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Protocole expérimental
Hypothèse : Les ailes permettent la sustentation dans l'air
1°) Matériel
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Une soufflerie basse vitesse, dite subsonique, composée
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D'un ventilateur accélérant l'écoulement de l'air
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D'un collecteur, partie convergente de la soufflerie dans laquelle l'écoulement est progressivement accéléré jusqu'à la valeur recherchée dans la veine d'essai
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D'une série de filtres anti turbulents (nids d'abeilles, grillage) assurant l'écoulement laminaire de l'air dans la veine
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D'une veine d'essai, où a lieu l'observation (milieu hermétique, pression et température constante)
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D'une maquette d'aile d'avion placée dans la veine d'essai
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D'un diffuseur divergent, permettant un ralentissement progressif de l'air durant sa sortie de la soufflerie
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Un dynamomètre, pour effectuer les mesures des forces s'exerçant sur l'aile (portance, traînée) et une balance pour le poids de l'aile
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Un manomètre, pour effectuer les mesures de la vitesse de l'écoulement de l'air autour de l'aile
2°) Observations
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On relève les valeurs de la traînée et de la portance après avoir recréé les conditions du vol dans la soufflerie
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L'aile est immobile horizontalement, la poussée aura donc une valeur inverse à la traînée
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On relève le poids de l'aile (en dehors de la soufflerie). Les variations du poids lors du déplacement de l'aile seront supposées négligeables (ne pas oublier qu'il s'agit de reproduire les conditions du vol)
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L'aile s'élève, elle est bien à l'origine de la sustentation de l'avion dans l'air
3°) Conclusion
Calcul de la résultante des forces s'exerçant sur l'aile en vol :
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Poussée et traînée s'annulent
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Selon la vitesse de l'écoulement, la portance est supérieure au poids, les forces sont de direction verticale et de sens opposés. Dans ce cas, la résultante est de direction verticale et de sens vers le haut.
Les ailes d'avion et les ailes d'oiseau ont une forme similaire (en demi goutte d'eau), la résultante des forces s'exerçant sur celles-ci aura donc même direction et même sens (nous confirmeront ces résultats à l'aide du logiciel JavaFoil, en annexe).
Nous en déduirons donc leur rôle permettant la sustentation dans l'air.
Frédéric Bérard, Edouard Findling
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