[TIPE-MathSpé] Pourquoi les avions volent-ils?

[Kenji-32]

Bonjour à tous! Je fais actuellement des recherches sur ce sujet, après de nombreuses recherches je me trouve confronté à un problème : Bernouli ou Newton? Le sujet sur la force de portance a fait débat ici : Page 6 de l'article Fluides de mécanique (sciences physiques) Malheureusement il n'y pas a eu de victorieux! Donc, ça voudrait dire :
1- Qu'on ne sait pas d'où vient exactement la portance.
2- La confrontation s'impose donc!

J'ai trouvé quelques sites dont Portance + Bernouilli+ N en particulier, déjà présent sur le débat précédent. J'en ai trouvé deux autres qui parlent de la même théorie je crois : ici http://www.imaginascience.com/articles/ ... .php#stop4 et la http://www.figer.com/publications/betisier.htm . Ils parlent donc de la théorie de Newton, tout cela me comble étant donné qu'il y a le problème de l'avion qui vole sur le dos qui est soulevé.
En revanche, dans le topic précédemment cité, vous évoquez le fait que ce gars est fou et que sa théorie ne tient pas la route. Du fait que tout ne soit pas correct ( par exemple que Bernouli implique le théorème des temps de transition égaux alors qu'il ne le fait pas! ...) De ce fait, faire un exposé sur une hérésie ne sera, je pense, bien vu de la par des examinateurs.
Donc j'hésite fortement à pousser dans ce sujet, étant donné la puissance avec laquelle vous m'intriguez quand vous démontez sa théorie ( enfin, sa, pas du traducteurs ).

Merci de vos futurs réponses!

[Hood]

Aucune hérésie ni magie la dedans. Par contre c'est un sujet relativement complexe qui supporte assez mal la vulgarisation, puisqu'on tombe vite dans des simplifications qui s'avèrent inexactes et auxquelles on peut opposer des contre-arguments assez brutaux.

Bref, c'est peu être délicat de pousser ça sans être bien sûr d'avoir bien compris...

[Yop127]

Puisque tu es en Maths Spé, tu peux plutôt te tourner vers les équations et réussir à "calculer" une force de portance pour des formes simples avec des hypothèses simplificatrices (fluide parfait par ex). Comme ça, il n'y aura pas de débat sur le qui/quoi/comment...

Par contre, un TIPE se veut être une recherche originale, et pas juste une recopie de bouquin, donc il faut que tu apportes ta touche personnelle à ce sujet.

[maverick6]

Originale et pas trop compliqué sinon le jury est largué, se désintéresse et passe complétement à coté. Comme il ne fait généralement pas d'effort particulier de concentration ( encore que tu peux être chanceux et tomber sur la bonne paire ), mieux vaut prévoir large.
Je parle en connaissance de cause, et je pourrais passer pour un rageux si les critiques n'étaient pas si nombreuses à l'encontre de cette "épreuve".
En tout cas, bon courage pour ta spé

[mav-jp]

Bonjour à tous! Je fais actuellement des recherches sur ce sujet, après de nombreuses recherches je me trouve confronté à un problème : Bernouli ou Newton? Le sujet sur la force de portance a fait débat ici : Page 6 de l'article Fluides de mécanique (sciences physiques) Malheureusement il n'y pas a eu de victorieux! Donc, ça voudrait dire :
1- Qu'on ne sait pas d'où vient exactement la portance.
2- La confrontation s'impose donc!

