c) Comment mettre en évidence les effets aérodynamiques subits par une aile ?

Objectif : Se familiariser et apprendre à utiliser la soufflerie, ainsi que les appareils de mesure, puis mettre en évidence, et effectuer des mesures de, la portance et de la traînée.

Matériel :

- une soufflerie

- une maquette d’aile fournie avec la soufflerie

- un appareil de mesure de la portance

- un appareil de mesure de la force de traînée

- une règle de mesure

- un anémomètre

Schéma de l’expérience

Photographie de la soufflerie du Lycée

Protocole :

- Introduire la maquette d’aile dans la chambre d’expérience (bord d’attaque vers la sortie du ventilateur), puis faire passer les deux tiges situées sur son extrados dans l’appareil de mesure de la force de portance.

- Fixer les tiges en mesurant avec la règle de façon à ce que l’aile ait un angle d’incidence positif de quelques degrés.

- Fixer le fil de l’appareil de mesure de la traînée au crochet situé sur l’appareil de mesure de la force de portance (cf. schéma ci-dessus).

- Noter le point de départ de l’aiguille de chacun des instruments, afin d'effectuer des mesures justes.

- Placer l’anémomètre devant la grille séparant le collecteur de la chambre d’expérience.

- Démarrer la soufflerie, et augmenter la puissance par petites incrémentations.

- Pour chaque incrémentation, noter la vitesse du vent relatif indiqué sur l’anémomètre, la valeur de la force verticale (portance), et la valeur de la force horizontale (traînée).

L’anémomètre nous permet de mesurer la vitesse du vent  relatif

(Description: cette vidéo montre le mouvement d'une aile d'avion face à un vent relatif et met en évidence une force vers le haut (aiguille jaune) et d'une force horizontale de l'aile (aiguille rouge).)

Tableau de Résultats :

Graphiques Excel :

V = vitesse en km/h du vent relatif

R = Résultats de l’expérience en N

Nous avançons que dans cette expérience, la portance dépend d’une constante multipliée par V² (cf. I.e), soit constante = R/V². Pour la déterminer le plus précisément possible, nous faisons la moyenne des rapports R/V².

Nous traçons ensuite la représentation graphique de la fonction R(V)=constante.V² que nous mettons sur le même graphique que la courbe de nos valeurs expérimentales, de façon à associer ces dernières à des résultats plus affinés afin de limiter l’impact des erreurs de résultat.  

Observations :

• Nous constatons que lorsque l’air est mis en mouvement autour de l’aile, la portance et la traînée de l’objet augmentent avec la vitesse du vent relatif. Le graphique excel nous permet de voir que cette augmentation est exponentielle, prenant la forme d’une parabole.

• Cela se traduit par le déplacement de l’aile vers le haut et vers la gauche dans la chambre d’expérience.

< Page précedente | Page suivante >