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Portance
et
traînée
Description non formalisée de l’origine de la portance et de la traînée sur un avion,
fonctionnement des becs et volets.
Les avions volent (et s’écrasent parfois, mais c’est une autre histoire), et ce qui tient
l’avion en l’air est invisible. C’est peut-être pour çà que les explications ne sont pas toujours
aisées à présenter et à simplifier, car il s’agit d’un domaine où l’être humain n’a aucune
intuition, il ne peut « voir » qu’avec l’expérience.
On explique toujours qu’un avion vole grâce à la portance, présentée comme une force
qui s’exerce en un point mystérieux de l’avion. C’est en fait la somme d’une infinité de petites
forces de pression qui s’exercent sur toute la surface de l’avion. D’autre part, partout, des
forces de frottement (comme une main sur une table frotte) constituent la traînée. Il n’y a pas
de réelle séparation entre ces deux « actions » de l’air sur l’avion. La somme de tout çà est la
Résultante Aérodynamique, force qui s’applique en un point variable de l’avion, appelé foyer
(par définition lieu d’application de la RA). Après, c’est juste une convention pratique qui
veut qu’on décompose cette force en deux composantes, l’une perpendiculaire à la trajectoire
de l’avion (et non à un axe de l’avion !) et l’autre dans le sens de la trajectoire. On vient de
décomposer la portance F et la traînée T.
A la question où est-ce que çà porte, tout le monde répond : les ailes. Mais çà porte
dessous, ou çà aspire dessus ? La réponse est les deux. La portance est générée en parts
comparables par une surpression sur la paroi inférieure de l’aile (intrados) et une dépression
sur la partie supérieure (extrados).
Regardons un profil, (coupe verticale d’une aile), il commence par un BA, plus ou
moins bombé, puis s’effile vers le BF. On peut décomposer ce profil en plusieurs effets.
Au début était la plaque plane qui déviait un courant d’air et donc se faisait soulever.
Le problème, c’est çà ne porte pas très bien. Tant que le flux d’air arrive exactement dans
l’axe de la plaque, tout va très bien en quelque sorte, la plaque traîne très peu…mais elle ne
porte pas. Pour qu’elle porte, il faut que l’air n’arrive pas dans l’axe de la plaque, mais qu’il
fasse un angle avec celle-ci. Cet angle, c’est l’incidence. C’est un des paramètres
fondamentaux du vol. En voici une illustration assez simple.