Etude du profil d'une aile d'avion

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Valeur négative car inférieure à la pression atmosphérique : en relative

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Nous mesurons maintenant la tension U délivrée par chaque capteur de pression aux 8 points de l’extrados. Nous pourrons de ce fait calculer les pressions locales px,z à l’aide de la formule suivante :

Px,z = - [ ( U–U0 ) * 12,5] (en mbar et en pression relative)

U0 = tension délivrée par le capteur sans vent

U = tension délivrée par le capteur avec vent

Le tableau complet de nos relevés sera donné en annexe, car traité à l’aide d’un tableur.

QUESTION B :

1 mbar correspond à 100 Pa.

Pour passer d’une pression en Pa à une hauteur d’eau équivalente en mm, il suffit de diviser la pression par g = 9,81 m/s2. En effet, la masse volumique de l’eau est de 1000kg/m3.

Nous traçons ensuite le graphe Cp = f(x/l) correspondant au cas étudié et calculons le coefficient Cz en évaluant l’intégrale ∫ Cp d(x/l) par la méthode de la pesée.

Méthode de la pesée

Nous mesurons la masse m1 d’une feuille A4 entière de surface : 21 * 29.7 = 623,7 cm2,

Nous mesurons la masse m2 de la surface découpée correspondant à l’intégrale étudiée.

Nous en déduisons ainsi la valeur de l’intégrale en cm2.

Nous tenons ensuite compte des échelles sur les axes des abscisses et des ordonnées pour connaître la valeur réelle de l’intégrale donc de Cz.

Nous trouvons ainsi :

Cp (x/l) =

Cz =

Nous calculons enfin la portance de l’aile P, correspondant aux conditions expérimentales. Nous trouvons :

P =

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Variation de la portance en fonction de la vitesse

Un VI Labview disponible nous permet de réaliser la même expérience que précédemment mais bien plus rapidement. Seule la méthode de la pesée pour l’exploitation du graphe sera à réaliser.

Nous allons déterminer la portance toujours pour une incidence de 5°, mais pour la position 6 du variateur de vitesse.

Après avoir lancé l’acquisition, nous récupérons nos mesures sous Excell et déterminons de manière analogue à précédemment le coefficient Cz et la portance de l’aile. Nous trouvons :

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Cz =

P =

Nous remarquons que…

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MANIPULATION AVEC L’AILE 2 UTILISABLE AVEC LA BALANCE

Nous fixerons dans cette partie la position 5 du variateur de la soufflerie.

Pour commencer, nous suivons le mode opératoire pour le changement d’aile dans la veine de mesure.

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Aile 2 sans volets

Nous faisons varier l’angle d’incidence de -20° à +20°, par pas de 5°.

Pour chaque angle d’incidence, la soufflerie étant à l’arrêt, nous réglons le zéro de la portance, de la traînée et du moment de portance.

Nous mesurerons la vitesse d’écoulement de l’air de manière analogue à précédemment, puis calculons les Cx et Cz correspondants (Dimensions de l’aile : L = 22 cm et l = 10 cm).

Les résultats seront donnés en annexes car traités à l’aide d’un tableur.

Nous traçons les courbes Cz = f (α) et Cx = f (α) sur 2 graphes différents.

…

Nous traçons ensuite la finesse Cz/Cx en fonction de α.

…

QUESTION C :

En aéronautique, le décrochage est la perte généralement brusque de portance d’un aéronef, ou d’une structure portante (aile, ailette ou rotor principal). Dans cette circonstance un avion n'est plus soutenu par l'air et tombe comme une pierre.

Pour un avion, il est dû à une incidence (angle d’attaque) trop importante entre la direction du vent relatif et la surface des ailes. Si le décrochage survient souvent lorsque la vitesse est basse, il peut se produire en fait à n’importe quelle vitesse.

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Aile 2 avec volets

Le volet amovible de 20 mm de corde est placé sous l’intrados, près du bord de fuite, avec une inclinaison fixe de 15°.

Nous recommençons les mesures pour l’aile 2 avec volet et traçons les courbes Cz = f (α) et Cx = f (α) sur les courbes respectives précédentes.

…

Pour l’atterrissage et le décollage, on a une vitesse réduite donc une portance plus faible. Donc la sustentation de l’avion est moins assurée donc il faut augmenter l’angle d’incidence pour augmenter la portance mais pas trop car risque de décrochage.

A proximité de la piste d’atterrissage, l’avion devant être en position horizontale, le pîlote est obligé de jouer sur le troisième facteur influençant la portance, pour éviter un atterrissage trop brusque : il déplie les volets situés au niveau des ailes, pour augmenter la portance.

Il existe jusqu’à 3 étages de volets sur Airbus A300 par exemple, mais ces volets augmentent aussi fortement la traînée. Ils sont donc utilisés seulement au décollage et à l’atterrissage.

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