J'ai trouvé quelques sites dont Portance + Bernouilli+ N en particulier, déjà présent sur le débat précédent. J'en ai trouvé deux autres qui parlent de la même théorie je crois : ici http://www.imaginascience.com/articles/ ... .php#stop4 et la http://www.figer.com/publications/betisier.htm . Ils parlent donc de la théorie de Newton, tout cela me comble étant donné qu'il y a le problème de l'avion qui vole sur le dos qui est soulevé.
En revanche, dans le topic précédemment cité, vous évoquez le fait que ce gars est fou et que sa théorie ne tient pas la route. Du fait que tout ne soit pas correct ( par exemple que Bernouli implique le théorème des temps de transition égaux alors qu'il ne le fait pas! ...) De ce fait, faire un exposé sur une hérésie ne sera, je pense, bien vu de la par des examinateurs.
Donc j'hésite fortement à pousser dans ce sujet, étant donné la puissance avec laquelle vous m'intriguez quand vous démontez sa théorie ( enfin, sa, pas du traducteurs ).

Merci de vos futurs réponses!

franchement, ca n'a rien de super bandant..c'est du vu - archi revu...les théories dont tu parles n'ont été établies que pour vulgariser ce qui se passe...ca fait belle lurette que la communauté scientifique ne se réfere plus à ces théories quand il s'agit de calculer la portance d'une surface...

Tout ca ca devient de l'analyse numérique et c'est pas bandant....

avec le recul , si j'étais à ta place et que je voudrais faire un TIPE aéro j'hésiterai entre des sujets du type

*Les lois de contrôle d'un avion RSS (et avec le F16 tu peux avoir tout ce que tu veux)

ou

* Les phénomenes de FLuttering (ou LCO) qui sont tout à fait dans l'air du temps et des sujets de recherche d'aujourd'hui

[Kenji-32]

Ok merci pour vos réponses très rapides et encouragements! .
Donc je vais pas trop m'aventurer dans ce sujet, puisque comme tu le soulignes Hood, les contre-arguments tombent à foisons. C'est exactement dont j'ai peur, trop de vulgarisation et pas assez poussé pour ne pas tomber dans le panneaux, malheureusement ce sujet me plaisait assez bien, enfin, il doit bien y en avoir d'autres qui vont me satisfaire ! ( J'espère ).

Quant à GR_2/33_Yop, de ce que tu dis, et ce dont je pense également, c'est que la question du pourquoi l'avion vole me parait vraiment banal et donc, je vais endormir le jury dès mon entré en exam . Les équations, enfin, l'équation de la portance se résume seulement à F = 1/2 rho*S*V²*C, celle-ci ne pourra me faire tenir 10min, je devrai la compléter par d'autres! Mais je ne pense pas que plusieurs d'équations ( démonstrations et applications numériques ) suffisent à contenter le jury sans autre explications ( qui sont, les théories de Newton & Bernoulli ). Sans compter qu'à par les FS, Falcon et autres jeux d'aviation ma touche personnelle en prend un coup . J'ai donc tout intêret à trouver un sujet plus ciblé, moins commun.

maverick6 qu'entends-tu par " Originale et pas trop compliqué " tu veux dire que le TIPE ne doit pas être trop poussé non plus? ( bon quand même plus q'un TPE je suppose ). En recherchant des exemples de TIPE, j'ai vu qu'on pouvait en faire sur tout et n'importe quoi ( bouchon de liège par exemple, et celui-ci ne contenait qu'une série de calcul, beaucoup de texte ). Donc je ne devrai pas trop m'en faire pour le nombre de calculs qu'il comprendra ... enfin j'espère :p. Et merci encore!

franchement, ca n'a rien de super bandant..c'est du vu - archi revu...les théories dont tu parles n'ont été établies que pour vulgariser ce qui se passe...ca fait belle lurette que la communauté scientifique ne se réfere plus à ces théories quand il s'agit de calculer la portance d'une surface...

