[Réel]Relation entre l'IAS et la pousée

B737lover · [↑]

Bonjour,

Dans le cadre de mes TPE, j'aurai aimé comprendre la relation entre l'IAS et la poussée.

Dans un premier temps, la pression dynamique correspond à la pression de l’air due au vent relatif appliqué sur une surface perpendiculaire au filet d’air (= l’énergie acquise par l’air grâce à sa vitesse). Elle a pour formule: 1/2pV^2.
Elle fait ainsi intervenir la masse volumique qui diminue avec l'altitude. Les sondes pitots vont ainsi déterminer la pression dynamique pour permettre l'affichage de l'IAS sur le badin.

1) J'avais compris qu'il y avait une différence entre Vélocité et Vitesse. Dans ce cas (poussé constante), si la masse volumique diminue (je monte à assiette constante), ma pression dynamique calculée par les pitots va diminuer. L'affichage de l'IAS va également diminuer par conséquent?

2) Si la réponse à la question 1 est oui, nous pouvons donc conclure si la masse volumique diminue, l'IAS diminue et par conséquent la Vélocité impliqué dans la formule diminue?

3) Finalement, la vrai question: pour générer de la portance, un avion a besoin de suffisamment de vent relatif et ce besoin, lui, ne variera pas avec l'altitude donc qu'il soit à 300, 3000 ou 30000 ft, il aura toujours besoin de la même quantité de vent relatif pour rester en l'air et créer cette sustentation.
Donc, puisque la pression diminue avec l'altitude, plus l'appareil est haut, plus il a besoin d'aller vite pour afficher une certaine valeur d'IAS. Pouvons nous ainsi conclure que la poussé doit augmenter (ou l'assiette doit diminuer) en montée pour maintenir un target IAS?

4) Une autre question, un peu HS mais liée au TPE:
Une altitude élevée = température plus basse = densité plus élevée = plus de poussé
MAIS
Une altitude élevée = pression plus faible = masse volumique plus faible = densité plus faible = moins de poussé...
Qui l'emporte? Prenant l'exemple d'un avion de ligne, en croisière, nous sommes généralement en SPEED (donc l'athr contrôle la poussé en augmentant/diminuant le ratio air/fuel dans la chambre à combustion). On vole haut car la densité est plus faible (donc une traînée moins élevée), nous consommons donc moins (par rapport à la consommation pour maintenir la même IAS quelques milliers de feet plus bas). J'aurai donc tendance à dire que la température de l'air l'emporte sur la pression plus faible en haute altitude....
Mais cela reste un peu flou dans ma tête...une explication serait la bienvenue

Respectueusement,
TheBusFlyer (et un ami avec qui je partage cette aventure TPE )

Dernière modification par TheBusFlyer (07-12-2016 22:14:17)

Bee Gee · [↑]

.... Ben va y avoir du boulot !........ qui c'est qui s'y colle ?

Plus sérieusement commence par trouver un bon bouquin sur la mécavol, assimiles le, et ensuite reviens pour les questions.

B737lover · [↑]

Et merde

On doit rendre la moitié du TPE la semaine prochaine, quelle est la faute majeure BeeGee? Je suis parfaitement conscient qu'il y a des lacunes mais je ne veux pas rendre un devoir avec une grosse faute. Les petites pourront être corrigées par la suite.

Des réponses seraient fortement appréciées.

Ps: Je sais que les sondes pitots ne calculent rien...ils captent la pression totale. On déduit ensuite la pression dynamique en faisant Ptotale - Pstatique. Pour faire simple, j'ai dis que les sondes pitots ' calculaient ' la pression dynamique ce qui est faux.

Dernière modification par TheBusFlyer (07-12-2016 17:14:26)

solo1984 · [↑]

1) J'avais compris qu'il y avait une différence entre Vélocité et Vitesse. Dans ce cas (poussé constante), si la masse volumique diminue (je monte à assiette constante), ma pression dynamique calculée par les pitots va diminuer. L'affichage de l'IAS va également diminuer par conséquent?

OUI! C'est pourquoi on distingue IAS et TAS (TRUE airspeed)

Pour les 2/ et 3/ je suis aux fraises

Bee Gee · [↑]

"Vélocité" est un terme qui n'existe pas dans les définitions françaises des vitesses en aéronautique

Commence par comprendre ce que sont IAS CAS TAS

1/2 rho V^2 c'est une approximation seulement valable pour les avions lents ne volant par haut. < FL 120 < 180 kt

En une semaine, traite plutôt de la relativité restreinte d'Einstein, ce sera plus simple ! rires !

