Tpe Planeur

[Invité Deb et Sido]

Bonjour à tous

 

Nous faisons dans le cadre des TPE un exposé sur le planeur. Nous aborderons dans celui ci la comparaison vol du planeur/vol de l'oiseau; mais nous manquons de pas mal d'infos..

- Peut on parler du même vol plané chez les oiseaux et les planeurs?

- Quel oiseau a le vol le plus proche de celui d'un planeur?

- Sauriez vous énoncer les différences entre leurs 2 vols?

Tout éléments ou pistes de réponses nous interresse.

 

Merci d'avance

Déborah et Sidonie

[Invité Invité_Denis]

Bonjour vous pouvez rechercher sur un moteur de recherche "Louis Mouillard"

 

Le Français Louis Mouillard décrit pour la

première fois, en 1881, l'effet aérodynamique de portance résultant de la

translation des ailes gauchies (dépression au-dessus de l'extrados,

surpression au-dessous de l'intrados) ; il entreprend, sans l'achever, un

ouvrage intitulé Le Vol sans battements après avoir longuement observé le vol des oiseaux....

 

ou contacter Hugues Auchère qui doit faire une communication sur ce pionnier lors du congrès historique du vol à voile le 27/11 au Bourget

 

Et je cherche dans ma doc.... bonne recherche à vous deux

[Dark Vador]

En vrac quelques elements de reponse, parfois paradoxales :

1) L'oiseau le plus proche du planeur par ses 'solutions techniques' est l'albatros :

- choix d'un grand allongement (rapport entre la longueur des aile et la corde moyenne)

- ailes presqu'exclusivement adaptees au vol plane

- MAIS, contrairement aux planeurs 'grandeur', ils utilisent la technique du vol dynamique : ils profitent du gradient de vent entre la surface de la mer (et le creux des vagues) et la couche a 10, 15m au-dessus des cretes des vagues pour gagner de l'energie potentielle et cinetique. Cette technique de vol est possible dans certaines conditions en planeur, mais disons que ca n'est qu'une curiosite...

2) Les oiseaux ayant une technique de vol la plus proche de celle des planeurs sont peut-etre les vautours :

- exploitation des thermiques,

- discipline de vol lorsqu'ils sont en nombre (ou avec des planeurs !...) : ie. ils spiralent tous dans le meme sens, et volent meme en patrouille avec des planeurs (si, si, je moi-meme experimente !...), contrairement aux aigles, par exemple...

3) Les mouettes utilisent de facon presque ludique (excusez l'anthropomorphisme...) la technique du vol de pente, tres souvent utilisee egalement par les planeurs en montagne.

 

Donc en resume, les planeurs exploitent 3 types de vols :

- vol thermique

- vol de pente

- vol d'onde

Le vol dynamique a ete experimente a titre de curiosite (verification de la theorie) par quelques pilotes, mais on peut pratiquement le considerer comme sans interet pour notre sport.

 

Les oiseaux voiliers eux utilisent :

- vol thermique (vautours, nombreux rapaces)

- vol de pente (mouettes, goelands, rapaces)

- vol dynamique (albatros)

Je n'ai jamais observe d'oiseau dans des conditions de vol d'onde, mais ca existe peut-etre...

 

Voili-voilou, je pense que d'autres velivoileux vous apporteront d'autres precisions/corrections....

[Invité Le Prof]

Dans votre TPE, quelles sont vos 2 matières ? Litterature et physique ???...

Pour le B - A BA, pour comprendre comment vole un avion ou un planeur et savoir un peu d'histoire je vous recommande de trouver un manuel qui prépare au B.I.A. (peut-être est-ce enseigné dans votre lycée). Dans le cadre d'un T.P.E., je vous conseille aussi de préparer une petite enquête auprés d'un club et d'un ses instructeurs, ce sera valorisé dans la notation de la démarche. Préparerez vos questions et prenez contact, si le club est sympa vous aurez certainement la chance de faire un petit (c'est l'hiver, plus de thermiques...) d'initiatition.

Si vous avez des questions trés précises et techniques, n'hésitez pas à les poser à nouveau sur le forum planeur.net : vous aurez des réponses.

La bêtise à éviter (en général) : faire du copier-coller des sites internet.

Bon courage.

[Invité Invité_Jacques Vidrine]

Dans un numéro (très) ancien de la revue La Hulotte, vous pourrez trouver un article sur la pratique du vol à voile chez les rapaces et certains grands migrateurs (grues, cigognes) et, sauf erreur de ma part un parallèle entre les oiseaux et les planeurs.