Tout ca ca devient de l'analyse numérique et c'est pas bandant....

avec le recul , si j'étais à ta place et que je voudrais faire un TIPE aéro j'hésiterai entre des sujets du type

*Les lois de contrôle d'un avion RSS (et avec le F16 tu peux avoir tout ce que tu veux)

ou

* Les phénomenes de FLuttering (ou LCO) qui sont tout à fait dans l'air du temps et des sujets de recherche d'aujourd'hui

Merci tu me confortes dans l'idée de partir sur un autre sujet! ( Ce que je vais faire! et toujours dans l'aéronautique je l'espère! ) Et merci beaucoup pour tes idées! Je suis déjà dessus! . Les lois de contrôle d'un avion, se sont les lois auxquels l'appareil est soumis ( Force, gravité ? ... ou c'est plus ATC, monitoring et équipement électronique ? Et, euh, désolé de poser encore une question, un avion RSS? Je connais le flux RSS, les avions RC, mais RSS? Même google ne trouve rien :( ) Quant au phénomène de Flutter je connaissais pas du tout, ça à l'air vachement intéressant ( et flippant à la fois, la vache, les ailes d'un planeurs prennent chère! ) Merci encore, je vais potasser ça!!

[maverick6]

J'avais pondu une grosse réponse qui est passé à la trappe avec le bug de checksix... J'ai pas le courage de reprendre ^^.

[Krasno]

RSS = relaxed static stability, à priori.

[Cool&quiet]

et n'oubliez pas l'aerodynamique *interne* scrodudju !!!
c'est passionnant aussi .

[Puppetmaster]

et n'oubliez pas l'aerodynamique *interne* scrodudju !!!
c'est passionnant aussi .

Mais c'est pas ce qu'il y a de plus simple en aéro

[Yurka]

Originale et pas trop compliqué sinon le jury est largué, se désintéresse et passe complétement à coté. Comme il ne fait généralement pas d'effort particulier de concentration ( encore que tu peux être chanceux et tomber sur la bonne paire ), mieux vaut prévoir large.

Je ne peux qu'approuver ce que t'a dit Maverick tellement ce que j'ai vécu est la copie conforme de ce qu'il décrit ici...

Je ne pourrai pas trop t'aider ne venant pas de la "bonne" prépa, mais en revanche je te souhaite moi aussi bon courage pour ce sacré boulet à la patte qu'est le TIPE

[pipo2000]

Donc, ça voudrait dire :
1- Qu'on ne sait pas d'où vient exactement la portance.
2- La confrontation s'impose donc!

Je trouve que ça fait un bon sujet justement )). Au lieu de traiter le "pourquoi un avion vol", tu transformes ça en: "discussion autour de la théorie de la portance". Crois moi, vu les discussion qu'on a pu avoir ici 30mn te sembleront très courtes . Le seul problème c'est que tu pars vers l'inconnu et c'est pas forcément une bonne idée de tenter un coin-flip à 10mois des écrits )).

Comme ça tu pourras créer un site internet concurrent à celui de l'autre devin une fois en école. Apparemment il y en a besoin vu qu'à chaque nouveau sujet dédié à la portance on fait référence à lui.

[Yop127]

Mouaip... je me lancerais pas trop trop dans ce genre de débat, tu ne sais jamais en quoi croit le jury.
Perso, j'avais fait un TIPE sur la portance, j'avais calculé le Cz par méthode numérique d'un profil, sur MAPPLE (et oué, j'suis un fou!). J'avais fabriqué mon propre maillage, ma propre discrétisation à partir des équations de la mécaflotte.
Moi, ça m'avait intéressé, mais le jury, que moyennement...

En première année, j'avais fait un TIPE sur le pas variable des hélices, j'avais une partie analyse numérique, codage, et une partie expérimentale. J'avais fabriqué un mini banc d'essai avec un moteur électrique, des hélices d'aéromodélisme de différents pas, et je mesurai l'accélération et la vitesse de rotation de l'hélice. Tout ça, artisanal. Ca avait beaucoup plu à mes profs, cette partie expérimentale.

[Kenji-32]

@maverick6 : Dans les grandes lignes ça donnait quoi? S'il te plaît

@Krasno : Merci, effectivement, je trouve plus de référence sur google! ( je comprend mieux pourquoi mav-jp cite le F-16! ). En revanche, aucune donnée en francais , du pur anglais seulement pour la Relaxed Stability ( et encore moins de donnée pour la Static Stability :( )

@Cool&quiet : Hu? Je ne connais pas! Je vais voir ce qu'il y a tiré de la dedans! Merci!!

