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La portance produite par une aile d'avion est liée à la vitesse - cela est clair; un avion se déplaçant trop lentement va décrocher. Mais quelle est cette relation? Linéaire? Quadratique? Exponentiel? Je n'ai pas besoin de l'équation exacte, qui est sûrement assez complexe, juste du caractère de la relation.

fluid-mechanics aerospace-engineering

— SF.
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Le fait que l'équation de portance n'est en fait pas si complexe du tout est l'une des choses que j'ai le plus appréciées dans l'étude de l'aérodynamique. C'est quand on regarde ce "coefficient de portance" et comment le trouver que les choses deviennent bizarres ...

— anaximander

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Quadratiquement.

La page 1 de la NASA indique qu'en approximation, où est la vitesse.

Lift \propto v^{2}

$\text{Lift}\propto v^2$

v

$v$

La page 2 de la NASA indique que, pour un meilleur calcul, où , et sont des constantes. C'est étrange car cela implique que la portance n'est pas simplement proportionnelle à , car il y a le terme là-dedans, ainsi que le terme .

Lift = a v^{2} + b v + c

$\text{Lift}=av^2+bv+c$

a

$a$

b

$b$

c

$c$

v^{2}

$v^2$

b v

$bv$

c

$c$

Mais il existe une meilleure équation, donnée ici (et ici ), entre autres: où est la densité de l'air.

Lift = \frac{1}{2} ρ v^{2} \times lift coefficient \times area

$\text{Lift}=\frac{1}{2}\rho v^2 \times \text{lift coefficient} \times \text{area}$

ρ

$\rho$

Ceci est similaire à la formule de glissement.

— HDE 226868
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Comme cela a déjà été mentionné, la principale relation est que la portance va de pair avec le carré de la vitesse.

Pour vous donner une idée de la raison de cela, réfléchissez à ce que fait une aile. En se déplaçant, il dévie l'air vers le bas. La portance est la force ascendante qui donne une impulsion descendante à l'air que l'aile traverse.

L'élan est la masse multipliée par la vitesse, et la force est l'élan par le temps. À mesure que la vitesse augmente, à la fois plus d'air par unité de temps est poussé vers le bas, et il est poussé vers le bas plus rapidement. Autrement dit, la force est (masse / temps) (vitesse), avec à la fois masse / temps et vitesse à peu près proportionnelle à la vitesse, donc la force est proportionnelle au carré de la vitesse.

— Olin Lathrop
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En plus de l'équation de base ( ), le coefficient de portance varie avec la vitesse si la plage de vitesse concernée est suffisamment grande, par exemple le nombre de Reynolds change considérablement (peut-être 2-3 fois). Le nombre de Reynolds affecte , en particulier pour les valeurs plus élevées. $L = CL * 0.5 * \rho * V^2 * \text{Ref Area}$ $CL$ $CL$

— Gürkan Çetin
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Et comment cela changerait-il pour des vitesses extrêmes (et une faible densité moyenne)? En particulier, je m'intéresse à ce qui arriverait à la levée d'un avion spatial lors de la rentrée de LEO; au lieu de plonger dans une atmosphère dense, s'exposant à une chaleur de rentrée extrême, serait-il capable de planer au-dessus de la partie supérieure de l'atmosphère en laissant sa traînée la ralentir progressivement et ne "couler" que s'il perd de la vitesse avec la vitesse (et restaure comme l'atmosphère devient suffisamment dense pour fournir plus de portance)

— SF.

Oh, c'est un sujet très inhabituel. Je pense que cela mérite une question en soi, probablement cela suscitera plus d'intérêt aussi.

— Gürkan Çetin

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Tout est basé sur la pression atmosphérique. Le levage nécessite de la vitesse car il doit créer des gradients de pression entre le profil de l'aile, de sorte que l'air qui est plus faible en pression dans la partie inférieure de l'aile a tendance à égaliser avec la pression dans la partie supérieure. Lorsque vous décrochez, cela signifie que vous ne créez plus de pression entre la partie supérieure et inférieure du profil d'aile.

C'est pourquoi vous avez différentes géométries de profil d'aile, de sorte que vous pouvez créer différentes plages de pression dans différentes échelles de vitesse.

— Alessandro Nardinelli
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-1

La portance est proportionnelle au carré de la vitesse.

Diagramme pour la relation entre la portance et la vitesse

— sayan
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Quel est le lien entre la portance et la vitesse?

Quadratiquement.