Un avion monomoteur à hélice part d'un côté au décollage

Proposé par
le
dans

Lors du décollage d'un avion monomoteur à hélice, celui-ci ne part pas droit ! En effet, il aura tendance à virer brutalement à gauche (l'hélice tournant vers la droite) à cause de l'accélération. Le pilote doit alors compenser grâce aux palonniers. Le même effet peut également se produire en vol, même si les avions modernes ont des technologies permettant de limiter cet effet.

Il s'agit en fait d'une application de la loi de Newton selon laquelle à toute force existe une force opposée de même ampleur. Cela s'appelle en aéronautique le couple de renversement, dépendant du couple gyroscopique étant lui-même en corrélation avec le souffle hélicoïdale.


Commentaires préférés (3)

Je n'ai pas compris la dernière phrase !

Posté le

android

(197)

Répondre

Les gens iront relire cette anecdote, une fois bien réveillés.

a écrit : C'est là que l'on voit l'intérêt des bimoteurs, en faisant tourner les deux hélices en sens contraire, on peut compenser la force... Les hélices des avions bimoteurs ne sont pas toutes contra-rotatives. Certains bimoteurs fonctionnent avec des hélices co-rotatives.
Le moteur de gauche devient alors le moteur critique pour les raisons invoquées dans l'anecdote.
Pour info, le moteur critique d'un avion est celui qui provoquerai le plus gêne s'il venait à tomber en panne.


Tous les commentaires (68)

Je n'ai pas compris la dernière phrase !

Posté le

android

(197)

Répondre

a écrit : Je n'ai pas compris la dernière phrase ! Tu nés pas seul ! Mais je pense que ce n'est pas un hasard xD

a écrit : Je n'ai pas compris la dernière phrase ! Bah en gros, si j'ai bien compris, la force est proportionnelle à la vitesse de rotation de l'hélice. Ce qui est plutôt logique... (mais je ne suis pas sûr de moi)

Posté le

android

(2)

Répondre

Les gens iront relire cette anecdote, une fois bien réveillés.

C'est là que l'on voit l'intérêt des bimoteurs, en faisant tourner les deux hélices en sens contraire, on peut compenser la force...

Posté le

android

(10)

Répondre

Petite précision. Il aurait plutôt fallu dire. Si un objet A exerce une force sur un objet B alors l'objet B exerce une force de même intensité sur A. Il s'agit de la troisième loi de Newton. Le fait qu'une force opposée 'existe' ne risque pas de faire chavirer notre avion. ;)

Bien à vous

Posté le

android

(21)

Répondre

Est-ce que les contra-hélices subissent le même phénomène ?

a écrit : C'est là que l'on voit l'intérêt des bimoteurs, en faisant tourner les deux hélices en sens contraire, on peut compenser la force... Les hélices des avions bimoteurs ne sont pas toutes contra-rotatives. Certains bimoteurs fonctionnent avec des hélices co-rotatives.
Le moteur de gauche devient alors le moteur critique pour les raisons invoquées dans l'anecdote.
Pour info, le moteur critique d'un avion est celui qui provoquerai le plus gêne s'il venait à tomber en panne.

Il y a une petite erreur à la fin de l'anecdote, c'est hélicoïdal, sans "e".

Posté le

android

(11)

Répondre

Dans la vidéo, le couple de renversement est décrit comme la simple conséquence des lois de Newton (conservation du moment cinétique pour les plus aguerris), les turbulences de l'air autour du fuselage ayant d'autres conséquences. La loi de Newton peut se comprendre assez simplement si on parle en d'abord de quantité de mouvement avant d'introduire la notion de moment cinétique.

