AÉRODYNAMIQUE

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Aérodynamique: simulation numérique sur un avion Falcon

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Écoulement aérodynamique

Écoulement aérodynamique
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Soufflerie transsonique S1, Modane

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Visualisation aérodynamique en soufflerie sur un avion de combat

Visualisation aérodynamique en soufflerie sur un avion de combat
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Métrologie et moyens de qualification des écoulements

La mesure des forces exercées sur une maquette est effectuée au moyen de „balances“ : ensemble de capteurs qui mesurent les efforts subis par le véhicule testé via des dynamomètres. Ces balances ont des architectures très variées en fonction du véhicule testé ; les plus petites ne font que quelques centimètres cubes de volume et peuvent être installées dans la maquette elle-même.

La cartographie du champ aérodynamique est mise en évidence par des procédés tels que la tomoscopie laser consistant à illuminer l'écoulement, dans lequel on a introduit de la fumée, par un plan de lumière laser intense. Les écoulements transsoniques et supersoniques peuvent être visualisés par des procédés optiques fondés sur la loi de Biot et Arago reliant la densité du milieu à l'indice de réfraction : il s'agit de l'ombroscopie, de la strioscopie et de l'interférométrie. L'écoulement à la paroi du véhicule est visualisé en recouvrant la maquette d'un enduit qui, entraîné sous l'effet du frottement, révèle les lignes de décollement et les zones de départ des tourbillons.

Visualisation aérodynamique en soufflerie sur un avion de combat

Visualisation aérodynamique en soufflerie sur un avion de combat

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Visualisation par enduit visqueux coloré de l'écoulement aérodynamique sur la maquette d'un avion de combat futur sans pilote en soufflerie subsonique: par frottement, l'écoulement entraîne les particules contenues dans l'enduit gras étalé sur la maquette. 

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La pression locale à la paroi est mesurée via des orifices de petit diamètre reliés par des tubulures à des capteurs (ou transducteurs) dont il existe un grand nombre de types fondés sur des principes physiques différents (capteurs résistifs, capacitifs, piézo-électrique, à réluctance variable). Les maquettes peuvent ainsi être équipées de plusieurs centaines d'orifices, ce qui rend leur fabrication particulièrement coûteuse. Une nouvelle technique utilisant des peintures sensibles à la pression (dites PSP) permet d'éviter un équipement aussi complexe. La maquette est alors enduite d'une peinture qui, éclairée par une source convenable, renvoie une lumière dont l'intensité est directement liée à la pression locale sur la paroi. Le flux de chaleur est mesuré par des techniques dites calorimétriques, qui utilisent des thermocouples ou des films résistifs mesurant l'échauffement local de l [...]

Visualisation aérodynamique par peinture sensible à la pression

Visualisation aérodynamique par peinture sensible à la pression

Photographie

Cette maquette d'un concept de moteur (Aerospike) destiné au lanceur expérimental réutilisable Venture Star de la N.A.S.A. est recouverte d'une peinture luminescente sensible à la pression: en soufflerie, l'intensité de la lumière est inversement proportionnelle à la pression de l'air. 

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Écrit par :

  • : professeur associé à l'université de Paris-Ouest-Nanterre-La Défense
  • : directeur de recherche émérite à l'Office national d'études et de recherches aérospatiales (O.N.E.R.A.)
  • : chef d'unité de recherche à l'Office national d'études et de recherches aérospatiales (O.N.E.R.A.)

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Matériel aérien, le parachute sert à décélérer aérodynamiquement la vitesse d'un mobile, laquelle peut avoir pour origine la pesanteur ou la propulsion. La décélération est obtenue en offrant au vent relatif de l'air par rapport au mobile une surface supérieure à celle de ce dernier. C'est ainsi qu'un homme tombant en chute libre à une vitesse moyenne d'environ 50 mètres par seconde voit celle-ci […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/parachute/#i_27971

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PRANDTL LUDWIG (1875-1953)

  • Écrit par 
  • Tom D. CROUCH, 
  • Universalis
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Physicien allemand né le 4 février 1875 à Freising (Bavière), mort le 15 août 1953 à Göttingen. En 1901, Ludwig Prandtl devient professeur de mécanique à l'institut technique d'Hanovre, où il poursuit ses recherches pour fournir une base théorique solide à la mécanique des fluides. De 1904 à 1953, il enseigne la mécanique appliquée à l'université de Göttingen, où il établit une école d'aérodynami […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ludwig-prandtl/#i_27971

