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La force aérodynamique

mardi 9 septembre 2008, par PoongalOO

La force aérodynamique est utilisée dans l’hélice, dans l’éolienne, dans la propulsion du voilier, dans l’effet d’une balle, dans le parachute, dans le vol de l’avion, du planeur, du cerf volant, du boomerang…

La force aérodynamique est la somme de forces de surpressions et de forces de dépressions. Tout objet placé dans un courant d’air subit sur sa face avant des forces de surpressions et sur sa face arrière des forces de dépressions.
On considère la résultante de toutes ces forces, appelée Force Aérodynamique. La direction de cette force dépend de la forme de l’objet. Ainsi pour un parachute ou un caillou dans la rivière la résultante des forces est dans la même direction que le courant d’air ou d’eau. Mais pour un objet allongé comme une plaque, une voile ou une aile, la résultante des forces est proche de la perpendiculaire de la surface.

L’écoulement d’un fluide n’est pas toujours évident à comprendre.
Ainsi entre deux berges d’une rivière qui se rapprochent, l’eau n’est pas freinée mais accélérée. C’est la loi des écoulements continus. Le débit reste le même quelle que soit la section. De même sur la face bombée d’une aile l’air s’accélère.
D’autre part si vous soufflez le long d’une bande de papier, la bande de papier ne s’écrase pas mais se soulève, parce que vous avez créé une dépression en accélérant l’air. C’est la loi de Bernoulli, qui établit une équivalence entre accélération et dépression. Si vous créez une dépression vous créez une accélération, et si vous créez une accélération vous créez une dépression.

On peut créer une force aérodynamique par différents moyens.
L’accélération par déflexion de l’air au moyen d’une simple plaque plane inclinée de quelques degrés : cerf-volant.
L’accélération par déflexion de l’air au moyen d’une toile souple inclinée de quelques degrés : voile.
L’accélération en bombant une face et pas l’autre (profil plan-convexe).Dans ce cas on développe une force aérodynamique même si l’aile est dans l’axe du courant d’air : boomerang.

On peut orienter une force aérodynamique hors de la direction du courant d’air et dans une direction choisie par un autre moyen que la forme plane, si on peut créer une accélération de l’air au point voulu.
En faisant tourner une balle de golf ou de ping-pong, la balle est déviée du côté où sa vitesse de rotation s’ajoute à son déplacement.
Même effet en faisant tourner un cylindre dans le vent à l’aide d’un moteur auxiliaire. On dévie la force aérodynamique hors du lit du vent et on utilise le cylindre comme une voile.
On obtient le même résultat en aspirant l’air par une fente le long du cylindre.

Michel V.

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