Etude expérimentale et simulation du comportement de profil d'aile NACA 24012

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 2.1 : L'action de l'air sur un objet Tableau 2.2 : Allongement des voilures

vii

6 Mémoire MAPETO

NOMENCLATURE

V : vitesse de l'air m/s

P : la pression N/m²

p : masse volumique de l'air Kg/m³

T : température °K

G : la pesanteur m/s²

S : surface de référence m2

Pd ou q : pression dynamique N/m²

Re : le nombre de Reynolds

Fx ou Rx : la trainée N

Fy ou Ry : la force dérive N

Fz ou Rz : la portance N

F : la force N

C : le coefficient aérodynamique

Cx : le coefficient de trainée

Cy : le coefficient de portance latérale

Cz : le coefficient de portance

M : la masse d'air Kg

a : accélération m/s²

P : puissance de vol Kw

Ri : la trainée induite N

Ci : coefficient de la trainée induite

A : allongement effectif de l'aile mm

VIII

e : Oswald factor

M : le moment

Ra : la résultante aérodynamique N

Áo : l'angle de portance nulle degré (°)

C : la courbe relative %

Mo : le nombre de Mach

⁷ Mémoire MAPETO

1

INTRODUCTION GENERALE

L'aérodynamique des profils d'aile est une science très récente dans le domaine de la mécanique, puisque les premiers travaux de recherche numériques et/ou expérimentaux remontent aux vingt unième siècle. L'aérodynamique d'un profil d'aile portant en mouvement par rapport à son milieu environnant, a suscité, de longue date, l'intérêt des chercheurs tant sur le plan fondamental qu'appliqué, et aussi bien numérique qu'expérimental.

Les motivations profondes de ces recherches trouvent leurs origines dans la connaissance et la détermination des caractéristiques aérodynamiques des ailes aux différents angles d'incidences numériquement et expérimentalement, et dans leurs applications à un très grand nombre de problèmes d'intérêt pratique se situant dans les domaines les plus variés, des secteurs technologiques les plus avancés de l'industrie aéronautique. En se limitant au domaine de l'aérodynamique pure, cette dernière catégorie de phénomènes, constitue l'un des thèmes favoris de la grande majorité des recherches actuelles.

L'aérodynamique est la science qui étudie les phénomènes accompagnant tout mouvement relatif entre un corps et l'air qui le baigne. Dans son utilisation en aéronautique, en particulier en aérodynamique externe, une caractéristique fondamentale est que les nombres de Reynolds représentatifs de l'écoulement sont toujours beaucoup plus grands que l'unité. Dans ces conditions, suivant l'idée géniale de Prandtl, on peut décomposer l'écoulement autour d'un profil d'aile ou d'une aile en une région ou les effets de la viscosité sont négligeables et une autre, la couche limite, ou au contraire ils sont essentiels. Là où les effets visqueux sont négligeables, l'approximation du fluide parfait s'applique pleinement. Les effets visqueux sont déterminants pour prévoir la traînée et le décollement, ils le sont aussi pour expliquer la formation de la portance lors de la mise en mouvement d'un profil.

Néanmoins, l'approximation du fluide parfait permet de simuler très correctement les efforts de la portance qui sont de première importance lorsque l'on aborde la définition d'une aile d'avion. De plus, les résultats de ces simulations fournissent les données indispensables à l'évaluation des effets de la couche limite.

8 Fr.m.wikipedia.org » l'aérodynamique-des-profils

2

I. BREF HISTORIQUE SUR L'AERONAUTIQUE9

L'aéronautique comporte les sciences et les techniques ayant pour but de construire et de faire évoluer un aéronef dans l'atmosphère terrestre.

L'être humain aspire à voler depuis toujours, si LEONARDO DE VINCI vers 1500, imagine des machines volantes, ce n'est qu'en 1783 que l'es premiers hommes vont pouvoir réaliser le vieux rêve d'ICAR avec les MONTGOLFIERES des très peu les ballons à gaz de JACQUES C HARLES. Ces engins sont tributaires du vent, l'aéronautique ne va pas vraiment prendre son essor qu'avec les ballons dirigeables, d'HENRI GIFFORD en 1852.

Les sciences aéronautiques comprennent en particulier l'aérodynamique, une branche de la mécanique des fluides ; les techniques sont celles qui concernent la construction des aéronefs, leur propulsion ainsi que les servitudes.

o Le 21 novembre 1783 : PILATRE DE ROZIER et le MARQUIS D'ARLANDS réalisent le premier vol libre en ballon de gaz, il parcourt 9km au-dessus de paris en 26 minutes ;

o Le 1^er décembre 1783 : c'est le premier vol d'un ballon à hydrogène qui dure plus de 2h à 500 mètres d'altitude, réaliser par jacques Charles et Nicolas-louis Robert ;

o En 1794 : le ballon est utilisé à des fins militaires, comme moyen d'observation lors de la bataille de FLEURUS contre les troupes anglo-hollandaises ;

o En 1797 : ANDRE-JACQUES GARNERIN effectue le 1^er saut en parachute depuis un ballon (680 m d'hauteur) au-dessus de paris :

o En 1804 : GAY LUSSAC atteint 7000m et étudie le champ magnétique terrestre et la composition de l'air.