B737lover · [↑]

solo1984 a écrit :

1) J'avais compris qu'il y avait une différence entre Vélocité et Vitesse. Dans ce cas (poussé constante), si la masse volumique diminue (je monte à assiette constante), ma pression dynamique calculée par les pitots va diminuer. L'affichage de l'IAS va également diminuer par conséquent?
OUI! C'est pourquoi on distingue IAS et TAS (TRUE airspeed)
Pour les 2/ et 3/ je suis aux fraises

Merci bien solo1984!

Donc --> à poussé constante, en montée, l'IAS affiché va progressivement diminuer.

Bee Gee a écrit :

"Vélocité" est un terme qui n'existe pas dans les définitions françaises des vitesses en aéronautique
Commence par comprendre ce que sont IAS CAS TAS
1/2 rho V^2 c'est une approximation seulement valable pour les avions lents ne volant par haut. < FL 120 < 180 kt
En une semaine, traite plutôt de la relativité restreinte d'Einstein, ce sera plus simple ! rires !

Merci BeeGee, donc la vitesse.

Concernant l'IAS, vous m'avez donné sa définition il y a quelques années. IAS (Indicated AirSpeed) c'est la vitesse du vent relatif mesurée par les sondes sur l'appareil. Le CAS c'est l'IAS corrigé...mais bon, on part du fait que IAS = CAS.

Dernière modification par TheBusFlyer (07-12-2016 19:03:17)

B737lover · [↑]

plus chaud plus vite, plus froid moins vite?

Dernière modification par TheBusFlyer (07-12-2016 19:07:22)

B737lover · [↑]

BeeGee, je n'ai rien à vous apprendre mais: https://www.youtube.com/watch?v=GfzgdXvWoKY

Il dit clairement qu'il doit accélérer pour atteindre la vitesse sur son ' airspeed gizmo ' quand il conduit à une altitude au-dessus du niveau de la mer. Il définit cette vitesse d'EAS (donc le CAS corrigé)....

Je ne vois pas l'erreur et le ' y va avoir du boulot '. Il accélère bien - dans un avion, soit on garde une poussé constante et on joue avec l'assiette pour atteindre une vitesse (donc un Target IAS) soit on joue directement avec la poussé (donc FPA constant)

Si vous pouviez directement me donner la réponse pour une fois, en m'expliquant car c'est bien pour cette raison que j'ai posé ma question sur ce forum, cela serait top.

On laisse de côté la question 4.

Bonne soirée

Dernière modification par TheBusFlyer (07-12-2016 22:20:15)

AIKY400 · [↑]

Salut (ça fait longtemps que je n'ai pas écrit sur ce forum),
3) alors voici la formule pour la poussée Tn:
Tn=1/2*m*v^2*p*Cx
p diminue à mesure que l'altitude augmente donc de part l'égalité, Tn, la poussée, diminue pour garder une vitesse donnée. (rappel: p c'est la masse volumique de l'air)

Cordialement
AIKY400

PS: je ne suis par un pro de la mécanique de vol mais je suis presque sûr qu'il s'agit de ça. J'espère que j'ai pu aider. Et bonne chance pour ton TPE!

Dernière modification par AIKY400 (07-12-2016 22:39:33)

dassault71 · [↑]

Petit copier coller d'un cours pour t'éclaircir sur certaines questions que tu te poses :
Variation de température
De 0 à 11000 m :
TZ=288,15−( 6,5×Z)
avec Z en km.
TZ=288,15−1,9812×(Z/1000)
avec Z en pieds (feet).
Au delà de 11000m :
TZ=216,5 K
soit – 56,5 °C.

Variation de pression
Elle diminue selon que l'altitude augmente (environ de la moitié, tous les 5500 m).
Jusqu'à 11000 m, la relation suivante peut être utilisée :
(PZ/P0)=(( 31−Z)/(31+Z))²

Avec P=ρ⋅r⋅T et dP=−ρ⋅g⋅dZ (de signe négatif car les forces sont
opposées).
Où :
➢ P = Pression en hPa,
➢ ρ = masse volume de l'air en kg.m-3,
➢ r = constante de l'air, soit r= 287 J.K-1.kg-1,
➢ T= température en Kelvin,
➢ dP = variation de la pression en hPa,
➢ dZ = variation de l'altitude en m,
➢ g = pour l'O.A.C.I, "g" est égale à 9,80665 m.s-1 au niveau de la mer (g0).