La quantité de mouvement (QdM en abrégé) d'un objet, c'est quoi? C'est une grandeur d'autant plus grande que la masse de l'objet et sa vitesse sont grandes (p=mv pour les connaisseurs). Elle traduit l'inertie de l'objet, cad la difficulté qu'on a à le faire changer de trajectoire. Tout objet a tendance à vouloir aller tout droit (penser à un train qui déraille pcqu'il arrive trop vite dans un virage, il ne prend pas le virage, il va tout droit), et si il ne va pas droit c'est parce que qqch pousse dessus (on dit que l'objet subit des forces extérieures), et il faut pousser d'autant plus fort que l'objet est lourd ou que la vitesse est grande, d'où la notion de QdM. Si aucune force ne s'exerce sur l'objet ou si celles-ci se compensent (cad je pousse vers la gauche mais en face qqch pousse avec la même intensité vers la droite), il y a "conservation de la QdM".
Un exemple: je prends un fusil avec une balle dedans. La QdM du système {fusil+balle} est initialement nulle puisque ni la balle ni le fusil ne bougent (la QdM du système totale est la somme de celle du fusil et de celle de la balle). On écrit: mfusil*vfusil + mballe*vballe = 0 (mfusil=masse du fusil, etc...). Le fusil subit son poids qui le tire vers le bas mais je suppose que le chasseur le compense exactement et donc les forces qui s'exercent sur le fusil se compensent. La balle étant très légère par rapport au fusil, je suppose que le poids n'agit pas sur elle pour simplifier. Alors la QdM du système global se conserve. Conséquence: lorsque le chasseur tire, la balle part en avant, sa vitesse devient non nulle et à ce moment-là la vitesse du fusil devient aussi non nulle pour que la QdM globale reste nulle, selon l'expression : vfusil= - (mballe*vballe)/mfusil. Le signe - signifie que le fusil part dans le sens opposé à celui de la balle. C'est tout simplement l'effet de recul.

Qu'est-ce que le moment cinétique? Et bien c'est exactement ma même chose quand l'objet, au lieu d'aller tout droit avec une certaine vitesse, tourne autour d'un axe avec une certaine vitesse de rotation. Cependant, si un objet tourne autour d'un axe, il va être d'autant plus difficile que sa masse est grande mais aussi que sa distance à l'axe est grande.
Exemple: je prends un plateau tournant autour d'un axe. Je pose une masse de 5kg qui épouse le contour de l'axe. La masse est donc accolée à l'axe. Vous n'aurez aucun mal à arrêter le plateau en rotation. Si maintenant je répartis ces 5kg sur l'extrémité du plateau et non plus en son centre, imaginez la scène et vous verrez qu'il est beaucoup plus difficile d'arrêter le plateau en mouvement.

Pour finir, le moment cinétique suit la même loi que la QdM et donc, si initialement l'avion et l'hélice son immobile, la rotation de l'hélice dans le sens horaire autour de son axe de rotation aura tendance à faire tourner l'avion dans le sens anti-horaire autour de cet axe!

Posté le

android

(29)

Répondre

a écrit : Je n'ai pas compris la dernière phrase ! "Plus l'hélice tourne vite, plus elle va faire dévier l'avion."
C'est juste une manière compliquée et un peu snob de le dire...

Posté le

android

(2)

Répondre

a écrit : C'est là que l'on voit l'intérêt des bimoteurs, en faisant tourner les deux hélices en sens contraire, on peut compenser la force... Ou même des mono avec hélices contra-rotatives (comme dans la vidéo) dont j'ignorais l'existence!

Si la deuxième partie évoque la troisième loi de Newton elle n'est pas tout a fait correcte et inutile dans ce contexte. En revanche le pilote doit bien fournir un effort important sur le palonnier (souvent droit) pour compenser ce couple dut a l'effet gyroscopique l'hélice et garder l'axe de la piste. Cet effet est important au décollage car on décolle plein gaz mais l'effet gyroscopique se ressent aussi lors d'accélérations brutales ou de virages aux grands angles.

Et - corrigez-moi si je me trompe - mais l'avion vire à gauche a cause de la vitesse de rotation de l'hélice et du changement d'assiette mais pas a cause de l'accélération.

Posté le

android

(4)

Répondre

a écrit : "Plus l'hélice tourne vite, plus elle va faire dévier l'avion."
C'est juste une manière compliquée et un peu snob de le dire...
Utiliser un mot qui précise très bien le cas décrit ici, n'est pas snobe.

a écrit : Est-ce que les contra-hélices subissent le même phénomène ? Non justement les hélices contre rotatives permettent de pallier ce problème :)

En fait, l’hélice tourne dans un sens, le reste de l’avion va tourner dans l’autre. Les effets de gyroscopie et de mécanique entre alors en jeu et font que l’avion va pencher d’un côté et donc se mettre à faire un (léger) virage.

