[Droit de réponse et] précisions sur la comparaison d'une voile et d'une aile d'avion

je ne suis pas tout a fait d'accord. Une voile se comporte comme une aile, en ce qu'elle produit une dépression sur son extrados, qui genere une portance, et une trainée. La portance, orientée dans le bon sens, "tire" le bateau. Le fait que la vitesse du flux d'air provienne du vent ou d'un systeme propulsif quelconque est sans consequence, c'est une question de référentiel. Voir d'ailleurs les nombreuses videos d'avions qui décollent tous seuls lorsqu'ils sont exposés à un fort vent de face: tout ce qui compte, c'est la vitesse de l'air par rapport au profil.
Une aile n'est pas forcément un profil épais, ni necessairement dissymetrique, et tire une grande partie de sa portance de son angle d'attaque, comme le fait une voile.

La voile ne produit pas de portance, elle reçoit une force dite aérodynamique qui est la résultante de la pression sur l'intrados et de la dépression sur l'extrados et qui s'exerce perpendiculairement à la corde de l'arc et ce quelle que soit l'orientation du profil par rapport au flux. Elle ne "tire" pas le bateau. Si tu hisses une voile sur un dériveur dérive haute, il n'avance pas, il dérive. C'est grâce à l'action du plan anti-dérive (quel qu'il soit, voile de quille ou dérive) qui s'appuie sur l'eau que la composante propulsive apparaît.

La encore, pas tout à fait d'accord : le vecteur créé par la voile est bien perpendiculaire (en gros) à la corde, et on peut donc le décomposer en deux parties : une partie perpendiculaire à la route, et une partie dans l'axe de la route. Le plan anti-dérive sert à contrer la partie perpendiculaire à la route, tandis que la composante dans le sens de la route fait avancer le bateau. Un dériveur sans dérive mais avec une voile qui porte (a supposer qu'il arrive à garder constant l'angle d'incidence de sa voile) va avoir une composante perpendiculaire tres importante par rapport à sa composante longitudinale, et donc dériver beaucoup, mais il avancera quand meme (un tout ptit peu). Le but de la dérive est de ramener le ratio dérive / vitesse (dans le bon sens) à une valeur acceptable, et c'est la que l'interet de la densité de l'eau par rapport à l'air prend tout son sens: avec la meme quantité d'energie, on dérive beaucoup dans l'air, et peu dans l'eau, donc en reportant la dérive due au vent dans un milieu plus dense, et puisque la quille est essentiellement plate (en tres gros), et qu'elle genere plus de trainée en lateral qu'en longitudinal, on arrive à conserver une tres grosse partie de la composante longitudinale tout en éliminant une grande partie de la composante perpendiculaire

Les ailes d'avion, de planeur, la voile d'un parapente, d'un delta plane, les voiles de planche à voile, des voiliers modernes, des chars à voiles etc ... Fonctionnent toutes sur le même principe de différence de vitesse d'écoulement des fluides entre l'intrados et l'extrado.

Parce que la dernière inter sur ce fil date du 13 Août...

Ca n'a pas pas d'importance ! La plupart des intervenants ne regardent pas les dates des interventions, mais le contenu des posts. Ce qui me parait tout à fait pertinent... Et un peu plus bas tu as la démonstration qu'ouvrir un nouveau post complique la lecture et la compréhension du sujet...

Bonjour.
Il y a tout simplement à comparer entre un profil non-épais et un profil épais. le terme d'aile pourrait ne pas être employé, ce qui éviterait certains amalgames.
De toute évidence, avec des embarcations rapides, les ailes apportent un tel gain de puissance qu'elles en deviennent très profitables.
www.voiles-alternatives.com[...]pic.php
Pour des voiliers lents, le bénéfice est ailleurs : meilleure remontée au vent, moins de gite, absence de faseyement. On y viendra vraiment le jour où tout cela sera très au point, fiable, facile d'utilisation.
www.voiles-alternatives.com[...]pic.php
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?????????????????????????????

Et les voiliers, ils n'ont pas besoin de vent ???

Que le profil de l'aile se déplace dans un fluide immobile, ou que le fluide circule autour du profil de la voile, ça change QUOI à l'histoire ???

