VORTEX

 

Jusqu'à présent, on a vu que des facteurs “positifs” qui aident et favorisent la sustentation d'un corps aérodynamique (soit un avion ou un oiseau) mais le monde des airs a aussi des éléments qui jouent contre les intérêts humains et animales.

Un des ses “adversaires” et appelée turbulence et plus précisément, vortex.

 vortex.png

 

Les vortex sont en fait un changement de direction des particules d'air traversant le profil ailé à cause de la friction qui exercent ces premières au niveau de l'avion ou de l'objet mis en question.

Ce phénomène s'explique grâce aux théories de Bernoulli:

Lorsqu'un fluide passe autour d'une surface, il peut se déplacer à une vitesse différente d'un côté et de l'autre de l'obstacle, ce qui créera des pressions différentes aux deux côtés de l'objet. C'est le cas de l'aile:

 profil.png

 

Ces différences de pression vont former au bout des ailes un tourbillon qu'on peut facilement apprécier, il est appelé tourbillon marginal.

La pression à l'intrados étant normalement supérieure à la pression à l'extrados, crée un écoulement de contournement depuis l'intrados vers l'extrados. Par rapport à l'air situé à l'extérieur de l'aile, cette composante de vitesse vers le bas se traduit par un enroulement tourbillonnaire issu des extrémités de l'aile, comme ceci:

 werf.png   sin-titulowefwef.png

 

 dehgthrth.png

 

 

L'objectif principal des avions modernes est donc des réduire au maximum les effets de ses turbulences, ce qui est réussit grâce à l'étude de la couche limite.

Lorsqu'un jet de fluide rencontre un objet, la couche limite de cet objet sera la zone où l'air est en friction avec le corps aérodynamique.

Les profils ailés, donc, ont une forme optimale qui aide à minimiser la zone de turbulences, là où la couche limite est décollée.

 sgedrregnh.png

 

 

 

Dans le cas de la sphère, on voit que la couche limite ne couvre pas la totalité de sa surface, laissant derrière la balle une large zone de turbulences

w4gteh45gt4r6hg.png


Or, comme on le voit dans ce profil aérodynamique, la zone de turbulences est beaucoup plus réduite, ce qui favorise une meilleure manœuvrabilité et contrôle de l’appareil

 

Cependant, ces tourbillons marginales ne sont pas toujours un inconvénient, si on revient aux exemples des oiseaux et des avion militaires.

Ces deux structures se bénéficient de ces vortex en réalisant son caractéristique vol en V.


wtgwrhw56.png  saergsrthsrth.png


 

Les oiseaux migratoires, qui doivent parcourir des grandes distances (oies, canards), ou les oiseaux de poids important (pélicans) ont besoin d’économiser beaucoup d’énergie, ainsi que les avions militaires. Cette formation symétrique permet donc de couvrir de longues traversées d’une manière très efficace et rapide.

Tout comme les aérodynes, les ailes des oiseaux laissent derrière elles une zone de tourbillons marginaux. Comme on l’a expliqué au part avant, ces vortex peuvent être représentés comme une frise de boucles en trajectoire ascendante 

 

uionkuj.png

Dans le formation en V, l’oiseau situé derrière son camarade se bénéficie directement de ces vortex, qui ont une trajectoire ascendante. La portance de la structure en flèche augmente donc de façon immédiate, ce qui fait que les animaux doivent maintenant bâtir ses ailes avec une fréquence moins élevée.

Cependant, l’oiseau qui commande la formation subi une trainée plus importante car il n’a aucun tourbillon devant lui, ce qui provoque une fatigue très intense.

Heureusement, le leader de la troupe est souvent remplacé par l’oiseau au bord du V, comme ceci :

fghvjbku.png

 

Le vol en V des avions militaires a donc le même principe, ce qui aide à économiser de l’essence et du combustible.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ajouter un commentaire

Vous utilisez un logiciel de type AdBlock, qui bloque le service de captchas publicitaires utilisé sur ce site.

Date de dernière mise à jour : 22/02/2012

Créer un site gratuit avec e-monsite - Signaler un contenu illicite sur ce site