L'aérodynamisme ou comment un planeur vole ?

L'aérodynamisme fait partie intégrante de la mécanique des fluides (qui étudie l'écoulement des fluides) ; et porte sur l'effet de l'air autour d'objets comme les voitures, les ailes d'avion ou les éoliennes.

Pour qu'un planeur puisse voler, il faut que celui-ci soit mis en mouvement dans l'air qui l'entoure et que de ces mouvements, résultent des forces qui lui permettront de se maintenir dans l'air, donc de voler. L'aérodynamisme est l'étude des phénomènes qui se créent autour d'un mobile (ici un planeur) en déplacement dans l'air.

Le planeur est mis en mouvement par l'intermédiaire d'un avion « remorqueur » qui va le tirer à l'aide d'un câble; une fois arrivé à une altitude convenable, le pilote du planeur va décrocher le câble à l'aide d'une manette, on dit qu'il « largue » et le planeur évoluera seul dans l'air.

Pour comprendre le vol d'un planeur, on peut le comparer à celui d'un oiseau. Les deux sont plus lourds que l'air : pour qu'ils volent, il faut faire apparaître une force capable de s'opposer à leur propre poids.

> expérience avec la feuille de papier.

⁃ Quand on souffle sur le dessus de la feuille, celle-ci se soulève assez violemment vers le haut. Notre souffle a crée une forte dépression qui engendrera une force aérodynamique importante.

⁃ On réalise la même chose mais sous la feuille, celle-ci se soulève également car on a crée une pression qui engendrera aussi une force aérodynamique qui compense le poids.

On obtient les deux résultats ensemble si on se déplace très vite en tirant la feuille dans la même position. Du point de vue aérodynamique, souffler sur la feuille ou se déplacer avec ont des effets parfaitement similaires. On crée une vitesse par rapport à l'air : elle est obtenue soit par le déplacement d'un objet dans un volume d'air au repos ( notre vitesse de déplacement dans l'expérience) soit par la vitesse de l'air arrivant sur un objet au repos (notre souffle). Ce mouvement relatif de l'air par rapport à un objet s'appelle le vent relatif.

L'aile du planeur (qui est en mouvement) et bien orientée dans le vent relatif, va réunir les deux poussées expérimentées dans l'expérience en une seule, appelée la résultante aérodynamique de l'aile.

Elle se décompose en deux forces : la portance et la traînée.

La portance est une composante perpendiculaire au vent relatif, et dirigée vers le haut.

La traînée est une composante dirigée vers l'arrière, parallèle au vent relatif et qui s'oppose au mouvement du planeur; c'est est un composante néfaste de la résultante aérodynamique, bien qu'elle soit toujours présente elle constitue la résistance à l'avancement : il faut donc chercher à la réduire au maximum car elle a tendance à freiner le planeur. Elle est crée par un mauvais écoulement de l'air sur l'aile, par exemple un obstacle (aérofreins).

Pour résumé le tout, le déplacement du planeur dans les airs à une certaine vitesse crée un vent relatif qui s'écoule de l'avant vers l'arrière du planeur (donc dans le sens opposé au mouvement du planeur). En circulant au dessus et au dessous de l'aile, le vent crée une pression exercée sur le dessous de l'aile et une dépression au dessus. L'aile est donc comme "aspirée" vers le haut, ce qui crée la portance!