 

http://www.lahulotte.fr/

 

Vous pourrez aussi recueillir sur le forum qq témoignages sur le comportement de ces oiseaux.

[Invité Invité_godzilla]

Si, Si,

les vautours font de l'onde.

On en a croisé à des altitudes telles qu'ils n'étaient sûrement pas en train de chercher à bouffer . 5000 et plus

[Dark Vador]

Si, Si, les vautours font de l'onde.

Excellente nouvelle ! j'ai eu la grande joie de spiraler avec 2 vautours pour centrer la pompe, un 3eme en bout d'aile et un 4eme au niveau des AFs, et j'avoue que j'espere bien revivre cette experience ! Alors si on peut aussi en croiser vers le Pic de Bure, c'est rien que du bonheur !

[Bre901]

Les oies sauvages font aussi de l'onde (Himalaya ou Rocheuses) Google : geese at 18000 ft

 

beaucoup de gros migrateurs font du vol thermique

Il y a quelques années au mois de septembre dans un petit thermque en local de Chartres, j'ai entendu un bruit bizarre à 800 m, c'était le cri d'une grue cendrée, il y en avait une demi-douzaine qui spiralaient, toutes dans le même sens, arrivées au plafond elles ont repris leur cap vers le sud.

[Invité Guest]

N'y aurait-il pas une confusion entre les vautours et les condors?

[Invité vincent jouvet]

pas d'erreur ; il y en a sur le glandasse (vercors) ; vers le lac de st croix (gorge du verdon) et surtout dans le causse méjean depuis minimum 15 ans.

 

en groupe, il volent divinement et le plus drôle, c'est que face à un planeur, le vautour ne dégage pas car il a l'habitude de la courtoisie de ses congeneres

[Invité Robert Ehrlich]

Le principe de base du vol plané est le même pour les planeurs et les oiseaux qui pratiquent ce genre de vol : c'est un vol qui est toujours descendant par rapport à l'air, sur une pente qui est l'inverse de la finesse aérodynamique. Toutefois dans ce domaine (la finesse) les planeurs sont bien meilleurs que les oiseaux, c'est un question d'échelle, il est à peu près admis et démontré que de très grande finesses ne peuvent s'obtenir qu'avec de très grandes ailes. Le meilleur dans ce domaine à ce jour est sans doute l'ETA, un planeur de 30m d'envergure qui doit ateindre la finesse 70. C'est par ailleurs illustré par la comparaison des finesses des divers planeurs actuels en relation avec leur envergure : en gros, à 1 ou 2 points près les planeurs de 15m ont une finesse de 40, ceux de 20m finesse 50, ceux de 25m finesse 60, 30m finesse 70. Les oiseaux doivent plafonner du coté des 20 de finesse, c'est aussi à peu près celle des jets commerciaux, comme quoi l'envergure est une condition nécessaire mais pas suffisante. En réalité le facteur déterminant n'est pas l'envergure en soi mais l'allongement, le rapport des 2 dimensions de l'aile

(envergure/corde, la corde étant la distance (moyenne) du bord d'attaque (bord avant) au bord de fuite (bord arrière)). Comme d'autres considérations font qu'il ne sert à rien de réduire la corde en dessous d'une certaine valeur, on ne peut augmenter l'allongement qu'en augmentant l'envergure.

Mais la finesse intervient surtout dans les phases dites de transition, où on se déplace en ligne droite dans la direction oùl'on veut aller, entre deux ascendances. Dans les ascendances thermiques, les facteurs intéressants sont différents. Ce qui compte c'est de profiter au mieux du mouvement montant de l'air, en descendant le moins possible dans cet air et en restant du mieux possible à l'endroit où l'air monte le plus. L'aérodynamique intervient toujours, ce n'est plus la finesse mais une autre valeur plus compliquée (Cz cube/Cx carré), mais un autre facteur également : la charge alaire, autrement dit le rapport poids/surface d'aile. Plus il est faible, plus le planeur ou l'oiseau descendra lentement et pourra tourner serré pour une même forme aérodynamique. Sur ce point les oiseaux sont bien supérieurs aux planeurs, qui se font inévitablement dépasser dans les ascendances étroites et arrivent parfois à faire à peu près jeu égal dans les ascendances larges, leur meilleure aérodynamique compensant leur plus forte charge alaire.

 

Ceci dit il y a des différences qui sautent aux yeux entre oiseaux et planeurs et on peut se poser la question des raisons de ces différences, questions auxquelles j'essaie de répondre ci-après.