@Puppetmaster : Hmmm je vais faire gaffe à ce que je touche alors! Oula effectivement, ça parle d'équation de Navier-Stokes! C'est du lourd ce qu'on touche la, je vais faire attention!

@Yurka : Merci, je vais devoir donc trouver un sujet pas commun du tout! Le Flutter phénomène me paraissait pas mal, mas je n'ai trouvé qu'une thèse traitant de ce sujet . Et niveau expérience comme celle de GR_2/33_Yop je ne vois pas trop la possibilité de reproduire ce mouvement .

@pipo2000: Tu m'as fait peur quand tu as parlé de 30min! C'est 10min exposé + 10min questions du jury en fait, je suis allé revoir sur le net. Ouai, je vais pas trop tenté de partir vers l'inconnu comme tu dis! Mais c'est certain que si j'ai un aure projet je regarderai de nouveau vers un moyen de contrecarrer l'autre devin avec un website! Ça peut faire un bon projet si besoin il y aura! :D

@GR_2/33_Yop : La vache, je ne ferai certainement jamais d'expérience de la sorte! J'avais parlé avec mon prof de physique de l'aérodynamique des pas d'un hélico, il m'a dit que c'était trop commun (du coup je suis parti sur autre chose ) T'as eu le temps de faire toutes ces expérience malgré la prépa, bravo! T'as mis beaucoup d'investissement dedans ( en plus en Mapple )!

Ce que je tire de votre aide donc, c'est qu'il faut faire un autre sujet malheureusement, qui captivera le jury ( c'est pas gagné :/ ), pas commun du tout, je n'ai donc pas encore fini mes recherches et avec lequel je puisse faire une expérience ou une interview haha ... Je vais continuer de voir ce que je trouve sur le Fluttering ( je trouve beaucoup de témoignage mais pas vraiment d'explication plus physique que " la résonnance produit ce phénomène" >> ) ( les documents présent sur google parlant de RSS sont tous en anglais :( c'est dommage c'est intéressant!! surtout si j'avais pu travailler sur un F-16 et peut-être même Falcon qui sait :p ). Quant aux ballons dirigeables je ne pense pas pouvoir en tirer grand chose niveau équations et expériences :(. Merci encore pour votre précieuse aide!!

[Cool&quiet]

pour le fluttering ca me parait pas mal comme sujet , on peut avoir une approche assez simple je pense en organisant comme ca :

1) Description d'un solide en evolution dans un fluide
2) determination des gradiant de pression en zone locale du solide
3) extrapolation à la forme d'une aile
4) determination des gradiant de pression autour d'une aile en fonction de la vitesse
5) Description du phenomene d'excitation aerodynamique
6) application à l'aile
7) description de la reponse forcée d'un systeme ( mode propre etc...)
8) application à l'aile
9) variation du parametre vitesse et forme et masse et influence sur la reponse du systeme
10) mise en evidence des phenomene de resonnance
11) conclusion sur le fluttering.

[Kenji-32]

Merci pour ton plan, il va m'aider à forger le mien dès que le sujet sera définitif ( vaut mieux éviter les C/C du net ^^ même si votre plan à l'air super !! ). J'ai trouvé un autre sujet ici http://www.checksix-forums.com/showthread.php?t=158696 qui parle également de TIPE et qui m'a aidé dans mon orientation. Enfin concernant le Fluttering, je ne vois pas encore ce que je pourrai faire comme expérience, donc ma quête du sujet parfait n'est pas encore terminé et je vais essater de ne pas désespérer depuis le temps que je cherche!

