II-4) Finesse

II-4) FINESSE DE L’AILE

 

      

       Entrons maintenant dans un Univers plus fascinant encore… Lorsque les aérodynamiciens étudient un profil, ils prennent en compte un critère très important : la finesse de l’aile, qui s’est amélioré au fil des années, avec le renouveau technologique.

 

 

v     QU’EST-CE QUE LA FINESSE ?

·        On définit la finesse d’une aile comme le rapport de l’intensité de sa portance, et l’intensité de sa traînée, à un angle d’incidence donné. A un moment précis, il s’agit également du rapport entre le coefficient de portance et le coefficient de traînée, puisque les autres variables affectées aux intensités des forces aérodynamiques, sont communes.

 

On a donc :

 

      Finesse = Rz / Rx = Cz / Cx

 

NB : La finesse étant le rapport de deux nombres sans dimensions, elle est elle-même sans dimensions…

 

 

·        De toute évidence, une finesse la plus élevée possible est tout à fait souhaitable. En effet, elle exprime une portance très importante, assurant ainsi une meilleure sustentation du solide, et une traînée réduite, permettant une meilleure pénétration dans l’air de celui-ci.

 

·        On prend notamment en compte la finesse maximale du profil. On cherche notamment à savoir quel angle d’incidence y correspond, afin de l’utiliser le plus fréquemment possible.

 

 

v     INTERÊT DE LA FINESSE

     

           Définie d’une manière purement théorique, rien ne semble conférer à la finesse une importance capitale. Pourtant, il faut essayer de comprendre les relations établies lorsqu’un solide plane, pour mieux saisir son intérêt pour le pilote ou pour l’oiseau.

Þ   Planer ?

·        On dit qu’un avion ou un oiseau plane lorsqu’il effectue un mouvement rectiligne uniforme, sans être propulsé. Il n’est donc pas soumis à la force de traction !

 

·        Le poids, la portance et la traînée doivent donc se compenser. Pour ce réussir, il faut que la résultante aérodynamique, à elle seule, annule le poids. Elle doit encore avoir même direction que celui-ci, mais avoir un sens opposé et la même intensité.

 

Þ   Relations entre finesse et angle de plané

·        Nous nous rappelons de la définition d’angle de plané, définie dans la première partie du dossier. Nous constatons, à l’aide d’un schéma, qu’il se retrouve, par rotation de centre G, comme l’angle formé par le vecteur représentant la  résultante aérodynamique, et celui représentant la portance.

 

 

·        On peut donc établir une relation entre la finesse et l’angle de plané θ. On a en effet :

 

         Rz = cos θ   et     Rx = sin θ

 

         Soit Finesse = cos θ / sin θ

 

·        Le rapport du cosinus et du sinus d’un angle est généralement appelé cotangente de l’angle (notée cotg θ). Il s’agit de l’inverse de la tangente de l’angle, qui, on le rappelle est définie telle que : tan θ = sin θ / cos θ.

 

Þ   Finesse et taux de chute

 

·        On en vient enfin au véritable intérêt de la finesse. Il faut pour ce faire, réaliser un constat. Si l’on prolonge la corde du profil jusqu’au sol terrestre, on retrouve l’angle de plané de l’avion entre celle-ci et le sol.

 

·        Nous pouvons donc connaître, si nous connaissons la finesse de l’aile, le rapport de l’altitude perdu par le solide et de la distance parcourue dans le même temps.

 

 

·        En effet, soit d la distance par rapport au sol parcourue par le solide avant d’atterrir, h l’altitude qui le sépare du sol, et t la distance réelle qu’il parcourt, on a :

 

                            d / h = cos θ.t / sin θ.t = cos θ / sin θ = Finesse

·        La finesse caractérise donc la distance que peut parcourir un solide en perdant 1km.

 

Exemple :

 

    Un avion dont la finesse maximale est de 25, peut parcourir 25km tout en perdant 1km d’altitude… S’il est situé à 3000m du sol, il peut donc planer durant 75 km, avant de toucher le sol.

 

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