 

Les planeurs actuels ont une finition lisse brillante, ce n'est pas le cas des oiseaux. Les planeurs cherchent à éviter ainsi que l'écoulement de l'air au voisinage de leur surface devienne turbulent, où au moins à reculer au maximum l'endroit où cela se produit. La taille des oiseaux et la vitesse à laquelle ils volent font que cette turbulence ne se produit pas en general chez eux.

 

Les oiseaux battent des ailes, pas les planeurs. Il semble que le vol battu soit difficilement praticable au dela d'une certaine taille, il y a eu des modèles réduits à ailes battantes, mais pas à ma connaissance d'engin d'une taille comparable à nos planeurs.

 

Presque tous les planeurs ont une queue au bout de laquelle sont fixés des empennages, surface servant à stabiliser et diriger le planeur. Chez les oiseaux, certains ont une queue nettement plus courte que les planeurs, certains n'ont pratiquement rien (les albatros entre autres), aucun n'a l'équivalent d'un empennage vertical. L'empennage horizontal chez les planeurs joue un role stabilisateur indispensable car les ailes par elles-mêmes sont instables. C'est volontaire, on sait dessiner des profils d'ailes stables et des planeurs sans queue ont été réalisés avec de tels profils, mais ils ne permettent pas d'atteindre les mêmes performances qu'avec les profils instables. Je ne sais pas si les oiseaux sans queue ont des profils stables ou si les talents de pilote que la nature leur donne de naissance leur permettent de maitriser un comportement instable. Après tout nous nous tenons debout tout naturellenent et c'est pourtant aussi une position instable. L'empennage horizontal d'un planeur, sa partie mobile plus exactement, la gouverne de profondeur, sert aussi au pilotage. Je suppose que chez les oiseaux qui ont une queue, elle sert à la même chose. Ceux qui n'en ont pas doivent se rabattre sur la technique utilisée par les deltaplanes : déplacer le centre de gravité par rapport au centre de poussée de l'aile, ce que les oiseaux peuvent faire facilement en changeant la flèche de leurs ailes (ailes plus vers l'avant ou plus vers l'arrière). L'empennage vertical du planeur sert aussi à le stabiliser autour d'un autre axe et aussi par sa partie mobile, la gouverne de direction, à contrer un effet bien connu qui se manifeste sur tous les aéronefs mais bien plus sur les planeurs que les autres à cause de leur grande envergure et de leur vitesse relativement faible. Il s'agit du lacet inverse. C'est une tendance du planeur, lorsqu'on l'incline d'un coté, à partir en rotation vers le coté opposé. Cet effet ne dure que le temps du basculement et cesse lorsque l'inclinaison se stabilise. Il est dû a ce que l'aile qui se lève est davantage freinée par l'air que l'aile qui s'abaisse. Je ne sais pas trop comment font les oiseaux pour contrer cet effet. Ceux qui ont une queue peuvent la mettre en oblique, c'est très visible chez les pigeons, ce qui donne un effet comparable à celui d'une surface verticale. Les albatros restent sur ce point un peu un mystère. Ce sont sans doute ceux qui en auraient le plus besoin (grand allongement) et ils n'ont pas de queue. Je viens encore juste d'en admirer quelques uns dans une émission à la télé. Une chose est frappante, c'est leur dièdre négatif (vues de face, les ailes, surtout les extrémités, pointent vers le bas). Je pense que ça joue un role sur leur façon de se mettre en virage, qui doit être un peu la même que celle des parapentes qui ont aussi une aile dont les extrémités descendent. Au lieu de braquer comme les planeurs une gouverne vers le bas sur l'aile qui doit descendre, ils font le contraire, comme ils n'ont pas de gouvernes, ils déforment leur profil. L'effet d'augmentation de trainée doit l'emporter sur l'effet d'augmentation de portance, ce d'autant qu'ils peuvent compenser ce dernier effet par un changement différent du profil sur la partie de l'aile moins proche de l'extrémité, et que la portance vers l'extrémité est dirigée aussi vers l'intérieur du virage a cause du dièdre négatif d'extrémité. Ensuite c'est le pivotement ainsi amorcé qui contribue au basculement, par la différence de vitesse, donc de portance, qu'il produit entre les deux ailes. Par ailleurs la faculté de déformer de façon continue le profil sur toute l'envergure offre de toute façon des possibilités que les planeurs n'ont pas.

[Invité sido]

merci a tous pour vos réponses qui nous serons d'une grande aide,

 

[vintoine]

fayote la t'chiote, j'espère que le contenu du TPE sera au moins à la hauteur de l'expérience réalisée...

@ploush

vinc