[mav-jp]

pour le fluttering ca me parait pas mal comme sujet , on peut avoir une approche assez simple je pense en organisant comme ca :

1) Description d'un solide en evolution dans un fluide
2) determination des gradiant de pression en zone locale du solide
3) extrapolation à la forme d'une aile
4) determination des gradiant de pression autour d'une aile en fonction de la vitesse
5) Description du phenomene d'excitation aerodynamique
6) application à l'aile
7) description de la reponse forcée d'un systeme ( mode propre etc...)
8) application à l'aile
9) variation du parametre vitesse et forme et masse et influence sur la reponse du systeme
10) mise en evidence des phenomene de resonnance
11) conclusion sur le fluttering.

je dirais plutot :

6) application à l'aile et ses emports...

[Kenji-32]

Ses emports? Tu ne veux pas plutôt dire son volume?

[Yop127]

Je suppose qu'en parlant d'emports, il voulait parler des charges qu'on peut lui accrocher: bidons, etc...

[Puppetmaster]

@Puppetmaster : Hmmm je vais faire gaffe à ce que je touche alors! Oula effectivement, ça parle d'équation de Navier-Stokes! C'est du lourd ce qu'on touche la, je vais faire attention!

Euh... je vois pas trop la raison pour laquelle tu montes dans les tours...

Je faisais simplement remarquer que l'aérodynamique interne (par expérience) est pas forcément la partie la plus simple de l'aérodynamique, surtout pour apporter "la valeur ajoutée" que l'on demande à un TIPE. Mais ça n'engage que moi...

libre à toi de choisir le sujet que tu veux.

PS: il y a un peu plus que Navier-stokes à étudier en aéro

[Kenji-32]

Ouai c'est ce que je pense aussi, d'ailleurs j'ai l'impression que tout ce qui touche à l'aérodynamisme sera difficile à exploiter pour faire une expérience :/. Ouai je pense aussi, mais vu que j'avais vu qu'ils parlaient de Navier-Stokes dans le fonctionnement des moteurs à propulsion c'est pour ça ^^. Tout idée de sujet-recherche est bon à prendre! :D Merci encore!

[Yop127]

Si si tu peux faire pas mal d'expérience avec l'aéro. DAns mon lycée, on avait une soufflerie "à eau". Tu mettais un profils dans une cuve d'eau, avec une petite pompe, on créait un courant, et on injectait des filets de colorants. On voyait bien l'écoulement autour de l'aile.
Après, fallait se débrouiller pour avoir le bon Reynolds histoire de rendre ça à peu près représentatif.
Du coup, on peut, expérimentalement, démontrer que 2 particules qui arrivent en même temps au bord d'attaque n'arrive pas en même temps au bord de fuite... par exemple.

[pOy-yOq]

Du coup, on peut, expérimentalement, démontrer que 2 particules qui arrivent en même temps au bord d'attaque n'arrive pas en même temps au bord de fuite... par exemple

Euh t'es sur de ton coup sur ce point?

[Yop127]

Je ne veux pas relancer la polémique.
Dans mon souvenir, en théorie des fluides parfaits, avec une transformation de Joukowsky, on montre que pour un profil, les particules n'arrivent pas en même temps.
Quand j'avais fait des calculs au niveau de l'aile et rajoutant de la trainée, j'avoue ne jamais vraiment avoir vérifié si ça restait vrai ou pas...

EDIT: des trucs intéressants sur le sujet ici: http://air-et-terre.info/aerodyn_theorique/index.html, au chapitre 3, on calcule la différence des temps d'arrivée des particules pour un profil d'aile en fluide parfait.

[Kenji-32]

T'as de la chance d'avoir été dans un lycée moderne, pour le coup, le notre a le strict minimum :(. Merci pour l'EDIT, il va bien m'aider! J'ai découvert grâce à toi la transformation de Joukowsky pour les écoulements! merci ^^.

@pOy-yOq : Il me semble que c'est dans le cas d'un fluide parfait, c'est pour ca je crois! Enfin, comme la dit GR_2/33_Yop, on va éviter de relancer la polémique haha :P.