B737lover · [↑]

Merci à tous pour vos réponses. Ayant pu parler avec un CDB sur 330, c'est beaucoup plus clair désormais. Moi qui essayait de créer un lien direct entre l'IAS et la poussée alors qu'il n'y en avait pas spécialement...:8

Cependant, j'ai une question (HS): Tous les corps qui se déplacent dans une masse d'air offrent une certaine résistance à l'avancement. Cette résistance à l'avancement s'appelle la traînée. Elle a pour formule Fx = ½ ρ S V² Cx

Quelle est donc la différence entre traînée et résistance à l'air (qui n'ont pas la même formule)?

Dernière modification par TheBusFlyer (11-12-2016 20:32:23)

Bee Gee · [↑]

Sur un véhicule routier trainée et résistance de l'air c'est quasi la même chose

Sur un avion la résultante aérodynamique se décompose en une composante normale à la trajectoire, c'est la portance, et l'autre c'est la composante parallèle à la trajectoire c'est la trainée

Fz = 1/2 rho V^2 S Cz Cz étant le coef de portance et Fx celui que tu as mentionné

voir ce qu'écrit un petit camarade TPE, et google peut être ton ami !

http://aviation-tpe.e-monsite.com/pages/la-resultante-aerodynamique.html

Decius Antiochus · [↑]

Bon personne n'a noté ça mais s'il y a un truc qui me choque avant de parler de trainée etc. c'est bien ton explication du fonctionnement des Pitot!!!

Si tu te trompes là déjà, ca risque d'être compliqué...
En fait en 2ème année de prépa (...) tu vois le théorème de Bernouilli: P + 1/2* rho * v^2 + rho*g*z=cste (conservation de l'energie mecanique volumique quoi).
A partir de là pour un pitot, tu as Pstatique = Pdynamique + 1/2* rho * v^2 (on neglige la variation de z l'altitude entre les 2 prises d'air et on considère la vitesse nulle au niveau de la prise statique).

Et là, qu'est ce que tu vois... v est en 1/rho, donc si la masse volumique diminue... la vitesse augmente!!!

Merde alors... ton TPE tombe à l'haut..

mais ce qui fait que l'IAS diminue effectivement avec l'altitude, c'est qu'en réalité la pression varie en exponentielle de -rho dans un modèle assez simple (exponentielle tu la vois en terminale...).
Bref la pression va diminuer plus vite que la masse volumique en montant; resultat l'IAS diminue!

Bon courage, les avions c'est un sujet classique, mais trop compliqué vu ce qu'on fait maintenant en 1ère..

Bee Gee · [↑]

Pour un TPE faut rester simple, et de toute manière il y a bien longtemps que les badins ne sont plus étalonnés en Bernouilli mais selon les lois de St Venant en subsonique et Raleigh en supersonique, et là le développement mathématique devient un peu plus compliqué que le simple 1/2rhoV^2

...... pour de la bleusaille ses explications seront bien suffisantes ! rires !

J'invite ThebusFlyer a exploiter un peu mieux Google...

https://fr.wikipedia.org/wiki/Tube_de_Pitot

+a!

Decius Antiochus · [↑]

Oui bien sûr Bee Gee mais comme tu dos restons simples pour son TPE; pas forcément besoin qu'il utilise Bernoulli, mais juste qu'il ne dise pas des choses qu'il a mal comprises quoi.

#1 [↑][↓] 07-12-2016 16:28:38

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#2 [↑][↓] 07-12-2016 17:02:37

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#3 [↑][↓] 07-12-2016 17:08:42

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#4 [↑][↓] 07-12-2016 18:13:55

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#5 [↑][↓] 07-12-2016 18:30:52

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#6 [↑][↓] 07-12-2016 18:31:57

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#7 [↑][↓] 07-12-2016 18:35:56

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#8 [↑][↓] 07-12-2016 22:14:02

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#9 [↑][↓] 07-12-2016 22:38:59

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#10 [↑][↓] 07-12-2016 22:54:20

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#11 [↑][↓] 11-12-2016 20:31:49

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#12 [↑][↓] 12-12-2016 10:52:26

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#13 [↑][↓] 12-12-2016 11:49:12

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