Question:
Si les hélices et les ailes sont des ailes, alors pourquoi les hélices dévient-elles l'air perpendiculairement au rotor, mais pas les ailes?
Izak the coder
2018-03-11 14:17:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Voici mon dilemme. J'ai vu beaucoup de vidéos de profils aérodynamiques dans des souffleries, et j'ai remarqué comment le flux d'air s'éloigne toujours du bord de fuite parallèlement à l'aile, ou à un très petit angle de l'aile (lien vers l'une de ces vidéos

). J'ai également entendu dire que les hélices ne sont rien de plus que des ailes rotatives (profils aérodynamiques), produisant une portance latérale plutôt que vers le haut. Ce qui me trouble, c'est que dans le cas de l'hélice, le flux d'air laisse l'hélice à un angle beaucoup plus élevé, et non droit comme c'est le cas avec l'aile. En d'autres termes, le flux d'air est dévié vers l'arrière de l'hélice. Je ne peux tout simplement pas comprendre comment l'aile et l'hélice, qui sont deux formes très similaires (peut-être pas si similaires, mais elles fonctionnent selon le même principe), dévient l'air dans deux directions radicalement différentes.

J'ai quelques réflexions sur la raison pour laquelle cela se produit, mais je pense que c'est mieux si quelqu'un raconte mon premier.

Merci beaucoup!

https://aviation.stackexchange.com/a/44886/4108 L'image dans cette réponse peut répondre à votre question: l'angle est en fait vraiment très peu profond pour les hélices aussi, elles tournent très vite.
Cinq réponses:
Rainer P.
2018-03-11 17:11:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ne laissez pas les souffleries se tromper avec votre perception de la réalité. Dans le monde réel, c'est l'aile qui bouge tandis que l'air reste stationnaire.

Prenons une vidéo comme celle que vous avez postée, mais filmée avec une caméra fixe. (Celui de votre vidéo est attaché à l'aile et se déplace avec elle.) Vous verriez les scènes suivantes:

  1. Le champ de vision est rempli de air stationnaire.
  2. Une aile traverse rapidement la vidéo de droite à gauche.
  3. L'air se déplace maintenant vers le bas plus ou moins verticalement.
Jules
2018-03-11 19:31:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

En développant la réponse de @ RainerP, regardez plus attentivement les images de la soufflerie. Les flux de fumée sont légèrement plus bas derrière l'aile qu'ils ne le sont devant. Cela peut paraître insignifiant, mais ce n'est pas le cas: l'air dans le tunnel se déplace extrêmement rapidement, et n'a donc que très peu de temps pour se déplacer verticalement après avoir quitté l'aile avant d'être emporté hors de la caméra par son mouvement horizontal. ... si nous pouvons voir une section de 3 m de tunnel et que l'air se déplace à 200 mph, alors il reste sur la caméra pendant seulement environ 30 ms. Donc, si l'air sortant de l'aile gagne une vitesse verticale de, disons, 3 mètres par seconde, vous ne vous attendez à voir qu'une déflexion d'environ 10 cm au moment où il atteint le bord du cadre.

cooperised
2018-03-11 19:35:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Le flux d'air derrière un profil aérodynamique (désolé, je suis anglais, je ne peux pas me résoudre à écrire "profil aérodynamique"!) toujours se déplace vers le bas en s'éloignant du bord de fuite, si le profil aérodynamique génère ascenseur. C'est la troisième loi de Newton en action: chaque action a une réaction égale et opposée. Il n'est pas possible que l'air agisse sur la voilure pour générer de la portance sans que la voilure agisse sur l'air pour l'accélérer vers le bas.

D'après la deuxième loi de Newton, la force nécessaire pour accélérer quelque chose est proportionnelle à la masse de la chose et de la quantité par laquelle elle est accélérée ($ F = m \ fois a $), donc pour générer la même quantité de force de réaction, vous pouvez accélérer beaucoup une petite quantité d'air, ou un peu une grande quantité d'air. Dans un processus continu, cette force est également égale au débit massique de la chose à accélérer (la masse par unité de temps) multiplié par son changement ultime de vitesse.

Les ailes sont généralement plus grandes que les pales de l'hélice, donc le débit massique d'air devant elles est plus élevé pour la même vitesse, et le changement de vitesse requis est donc plus faible pour une quantité de portance donnée.

(Note latérale: cela peut apparaître que les pales d'hélice ont une vitesse beaucoup plus élevée que les ailes, mais en vol elles n'en ont vraiment pas. Les pointes sont presque toujours subsoniques, et la vitesse linéaire de la pale diminue également vers le moyeu, de sorte que les vitesses impliquées sont plus ou moins comparables à celles de une aile.)

D_Bester
2018-03-12 15:46:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sur un avion à l'arrêt, l'hélice continue de battre l'air au même endroit. Cela génère une colonne d'air horizontale. Si vous preniez des ailes, les souleviez à plus de 100 pieds du sol et continuiez à battre au même endroit, vous obtiendrez également une colonne d'air en mouvement. En fait, cela décrit précisément ce que fait un hélicoptère. Un hélicoptère a des "ailes" orientées horizontalement et tournant rapidement. Il a également un rotor de queue (ailes) orienté verticalement.

Une aile pousse l'air vers le bas mais elle ne génère pas de colonne d'air en mouvement simplement parce qu'elle continue de se déplacer vers une masse d'air différente. Même chose avec une hélice qui avance rapidement. Cela ne fait pas beaucoup reculer l'air. Il passe également à un nouvel air.

FKEinternet
2018-03-13 00:03:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

On dirait que vous confondez peut-être la direction du flux d'air par rapport à la direction de portance : lorsqu'une aile ou une hélice se déplace dans l'air, approximativement parallèlement au profil aérodynamique. Dans les deux cas, l'air au bord de fuite du profil aérodynamique se déplace «vers le bas» (par rapport au profil aérodynamique) dans une certaine mesure. C'est ce qui produit la portance (sur une aile) et la poussée (sur une hélice), toutes deux approximativement perpendiculaires à la voilure. Pour une vitesse relative de l'air et une forme de profil aérodynamique données, une aile et une hélice dévieront le flux d'air de la même manière: une hélice ne dévie pas l'air perpendiculairement au rotor, elle fournit la poussée dans cette direction.

Lorsqu'un avion se déplace dans les airs, ses ailes (espérons-le) le maintiennent à la même distance du sol. Lorsqu'une hélice (sur un avion en mouvement) se déplace dans les airs, la trajectoire qu'elle suit ressemble beaucoup à une vis, chaque passage de l'hélice étant à peu près à la même distance de la trajectoire précédente.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
Loading...