Bonjour,
je n'ai pas tout suivi... Le topic original se situe où? Ca m'interesse.
Polo

Évidement qu'il y a une différence énorme entre un avion et un bateau. Le premier doit s'envoler ! Autant dire qu'il lui faut une portance énorme comparée à un voilier.
Sinon, les principes aérodynamiques en jeu sont quasi identiques.

Exact. Les modifications en jeu se situent sur le type de profil.

Les principes de portance restent strictement le même !
Qu'il y ait des différences entre les deux configurations est une évidence.
Les ailes actuelles employées sur les bolides à foils sont très proches des ailes d'avion.
Les ailes des engins de vitesse sont la plupart asymétriques: on ne fait qu'un seul bord. Et là la similitude d'avec les ailes d'avion est encore plus flagrante.

Avion ou voilier, tout se résume à un croquis.
Par contre pour faire voler les 78 tonnes d'un Airbus A320, il est clair que le profil de l'aile n'est pas le même que celui d'un AC45.

L'angle d'incidence, c'est ce qui permet à un hélico de voler en faisant varier le pas des pales pour augmenter ou diminuer la portance et l'inclinaison du rotor pour avancer, reculer ou faire des translations. Les pales ont d'ailleurs un profil symétrique. Mais cela nous éloigne encore plus de nos voiles...

Vues de la marina de Lisbonne, les ailes d'avions de ligne ont une sacrée allure !

En terme d’énergie les choses sont différentes: un avion à une énergie potentielle (altitude) + cinétique (sa vitesse) + moteur. Le voilier = que sa vitesse (beaucoup plus basse) + le vent. En plus Le voilier est en interaction avec l'eau, pas l'avion. Donc comparer les forces mises en jeu est faux au départ.

l'energie potentielle d'un avion n'a rien à voir, en palier, un avion vole quand meme, et pourtant son energie potentielle ne varie pas. La vitesse d'un avion ou celle d'un bateau, c'est meme limonade, qu'elle soit générée par un moteur ou le vent, c'est toujours le déplacement dans la masse d'air (ou le mouvement de la masse d'air autour, ce qui veut dire la meme chose, juste pas dans le meme referentiel). Que la vitesse par rapport à cette masse d'air soit due à un mouvement de la masse d'air (le vent) ou à une propulsion (moteur sur un avion), ca ne change strictement rien d'un point de vue aérodynamique: les filets d'air se déforment au contact du profil.

Il n'y a aucune différence conceptuelle entre une aile d'avion
et une voile. D'ailleurs dans les années 30 40 un livre de vulgarisation à l'usage de petits amateurs pour fabriquer ses voiles portait le titre: "Construit ton aile".
Il est toujours triste de constater que des phénomênes pourtant assez simples à comprendre ou à observer, et avec une des théories déjà établie il y a près de 400ans et de études aérodynamiques et hydrodynamiques innombrables depuis plus de 100ans, sont toujours aussi mal comprises voir incomprises.
Curieusement aussi les principes fondamentaux d'action réaction, quantité de mouvement, mécanique des fluides, etc.. et j'en passe ont toujours du mal à passer.
L'Expérience très simple de faire soulever en soufflant tangeantiellement à sa surface une feuille de papier était présentée dans les années 50 par simili Walt Dysney à l'usage d'enfants américains de primaire!!!!!!
Quand à l'air appuyant sur une surface on peut rappeler qu'après les cerf volants chinois le premier saut en parachute date de 1797 par Garnerin.
Les explications théoriques complètent sont passionnantes mais demandent un minimum de réflexion et en fixant de bons référentiels.
L'étude des polaires, des régimes laminaires et tourbillonnaires (que les oiseaux maitrisent à la perfection, est à vivement conseiller.

"Si ma tante en avait on l'appellerait mon oncle, et si mon oncle en était on l'appellerait ma tante. En tout bien tout honneur, naturellement. Poil aux organes de remplacement."

Pierre Dac

Si on enlève la propulsion de l'hydroglisseur, on pourrait le faire avancer avec une aile verticale.

Très mal sans doute, mais on pourrait

Si on on ajoute une aile horizontale à un hydroglisseur, on pourrait espérer le faire voler…

Même réponse qu'aux stagiaires débutant en voile:
"C'est comme une aile d'avion. Je pourrais t'expliquer, mais tu comprendrais pas!"