Les avions bihélices où chaque hélice tourne dans un sens différent n’ont pas ce problème (l’effet de l’une compense l’effet de l’autre), que les hélices soient sous chaque aile ou devant et derrière, comme ce DO-335 allemand : b-29s-over-korea.com/German-Jets-In-WWII/images/DO-335.jpg

a écrit : Dans la vidéo, le couple de renversement est décrit comme la simple conséquence des lois de Newton (conservation du moment cinétique pour les plus aguerris), les turbulences de l'air autour du fuselage ayant d'autres conséquences. La loi de Newton peut se comprendre assez simplement si on parle en d'abord de quantité de mouvement avant d'introduire la notion de moment cinétique.

La quantité de mouvement (QdM en abrégé) d'un objet, c'est quoi? C'est une grandeur d'autant plus grande que la masse de l'objet et sa vitesse sont grandes (p=mv pour les connaisseurs). Elle traduit l'inertie de l'objet, cad la difficulté qu'on a à le faire changer de trajectoire. Tout objet a tendance à vouloir aller tout droit (penser à un train qui déraille pcqu'il arrive trop vite dans un virage, il ne prend pas le virage, il va tout droit), et si il ne va pas droit c'est parce que qqch pousse dessus (on dit que l'objet subit des forces extérieures), et il faut pousser d'autant plus fort que l'objet est lourd ou que la vitesse est grande, d'où la notion de QdM. Si aucune force ne s'exerce sur l'objet ou si celles-ci se compensent (cad je pousse vers la gauche mais en face qqch pousse avec la même intensité vers la droite), il y a "conservation de la QdM".
Un exemple: je prends un fusil avec une balle dedans. La QdM du système {fusil+balle} est initialement nulle puisque ni la balle ni le fusil ne bougent (la QdM du système totale est la somme de celle du fusil et de celle de la balle). On écrit: mfusil*vfusil + mballe*vballe = 0 (mfusil=masse du fusil, etc...). Le fusil subit son poids qui le tire vers le bas mais je suppose que le chasseur le compense exactement et donc les forces qui s'exercent sur le fusil se compensent. La balle étant très légère par rapport au fusil, je suppose que le poids n'agit pas sur elle pour simplifier. Alors la QdM du système global se conserve. Conséquence: lorsque le chasseur tire, la balle part en avant, sa vitesse devient non nulle et à ce moment-là la vitesse du fusil devient aussi non nulle pour que la QdM globale reste nulle, selon l'expression : vfusil= - (mballe*vballe)/mfusil. Le signe - signifie que le fusil part dans le sens opposé à celui de la balle. C'est tout simplement l'effet de recul.

Qu'est-ce que le moment cinétique? Et bien c'est exactement ma même chose quand l'objet, au lieu d'aller tout droit avec une certaine vitesse, tourne autour d'un axe avec une certaine vitesse de rotation. Cependant, si un objet tourne autour d'un axe, il va être d'autant plus difficile que sa masse est grande mais aussi que sa distance à l'axe est grande.
Exemple: je prends un plateau tournant autour d'un axe. Je pose une masse de 5kg qui épouse le contour de l'axe. La masse est donc accolée à l'axe. Vous n'aurez aucun mal à arrêter le plateau en rotation. Si maintenant je répartis ces 5kg sur l'extrémité du plateau et non plus en son centre, imaginez la scène et vous verrez qu'il est beaucoup plus difficile d'arrêter le plateau en mouvement.

Pour finir, le moment cinétique suit la même loi que la QdM et donc, si initialement l'avion et l'hélice son immobile, la rotation de l'hélice dans le sens horaire autour de son axe de rotation aura tendance à faire tourner l'avion dans le sens anti-horaire autour de cet axe!
Afficher tout
Il me semble que l'anecdote mélange en effet la troisième lois de newton et l'effet gyroscopique donc renseigne toi sur ce dernier que tu semble ne pas prendre en compte c'est pourtant passionnant et impressionnant !

Posté le

android

(0)

Répondre

Être aviateur au tout début de l'aéronautique devait demander un talent hors norme et surtout beaucoup de folie !

Posté le

android

(0)

Répondre