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centre de vol à voile de saint-florentin chéu

Comment vole-t'il

Vautour en vol


La découverte de Bernoulli

Bernoulli n'a pas inventé la 2CV, mais ce mathématicien suisse a énoncé un théorème qui explique pourquoi sa capote gonfle à "grande-vitesse", et accessoirement, comment volent les planeurs. Si la capote gonfle, c'est qu'elle est aspirée vers le haut. Si on pouvait augmenter la taille de la capote et diminuer le poids de la 2CV, elle volerait...
L'explication généralement admise est expliquée ci-dessous, appliquée à l'aile du planeur. Toutefois, bien que les modèles mathématiques proposés par Benoulli fonctionnent et donnent satisfaction pour tous les calculs de l'aérodynamique, sachez que les fondements physiques sont encore discutés. Les liens ci-dessous aideront ceux qui le souhaitent à approfondir le sujet.

Son application au profil d'aile

Le shéma montre en coupe le profil d'une aile. La partie supérieure est l'extrados, la partie inférieure est l'intrados. La forme du profil est définie par calcul et par expérience en soufflerie en fonction de l'usage et du type de performances souhaitées.

En vol, sous l'effet de sa vitesse, le planeur est soumis à un flux d'air appelé vent relatif. Ce flux se sépare de part et d'autre de l'aile.
On voit sur le shéma que les particules d'air qui contournent l'aile par l'extrados parcourent un trajet plus long que celles qui passent sous l'intrados. Ces particules seront donc accélérées. Comme sur la capote de notre 2cv, une dépression se créé sur l'extrados et aspire l'aile vers le haut. Dans le même temps, l'air qui s'écoulement sous l'intrados exerce une pression qui soulevera l'aile.

La force engendrée par la dépression sur l'extrados est beaucoup plus importante que celle générée par la pression sur l'intrados. Même si ces deux forces s'exerçent dans la même direction et contribuent ensemble à créer la portance, le planeur est plus aspiré que porté par la résistance de l'air.
Les petites flèches bleues symbolisent la portance générée par la pression sur l'intrados. Les grandes flèches rouges symbolisent la portance générée par la dépression sur l'extrados.
De plus, si l'angle formé par le profil d'aile et le vent relatif augmente, la portance augmente également car l'inflexion imposée aux filets d'air devient plus importante. Cet l'angle s'appelle l'incidence.
Le lien ci-dessous montre la simulation numérique de la dépression d'extrados et de la pression d'intrados sur l'aile d'un planeur Marianne en fonction de l'incidence.

Le vol du planeur

Le planeur étant plus lourd que l'air, si on le lâche du haut d'une grue, il s'écrase comme une pierre. En revanche, si avant de le lâcher on le lance à une vitesse horizontale suffisante, le flux d'air va générer autour de ses ailes la portance que nous avons décrite plus haut. Cette portance va compenser le poids et le planeur sera en équilibre dans l'air. Il suffit que sa trajectoire soit légèrement inclinée pour que la vitesse soit entretenue et le vol se poursuit. Comme une bille sur un plan incliné, plus la pente sera importante, plus la vitesse sera élevée... et plus la perte d'altitude sera importante.
Bien entendu, malgré la pureté de ses formes, l'air opposera une résistance au mouvement du planeur: c'est la trainée.
La capacité à planer vite sur un plan de faible inclinaison déterminera la performance du planeur.