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Mécanique du vol

Mécanique du vol. Aérodynamique, portance, trainée, polaire. Equations d’équilibre du vol. Modifications de trajectoires, facteurs de charge. Propulsion, ….. fonctionnement de l’hélice. Performances, courbes de puissance. Stabilité. Applications (performances, centrage).

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  1. Mécanique du vol Aérodynamique, portance, trainée, polaire Equations d’équilibre du vol Modifications de trajectoires, facteurs de charge Propulsion, ….. fonctionnement de l’hélice Performances, courbes de puissance Stabilité Applications (performances, centrage)

  2. Ecoulement aérodynamique R Rz Ventrelatif i Rx Rz Rx Traînée Portance i i 0 0 Angled’incidence Résultanteaérodynamique Profil

  3. Polaire 0 Rx Rz Traînée Portance 0 0 i i 5 4 Rz 1 4 5 3 1 - portance nulle 2 - Traînée mini 3 - Rz/Rx maxi 4 - Portance maxi 5 - Décrochage 2 2 Rx 1

  4. Polaire 2 2 Rz 1 1 Rx = r.S.V .Cx Rz = r.S.V .Cz 2 2 Cz Rx 0 Cx Polaire d ’un profil . . .Polaire d ’un avion Rz = f (Rx) équivalent à : Cz = f (Cx)

  5. Equations d’équilibre : Vol Horizontal Ra Ra Ra Ra ; ; P 0 T z z P P x x P T T T + + = coplanaires et concourants Donc : T + Rx = 0 P + Rz = 0

  6. Equations d’équilibre : Vol en Montée Ra Ra Ra Ra q ; ; T P z P T 0 T x P T x z P + + = coplanaires et concourants Donc : T + Rx + P.sinq = 0 P.cosq + Rz = 0

  7. Equations d’équilibre : Vol en Descente Ra Ra Ra Ra ; ; T x z T P T P 0 P T P x z + + = coplanaires et concourants q Donc : T + Rx + P.sinq = 0 P.cosq + Rz = 0

  8. Equations d’équilibre : Descente en plané Ra Ra Ra Ra ; P x z P P x z P 0 égaux et opposés q + = Donc : Rx + P.sinq = 0 P.cosq + Rz = 0

  9. Equations d’équilibre : Montée verticale Ra Ra Ra Ra ; ; 0 T P P T P x T x P T z + + = Coplanaires, concourants, coaxiaux Donc : Cz Rz T + Rx + P = 0 Portance Rz = 0 Cx i

  10. Equations d’équilibre : Descente verticale Ra Ra Ra Ra ; ; T P T 0 T P T z P x P x + + = Coplanaires, concourants, coaxiaux Donc : Cz Rz T + Rx + P = 0 Portance Rz = 0 Cx i

  11. Modification de trajectoire : Accélération / Décélération 2 1 Rz = r.S.V .Cz 2 z Rz = - P (Cste) VITESSE VITESSE INCIDENCE INCIDENCE Vitesse V1 (faible) Vitesse V2>V1 (moyenne) Vitesse V3>V2 (élevée) V augmente … Cz diminue … i diminue Si V multipliée par 3 … Cz divisée par 9

  12. Modification de trajectoire : Accélération / Décélération Masse max : 900 Kg 1,555 DR 400-120 Cz 1,374 Surface alaire :13,6 m2 r : 1,225 Kg/m3 VS1 (lisse) : 94 Km/h 0,611 VNO : 260 Km/h 0,343 0,220 0,203 V (Km/h) 94 260 100 150 200 250

  13. Modification de trajectoire : Virage - Idée 1 Utilisation de la dérive T P : 120 Cv V : 180 Km/h P = T . V T = 1325 N T. sin(30°) = 662,5 N Effort déviant l ’avion vers la droite : 662,5 N d Variation de cap d de 30°

  14. Modification de trajectoire : Virage - Idée 2 Inclinaison de l ’avionde f : 30° Rz Rz Rz.sin(30°) = 4415 N Rz = 8830 N Effort déviant l ’avion : 4415 Nsoit 6,66 fois plus !!! f Masse max : 900 Kg Inclinaison de 30°

  15. Modification de trajectoire : Ressource Facteur de charge V = 1 + 2 DRz = F = m.g = m. V r.g 2 r r Rz Rz n = P V T Rx F P Rz = Rz0 + DRz P = Rz0 = m.g

  16. Modification de trajectoire : Virage Facteur de charge Rz Rz . Cos f Rz n = P Rz = Rz.cos f 1 = cos f P f

  17. Influence de n sur la vitesse de décrochage Rz n = Rz P = Rz0 2 1 r.S.V .Cz 2 f = 0° 15° 30° 45° 60° 75° 2 1 r.S.V0 .Cz 2 n 1 1,035 1,155 1,414 2 3,864 Vdécrochage 94 96 101 112 133 185 V = V0. n f Km/h

  18. Rayon de virage Rz Rz . cos f 2 V F = m.g = m. r F F F = tan f = Rz . sin f m.g P 2 V r = g.tan f P f

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