PROPULSION AÉRONAUTIQUE

  • Écrit par 
  • Jean CALMON
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Dans le chapitre « Léger et peu encombrant »  : […] Les performances des avions de combat ont toujours été fixées par la finesse aérodynamique et le taux de motorisation. Dans le concours qu'il apporte aux qualités de l'appareil, cela se traduit pour le moteur en termes d'encombrement et de masse pour une poussée donnée. Si l'on compare les silhouettes du premier prototype 101 V1 de la famille ATAR mis en essais en mars 1948, du moteur le plus réce […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/propulsion-aeronautique/#i_27971

ROBINSON ABRAHAM (1918-1974)

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Mathématicien et logicien américain d'origine allemande. Né à Waldenburg, en Allemagne (l'actuelle Walbrzych polonaise), dans une famille intellectuelle sioniste, Abraham Robinson émigre en Palestine avec sa famille en 1933. Tout en gagnant sa vie et en suivant l'entraînement militaire de la Haganah, il étudie les mathématiques à l'université hébraïque de Jérusalem ; il y manifeste un talent si éc […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/abraham-robinson/#i_27971

SOL EFFET DE

  • Écrit par 
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Phénomène aérodynamique qui se traduit par une légère augmentation de la pression atmosphérique de l'air qui se trouve entre un véhicule aérien et le sol. Cet effet est très faible en temps normal, d'une part parce que son intensité est inversement proportionnelle à l'altitude du véhicule, d'autre part parce que l'air ainsi comprimé a tendance à s'échapper dans toutes les directions. Si l'on opère […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-de-sol/#i_27971

SOUFFLERIES

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  •  • 6 230 mots
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Voler plus haut, plus vite, préserver la vie des pilotes d’essais et des passagers, autant de défis relevés par l’homme depuis l’aube du xx e  siècle, quand les pionniers de l’aviation s’attachèrent à faire décoller des engins plus lourds que l’air et à les maintenir en sustentation. Contemporaines des premiers exploits aériens, les souffleries a […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/souffleries/#i_27971

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  • Écrit par 
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Dans le chapitre « Écoulements compressibles et aérodynamique supersonique »  : […] Dans les écoulements compressibles, aux fluctuations de vitesse et de pression s'ajoutent des fluctuations de température (d'origines réversible et irréversible) et de masse spécifique : les fluctuations de vitesse ne sont plus à divergence nulle et des directions caractéristiques associées aux ondes de Mach apparaissent. Depuis L. S. G. Kovasznay, on décrit le champ turbulent comme l'interaction […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/turbulence/#i_27971

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  • André MAURIC, 
  • Jean-Charles NAHON
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Dans le chapitre « Les forces aérodynamiques et hydrodynamiques »  : […] L'origine de l'énergie propulsive d'un voilier est la transformation par les voiles de l'énergie cinétique du vent. On constate expérimentalement que le fluide est accéléré sur une face de la voile et ralenti sur l'autre. D'après le théorème de Bernoulli, ces différences de vitesses induisent des différences de pressions, une surpression au vent et une dépression sous le vent. La résultante de ces […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/voiliers/#i_27971

VOL MÉCANIQUE DU

  • Écrit par 
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  • Huu Thanh HUYNH, 
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  • Armand de RICQLÈS
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Dans le chapitre « Le vol des Oiseaux »  : […] Les mécanismes aérodynamiques du vol des Oiseaux, longtemps incompris, ont été élucidés à la fois par l'observation directe des comportements sur le terrain, par l'emploi de la cinématographie rapide et de la stroboscopie, ainsi que par une multitude d'expérimentations où intervient, entre autres, l'étude des problèmes de mécanique (résistance des matériaux), d'aérodynamique et d'énergétique. Il […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/vol-animal/#i_27971

Voir aussi

Pour citer l’article

Bruno CHANETZ, Jean DÉLERY, Jean-Pierre VEUILLOT, « AÉRODYNAMIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/aerodynamique/