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Qu'est-ce que la traînée induite ?
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Toujours dirigée parallèlement au vent relatif.
C'est la cause principale des tourbillons de bord de fuite: l'air qui passe
sur l'extrados d'une aile tend à s'écouler vers l'intérieur.
lI en est ainsi parce que la pression sur l'extrados est plus faible que
la pression à l'extérieur des bouts d'ailes. D'autre part,
l'air en dessous de l'aile s'écoule vers l'extérieur parce
que la pression sur l'intrados est plus grande que celle qui règne
à l'extérieur des bouts d'ailes. L'air cherche donc continuellement
à contourner les bouts d'ailes, de l'intrados à l'extrados.
La façon peut-être d'expliquer pourquoi un allongement élevé
est meilleur qu'un allongement faible serait de dire que plus l'allongement
est grand, plus la proportion d'air qui s'échappe par les bouts d'ailes
est faible. L'air qui contourne les bouts d'ailes n'est plus là pour
produire de la portance, c'est ce qu'on appelle parfois une "perte marginale".
Comme les deux écoulements, celui de l'extrados et celui de l'intrados,
se rencontrent en bord de fuite sous un certain angle, ils forments des
tourbillons qui tournent dans le sens horaire (vus de l'arrière)
derrière l'aile gauche et dans le sens anti-horaire derrière
l'aile droite. Tous les tourbillons d'un même côté tendent
à se rejoindre pour former un seul grand tourbillon qui s'échappe
de chaque bout d'aile. Ces deux grands tourbillons s'appellent les tourbillons
marginaux.
La plupart des pilotes ont vu ces tourbillons ou, plus précisément,
la partie centrale de ceux-ci rendue visible par la condensation. L'humidité
de l'air se condense à cause de la chute de pression dans
le coeur du tourbillon. Il ne faut pas confondre ces traînées
avec la condensation produite par les gaz éjectés des moteurs
en haute altitude. |
Si l'on considère maintenant le sens
de rotation de ces tourbillons, on s'aperçoit qu'il y a un courant
d'air vers le haut à l'extérieur de l'envergure des ailes
et un courant vers le bas en arrière du bord de fuite. Il ne faut
pas confondre ce courant vers le bas avec la déflexion qui se produit
normalement. Dans ce dernier cas, la déflexion vers le bas s'accompagne
toujours d'une déflexion vers le haut en avant de l'aile si bien
que la direction finale de l'écoulement n'est pas modifiée.
Mais dans le cas des tourbillons marginaux, la déflexion vers le
haut se produit à l'extérieur de l'aile et non pas en avant
d'elle, si bien que l'écoulement quittant l'aile est en fin de compte
dirigé vers le bas. Par conséquent, la portance, qui agit
perpendiculairement à l'écoulement, est légèrement
inclinée vers l'arrière et contribue à la traînée.
Cette partie de la traînée s'appelle la traînée
induite.
Cette traînée induite est inversement proportionnelle au carré
de la vitesse, alors que le reste de la traînée est directement
proportionnel au carré de la vitesse. Aussi, plus l'allongement est
grand plus cette traînée induite est faible. Comment calculer
le coefficient de la trainée induite (Cxi):
Calculer d'abord l'allongement: envergure/Corde
Calculer ensuite le coefficient de portance (Cz):Cz 1/2 r
V².S
Ensuite diviser le coefficient de portance au carré par l'allongement.
Comment calculer la résistance(Rx) en Newtons de la traînée
induite:
Multiplier le coefficient de la traînée induite par un 1/2,
par la masse volumique de l'air, par la vitesse en mètre secondes
au carré et par la surface des ailes.
(Cz²/p A) . 1/2 r
V² . S, le résultat est en Newtons
(N= équivalant à la force qui communique à un corps
ayant une masse de 1 kilogramme une accélération de 1 mètre
par seconde carré). Comment calculer la puissance requise(en
Watts) pour s'opposer à cette traînée induite:
Multiplier la résistance (en Newtons) par la vitesse (mètres
secondes) Rx.V .
Il ne reste plus qu'à convertir les Watts en chevaux.
(ch= 736 Watts ou 75 Kilogrammètres par seconde). |
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