Fonctionnement de l'aile et influence du profil de l'aile

Dans ce travail, nous avons voulu comprendre le fonctionnement d’une aile d’avion et étudier l’influence du profil de l’aile sur le vol. Nous avons donc exposé les connaissances physiques et mathématiques qui nous ont semblées indispensables pour aborder ce problème. Il nous a ainsi fallu comprendre et reformuler des données issues des livres ou d’Internet, et parfois dépasser certains préjugés simplistes comme celui des « temps de transit égaux ».

Les expériences que nous avons réalisées, celles illustrant le principe de Bernoulli ou encore celles du Palais de la Découverte, nous ont permis de mieux appréhender la physique du problème. Nous avons d’ailleurs filmé l’ensemble de ces expériences et le DVD du film est disponible.

Facteurs géométriques et aérodynamiques

Nous avons ainsi mis en évidence un ensemble de facteurs géométriques ou aérodynamiques qui influent sur la portance et la traînée, donc sur le vol de l’avion, à savoir : le profil même de l’aile, son angle d’incidence, la vitesse de l’avion, la surface de l’aile (et son état de surface), la longueur de la corde (par l’intermédiaire du nombre de Reynolds), l’allongement de l’aile (à travers le problème des tourbillons marginaux).

Etude de profils d'aile

Par ailleurs, pour rendre la démarche plus aboutie, il est possible de réaliser une étude de profils d’aile sur un cas concret. Pour cela, quelques profils courants peuvent être choisis avec leurs polaires associées. En prenant par exemple les caractéristiques d’un avion de tourisme de type Cessna, en termes de masse, de vitesse de croisière et de dimensions, les polaires de ces profils permettent alors d’extraire des informations sur la portance, la traînée ou encore la finesse. Sur la base de critères de traînée minimum en vol de croisière, de finesse maximum et de portance maximum, il est alors possible de démontrer que certains profils sont plus adaptés que d’autres à cet avion.

Enfin, nous tenons à remercier vivement nos deux professeurs pour leur soutien au cours de ce travail.