Finesse (aerodynamique)


Finesse (aerodynamique)

Finesse (aérodynamique)

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La finesse est une caractéristique aérodynamique. Elle est souvent désignée par le terme anglo-saxon de 'L/D ratio' (L pour lift (portance) et D pour drag (traînée)).

Sommaire

Définition

La finesse d'un aérodyne à voilure fixe est le rapport, à une vitesse donnée, entre sa portance et sa traînée aérodynamique. Elle est égale au rapport entre la distance horizontale parcourue et la hauteur de chute, à vitesse constante et sans force de propulsion, en air calme, ou encore au rapport entre la vitesse horizontale et la vitesse verticale (taux de chute).

{P \over T}={{\Delta s} \over {\Delta h}}={v_{horizontale}\over v_{verticale}}

Exemple : un planeur de finesse maximale égale à 40 peut parcourir théoriquement 40 km en perdant 1000 m d'altitude.

Pour un aérodyne donné, la finesse varie en fonction de l'incidence de l'aile. Cependant, comme le coefficient de portance varie aussi avec l'angle incidence, pour obtenir une portance équivalente au poids, il faut adapter la vitesse. C'est pourquoi la finesse varie avec la vitesse.

Dans le cas d'un planeur, la finesse varie en fonction de la vitesse sur trajectoire en suivant une courbe qu'on appelle la polaire des vitesses.
Cette courbe représente le taux de chute en fonction de la vitesse sur trajectoire (ou « vitesse indiquée »). Elle est croissante entre la valeur de la vitesse de décrochage jusqu'à la valeur de la vitesse de finesse maximale, puis décroissante au-delà.

Valeurs typiques

Typiquement, sur un planeur moderne :

la vitesse de finesse maximale se situe entre 80 et 120 km/h selon le modèle et la charge alaire[1] [2],
la vitesse de taux de chute minimal est de l'ordre de 80 km/h et le taux de chute correspondant de l'ordre de 0,8 à 0,5 m/s,
la vitesse de décrochage est de l'ordre de 70 km/h.

La finesse maximale des planeurs modernes varie de 40 à 60 selon les modèles.

Les avions ont généralement des finesses comprise entre 8 et 15, rarement plus de 20 :

les avions de ligne ont des finesses entre 15 et 20
le Concorde avait une finesse de 4 au décollage, 11.5 à Mach 0.95 et 7.3 à Mach 2.

Les parapentes modernes ont une finesse comprises entre 7 et 10.

Les deltaplanes "souples" modernes ont une finesse comprise entre 14 et 16.

Les deltaplanes "rigides" modernes ont une finesse comprise entre 18 et 22.

Finesse air et Finesse sol

La finesse air d'un aéronef est donnée par rapport à la masse d'air dans laquelle il se déplace. C'est souvent celle que le constructeur annonce car elle est indépendante du vent.

La finesse sol, elle, est calculée par rapport au sol. ( c'est souvent la plus intéressante, c'est celle qui détermine si un parcours jusqu'a un but est possible ou non ). Cette finesse doit tenir compte du déplacement de l'air (du vent) par rapport au sol.

Quand l'aéronef se déplace dans la direction et le sens du vent la finesse sol augmente et inversement. Par vent fort de face, l'aéronef peut avoir une vitesse sol et une finesse sol faibles ou négatives, ce qui sera d'ailleurs souvent une raison suffisante pour annuler le vol.

finesse air et finesse sol sont égales lorsque l'air est calme et ne subit aucune mouvement vertical ni horizontal.

Références

  • Portail de l’aéronautique Portail de l’aéronautique
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