Ce n'est pas spécialement pour convaincre, tu sais, à mon âge, on sait depuis longtemps que quoique l'on puisse exposer, certain(s) resteront de toutes manières sur leurs positions seulement parce que ce que tu tentes d'expliquer ne rentre pas dans leur schéma de pensée. Simplement, je pensais que ça méritait un petit débat. Bon, ben, je vois que ça dérange, alors je me retire sur la pointe des pieds... :acheval: :acheval: :acheval: :acheval:

Les questions ont déjà été posées, et il en a été pris acte. Promis, il ne le refera plus ;-)

Dommage de clore un tel sujet !
La portance est un phénomène très complexe, dont l'approche est souvent trop simplifiée, ne montrant qu'un aspect des choses.

Ainsi la feuille sur laquelle on souffle (la capote de 2 cv aussi !) met bien en évidence la loi de Bernoulli que Magnus utilise avec ses cylindres tournant
Flettner traversera l'Atlantique avec ce gréement, Cousteau le modifie en soufflant un côté du cylindre avec un ventilateur.

Il y a une expérience amusante plus marquante encore que la feuille de papier :

Il faut
- une bobine à fil à coudre (celle avec un gros trou central)
- un disque de Bristol d'une dizaine de cm de diamètre
- une épingle plantée au centre du disque

Placer le disque sous la bobine tenue verticalement avec l'épingle dans le trou.
Bien sur si on lâche le disque il tombe.

Et si on souffle par le trou supérieur de la bobine ?

Essayez !

Mais la portance ne se limite pas a cela
Ainsi un Airbus de 190 tonnes déplace à grande vitesse au décollage 400 tonnes d'air par seconde !
Il y a là un effet action réaction : L'avion reçoit une poussée égale à celle qu'il a exercée pour déplacer cette masse d'air.

Une voile tire donc aussi sa force de la quantité d'air qu'il a pu ralentir et dévier

slideplayer.fr[...]303685/

Oui mais c'en est une. D'autant que pour vraiment comprendre les détails de la génération de portance, il faut déjà avoir une connaissance pratique des équations d'Euler... Bon courage !

Perso, après toutes les lectures théoriques, voici comment j'interprète cette notion de portance sur un avion et une voile de bateau.
On part du même point, la somme (vectorielle) des forces exercées sur une voile courbe, le point d'application de la force vélique étant le "centre de voilure".
Ensuite c'est tout bête, pour un voilier on peut décomposer cette force sur un axe ,celui du bateau, et son orthogonal, on obtient 2 composantes , la force de "gite" et la force propulsive... Vous connaissez la suite, la 1ère va constituer avec la force anti dérive sur la quille le couple de chavirage qui sera compensé par le couple de rappel, et la 2ème, la propulsive, ne sera compensée que partiellement par la trainée hydro, donc le voilier avance..
Maintenant si on étudie que les performances d'une aile, il n'y a plus d'axe du voilier mais on utilise l'axe du vent et son orthogonal. C'est ce qu'a fait Mr Eiffel, et rebelote on décompose la même forces sur ces 2 axes pour avoir 2 autres composantes, la portance et la trainée.. Qu'est ce que cela apporte dans la compréhension ? C'est la notion d'angle d'incidence de la corde du profil avec l'axe du vent, on constate que la portance augmente très vite jusqu'à un maximum, le fameux 15-20° que tout le monde cherche à visualiser, puis diminue alors que la trainée augmente..

Mais il ne s'agit que de décomposer une même force selon un référentiel d'axes différents, pour un voilier cela à son importance car le voilier avance " de travers" de 10-15° au près, et nos repères visuels sont le bateau lui même, donc il faut comprendre ainsi, les conséquences et le pourquoi du 'limite faseillement", plus on choque de l’écoute,plus on oriente la force vélique sur la composante propulsive.. Et en même temps on doit garder l'angle d'incidence dans la bonne plage..
Pour un pilote d'avion, je suppose que la vitesse du vent apparent est très proche du vent vitesse donc très proche de l'axe de l'avion, la décomposition selon l'axe du vent est la plus représentative..
En tous cas ce qui me laisse perplexe, ou un peu songeur, c'est que cette dualité de décomposition vectorielle d'une même force, ben je peux vous dire que plus d'un instructeur-moniteur de voile n'y ont strictement rien compris du tout..

foils.wordpress.com[...]nce-13/
spiral.ffvoile.fr[...]ownload
Bravo à tous pour le fil..