Partie A : Les types d'aérodynamismes

L'aérodynamique comporte deux catégories, la partie "compressible" ou la partie "incompressible" en fonction de leur nombre de Mach, qui veut dire le rapport entre la vitesse de l'écoulement de l'aire et la vitesse du son.

 

1-Le nombre de mach:

 

Le nombre de mach est un nombre sans dimension, il mesure le rapport entre les forces liées au mouvement et la compréssibilité du fluide.

 

Il ce calcul de la maniére suivante: Ma = U/a

 

Où : - Ma est le nombre de mach

 

- U est la vitesse de l'objet dans son environnement

 

- a est la vitesse de propagation du son dans l'environnement ( aux températures habituelles et dans l'aire, la vitesse du son equivaut à 340m.s ou 1 224 km.h)

 

Le nombre de mach permet de définir deux catégories d'aérodynamisme.

 

Le nombre de mach critique est la représentation du nombre de mach le plus bas à partir duquel l'écoulement de l'air atteint la vitesse du son en un point au moins de l'appareil (le Mach critique équivaut à 0.94 Mach).

 

2-L'aérodynamique incompréssible:

 

L'aérodynamique incompréssible concerne les écoulements pour lesquelles le nombre de Mach est inférieure a 0.3 Mach.

 

3-L'aérodynamique compréssible:

 

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Elle est divisée en quatre types d'écoulement:

 

-Subsonique: On parle de régime subsonique lorsque l'écoulement de l'aire autour d'un corps comporte un nombre de Mach superieure a 0.3 Mach et inférieure au Mach critique.

 

Exemple : Le Boeing 777

 

Le boeing 777 qui est un avion de transport possède une vitesse de croisière de 900 km/h . Pour connaitre son nombre de Mach et l'écoulement autour de cet appareil, on utilise la formule ci-contre:

 

Ma = 900/1224 = 0.73 0.3 < 0.73 < 0.94

 

Le nombre de Mach du Boeing est donc supérieur à 0.3 et inférieur à 0.94, l'écoulement autour de cet avion est donc bien dans le régime subsonique.

 

-Transsonique: Lorsque l'écoulement de l'aire autour d'une aile d'un avion atteint la célérité du son ( 0.94 Mach ) puis la dépasse jusqu'à 1 Mach, alors il passe du régime subsonique à transsonique.

 

-Supersonique: signifie "supérieur à la vitesse du son"

 

Lorsqu'un avion, ou autres dépassent la vitesse du son il laisse toutes les perturbations (bruit) qu'il creer, alors quand subsonique l'avion reste dans ces perturbations . En supersonique, le nombre de Mach est entre 1 et 5 et rares sont les avions pouvant atteindre une vitesse assez importante pour passer en supersonique.

 

Exemple : Le Rafale

 

Le rafale qui est un avion d'assault possède une vitesse de croisiere de 1 713 km.h. Pour connaitre son nombre de Mach on utilise la même formule .

 

Ma = 1713/1224 = 1.4 1 < 1.4 < 5

 

Le nombre de Mach du Rafale est bien dans le régime supersonique et dépasse la vitesse du son.

 

 

-Hypersonique: Les vitesses Hypersonique sont des vitesses extremement supersonique, on considére se régime lorsque son nombre de Mach atteint 5