Le poids / l'appui

Le poids

  Le poids est la force qui s'oppose à la portance. C'est une force verticale, orienté vers le bas (vers la terre) et qui a une intensité:

 P=m.G

  avec P le poids en Newton

           m la masse en kg

      G la constante gravitationelle (elle est de 1 sur terre)

  En aérodynamique, le poids est souvent une contrainte comme c'est le cas sur un avion. Ainsi, pour qu'un avion vole, la portance doit êre plus importante que le poids. Quand la force de portance Fz devient plus importante que le poids l'avion décolle.

 

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L'appui

  Le poids peut aussi être une aide, voire un allié précieux dans certains cas. Ainsi, en course automobile, on cherche même à créer du poids! On appelle cela de l'appui.

  Mais alors porquoi créer du poids supplémentaire aux voitures alors que l'on met tout en oeuvre pour les alléger ?

  En fait, l'objectif est de "coller" la voiture au sol pour que celle ci ait une meilleure adhérence avec la piste notamment dans les virages. Ce sont les ailerons qui créent l'appui en agissant comme des ailes, mais à l'envers. Par conséquent, plus la voiture est rapide, plus l'appui crée est important, ce qui permet aux pilotes d'entrer dans des virages à une vitesse très élevée.

 

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Ces ailerons s'appliquent dans divers domaines de l'automobile, de la compétition à la route :

 Differents ailerons

  Les ailerons ont aussi des inconvénients car ils créent de la traînée ce qui peut pénaliser les voitures en ligne droite. C'est pourquoi l'aileron arrière d'une Formule 1® (image ci dessus) peut s'ouvrir dans ces zones à haute vitesse : c'est de l'aérodynamique active.  C'est également le cas avec une McLaren P1 qui peut rentrer son aileron arrière dans la carosserie (aileron retractable).

 

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Sur cette image, on peut voir l'aileron arrière mobile en position fermée (en haut) en configuration appui maximal et en position ouvert (en bas) avec moins d'appui mais moins de traînée.

 

Voici une petite vidéo expliquant ce principe d'aérodynamique active :

Facteur de charge

 

Le facteur de charge est une grandeur qui traduit l'effort appliqué à la structure de l'avion.

 

C'est le rapport entre la charge totale supportée par la structure d'un appareil et le poids réel de l'appareil, et s'écrit par la relation suivante :

 

Poids

 

Le résultat obtenu n'a pas d'unité mais s'exprime souvent en « g ». Un avion subit un facteur de charge positif lorsque la portance est orientée vers le « toit » de l'avion (et négatif dans le sens contraire). Par exemple, en vol rectiligne sur le dos, le facteur de charge est donc de -1.

 

Le pilote et les passagers subissent le même facteur de charge que l'avion pendant le vol :

 

      • facteur de charge supérieur à 1 : sensation de tassement

      • facteur de charge proche de 0 : sensation d'apesanteur

      • facteur de charge négatif : sensation d'être projeté vers le haut

      • Le pilote d'un avion de chasse peut subir juqu'à 10G lors de certaines manoeuvres (accélérations et deccélérations, virages serrés...)

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