moyenne ?... Ben parce que incidence moyenne (le vrillage s'il y a), de la corde moyenne (si on suppose que la loi du vrillage lui donne cette importance), expression aussi de la surface de l'aile équivalente (et de forme rectangulaire)... Bref !... La grande simplification de l'esprit pour pouvoir quantifier un truc presque réelle.

ouaip. en fait c'est juste une histoire de "gout"

Le problème des théories humaines c'est qu'elles ne sont utilisées que par l'homme, qui les baptise d'ailleurs "universelle" histoire de se donner bonne conscience...

[Haflinger]

Et ce petit détail de l'avion fait que, encore de nos jours, on confond "trièdre de l'avion (celui dont l'axe Z est porté par le poids)" et "trièdre aérodynamique (celui dont l'axe X est porté par la direction des vitesses)"...

Mais toutes les machines volantes n'ont pas une voilure fixée au fuselage...

Prenons un exemple !

L'autogire... Vous connaissez... Ce petit truc dont le gars pilote un rotor (disque) complet... Et qui peut voler comme un avion ne sait pas le faire... Verticalement !

Donc réfléchissez et dites moi :

Pour un autogire volant en autorotation verticale (descente verticale sans moteur)... Quel est la valeur du "Cz" du rotor (son aile à lui) ?... Puis quel est la valeur du "CX" de ce même rotor ?

on est un con, ou bien il est mal informe

un autogire qui vole, ou plutot qui tombe en autorotation verticale,
oui selon moi avec une finesse de zero on ne vole pas on tombe !
donc telle l'eolienne ou le parpaing qu'on lache du haut d'une tour HLM, le rotor ne produit pas de Cz mais uniquement du Cx en autorotation verticale,
ce qui n'empeche que le Cx et la force qui en decoule equilibre le poids comme il se doit, ni plus ni moins,
ce qui est un abus car le rotor n'est pas une aile, les pales oui, et en autorotation verticale les pales produisent du Cz et du Cx de facon "ordinaire"

sinon dans le domaine des aeronefs qui n'ont pas la voilure principale fixe au fuselage, on peut citer les controlwings, les pous et les pendulaires par exemple

[gma]

Et ce petit détail de l'avion fait que, encore de nos jours, on confond "trièdre de l'avion (celui dont l'axe Z est porté par le poids)" et "trièdre aérodynamique (celui dont l'axe X est porté par la direction des vitesses)"...

Mais toutes les machines volantes n'ont pas une voilure fixée au fuselage...

Prenons un exemple !

L'autogire... Vous connaissez... Ce petit truc dont le gars pilote un rotor (disque) complet... Et qui peut voler comme un avion ne sait pas le faire... Verticalement !

Donc réfléchissez et dites moi :

Pour un autogire volant en autorotation verticale (descente verticale sans moteur)... Quel est la valeur du "Cz" du rotor (son aile à lui) ?... Puis quel est la valeur du "CX" de ce même rotor ?

on est un con, ou bien il est mal informe

un autogire qui vole, ou plutot qui tombe en autorotation verticale,
oui selon moi avec une finesse de zero on ne vole pas on tombe !
donc telle l'eolienne ou le parpaing qu'on lache du haut d'une tour HLM, le rotor ne produit pas de Cz mais uniquement du Cx en autorotation verticale,
ce qui n'empeche que le Cx et la force qui en decoule equilibre le poids comme il se doit, ni plus ni moins,
ce qui est un abus car le rotor n'est pas une aile, les pales oui, et en autorotation verticale les pales produisent du Cz et du Cx de facon "ordinaire"

sinon dans le domaine des aeronefs qui n'ont pas la voilure principale fixe au fuselage, on peut citer les controlwings, les pous et les pendulaires par exemple

Ce qui est surtout important, c'est qu'une force de traînée peut générer de la portance (force opposée au poids...), Preuve que le Cz n'est donc pas "LE" coefficient de portance comme on le nomme ci souvent en aviation (le cas de l'autogire montrant que, pour le coup, c'est le Cx le coef de portance).
Notez, par la même analogie, qu'un rotor d'hélicoptère ne traîne jamais (en translation de croisière)... Alors qu'il produit un coefficient de traînée non négligeable...

Comprendre la portance de l'aile (qu'elle soit expliquée avec les principes de Bernoulli ou ceux de Newton) suppose déjà de quitter le carcan réducteur qu'on a créé au fil du temps pour simplifier l'explication de son fonctionnement.

[Haflinger]

Ce qui est surtout important, c'est qu'une force de traînée peut générer de la portance (force opposée au poids...), Preuve que le Cz n'est donc pas "LE" coefficient de portance comme on le nomme ci souvent en aviation (le cas de l'autogire montrant que, pour le coup, c'est le Cx le coef de portance).

non, on parlerait plutot de sustentation

inutile de parler de giro, un simple planeur voit sa sustentation equibrer son poids, la force qui le sustente est la force aerodynamique totale,
force que l'on decompose en "portance" et "trainee", normale et parralele au flux

sinon c'est article n'est guere interressant, un ignorant qui veut faire de la vulgarisation et expliquer ce qui lui echappe aussi en repetant ce qu'il a luen faisant le malin,
comme cela a ete dit par Spitcat je crois, la question essentielle a ete eludee comme a chaque fois, pourquoi l'air accelere t-il au dessus et ralentit-il en-dessous ? pourquoi ce mouvement de circulation circulaire ? je rigole !

[gma]

Ce qui est surtout important, c'est qu'une force de traînée peut générer de la portance (force opposée au poids...), Preuve que le Cz n'est donc pas "LE" coefficient de portance comme on le nomme ci souvent en aviation (le cas de l'autogire montrant que, pour le coup, c'est le Cx le coef de portance).

non, on parlerait plutot de sustentation

inutile de parler de giro, un simple planeur voit sa sustentation equibrer son poids, la force qui le sustente est la force aerodynamique totale,
force que l'on decompose en "portance" et "trainee", normale et parralele au flux

Oui, la "sustentation" est la force aérodynamique totale... Elle n'équilibre donc pas le poids puisque, par définition, c'est la "portance" qui rempli ce rôle.
Pour le planeur, dépourvu de moteur, il faut une force de propulsion... Soit une projection du poids sur la trajectoire (dans ce cas vitesse verticale négative)... La sustentation génère une traînée (opposée à la vitesse)... Même si un mouvement global de la masse d'air donne un vario positif.

Le seul cas, en aviation, ou la sustentation s'oppose au poids, c'est lorsque la machine est en vrille.

[Haflinger]

Oui, la "sustentation" est la force aérodynamique totale... Elle n'équilibre donc pas le poids puisque, par définition, c'est la "portance" qui rempli ce rôle.

non, la portance est la composante normale au flux de la force aerodynamique

Le seul cas, en aviation, ou la sustentation s'oppose au poids, c'est lorsque la machine est en vrille.

ben non, dans tous les cas ou il n'y a pas de moteur, vrille, autorotation verticale et avion sans moteur,
et on parle du poids "naturel", pas du poids apparent sous facteur de charge

sustentation :
Composante verticale de la résultante des forces aérodynamiques s'exerçant sur un avion ou un hélicoptère et grâce à laquelle l'appareil se maintient en l'air.