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Ce site Internet est le résultat du travail effectué par Louise Roblin, Mathilde Chadail, Alain de Christen, et Pierre-François Pinard tout au long de leur année de 1ère Scientifique au lycée Jean-Pierre Vernant de Sèvres (Île-de-France). Ce travail a été élaboré dans le cadre des TPE (Travaux Personnels Encadrés) de la classe de 1ère. Si vous avez des questions par rapport à notre travail ou au site, n'hésitez pas ! Enfin, ce travail est accompagné d'un DVD que vous pouvez dès à présent télécharger ci-dessous. Afin de pouvoir le lire sur un lecteur DVD classique et d'accéder aux menus, veillez à bien extraire le dossier et à copier directement son contenu à la racine d'un disque vierge.

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Sujet d'étude : l'importance du profil de l'aile dans le vol de l'avion

Dans ce travail nous avons voulu comprendre la raison pour laquelle un avion vole et en quoi les caractéristiques géométriques et aérodynamiques de son aile jouent un rôle particulier.

Le principe du vol d’un avion n’a rien de simple et l’évolution de l’aviation, et ses tâtonnements, est là pour le rappeler. Nous en donnerons donc, pour débuter, un bref rappel historique.

Des principes fondamentaux au principe de Bernoulli

Dans un deuxième temps, nous aborderons le principe du vol d’un avion. La majeure partie de la bibliographie renvoie à une explication : le principe de Bernoulli, que nous expliciterons. C’est pourquoi nous avons jugé important d’illustrer ce phénomène grâce à quatre expériences que nous avons réalisées et expliquées. Nous détaillerons ensuite la physique du vol de l’avion, à savoir les équations mathématiques qui régissent son mouvement.

Nous examinerons ensuite l’aile de l’avion. Nous avons pour cela réalisé un montage avec une maquette d’aile mobile, démontrant l’effet de sustentation de l’aile (portance), et avons mesuré, grâce à un anémomètre digital, la différence de vitesse entre la partie supérieure (extrados) et la partie inférieure (intrados) de cette aile. Nous avons donc eu une première confirmation expérimentale d’une augmentation de vitesse sur l’extrados, bien que les explications usuelles sur l’origine de la survitesse se soient révélées inexactes. Cette survitesse étant accompagnée d’une baisse de pression sur l’extrados, nous avons également souhaité mesurer ce phénomène. Pour cela, nous avons contacté des organismes de recherche. Finalement, le Palais de la Découverte nous a permis d’accéder à une mini-soufflerie instrumentée, dont nous donnerons les résultats de mesure dans le rapport.

Aller plus loin... Portance, trainée et polaire de l'aile

Après avoir caractérisé une aile de façon plus précise, nous définirons des notions fondamentales comme les coefficients de portance et de traînée, la trainée induite, et finalement nous expliquerons ce qu’est « la polaire de l’aile ».

Ces descriptions mathématiques et physiques nous permettent alors de conclure sur le rôle joué par les caractéristiques de l’aile sur le vol d’un avion.

Vous pouvez accéder à la bibliographie de notre TPE.

 

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