TPE sur le foil.

Plan

Problématique

INTRODUCTION

DEVELLOPEMENT

Transfert technologique.

L’aile d’avion

• Fonctionnement d’une aile d’avion
• Force mise en jeu sur l’aile d’avion
• Principe

Comment peut-on faire avancer un bateau de course plus vite ?

Pourquoi et comment faire voler un bateau ?

Le foil

• Forces mises en jeu
• Fonctionnement
• Principes
• Avantage des foils
• Des matériaux spécifiques
• Un bateau dernieres generation : Safran

http://www.safran-sailingteam.com/fr/safran-imoca-de-nouvelle-generation

TPE

PB : En quoi le transfert technologique de l’aviation vers les bateaux de course  a-t-il permit le développement de leurs performances?

Introduction

Devellopement :

Transfert technologique :

Le transfert technologique est la transformation d'un produit déjà existant en un produit non existant, qui utilise le meme principe de fonctionnement ou ayant des caracteristique communes, exemple : meme force. Il s'agit donc de prendre un objet et améliorer ses performances, en lui ajoutant une technologie déjà existante sur celui ci.

Fonctionnement d’une aile d’avion:

Tout corps placé dans un écoulement d’air ou d’eau subit une force aérodynamique ou hydrodynamique.

Lorsque que l'avion accélère avant le décollage, poussé par ses réacteurs, l’air qui passe au-dessus des ailes, va plus vite que l’air qui passe en dessous, du fait de leur forme (bombé), plus bombée au-dessus et donc plus longue à parcourir pour l'air qui doit accélérer sa course. Une force est créée et aspire les ailes et donc l’avion vers le haut.

Quand le vent relatif passe au-dessus et au-dessous de l'aile, l'air qui passe sur l'extrados va plus vite que l'air qui passe sur l'intrados.

[pic 1]

Forces mise en jeu sur l’aile d’avion :

L'aile d'avion subit quatre grande force majeur, appelé composantes aérodynamique

La portance est la force engendrée par la vitesse de déplacement qui s’exerce sur les ailes d'avion et permet le maintien de l'avion en vol. En aérodynamique, la portance s'exerce à angle droit de la vitesse; elle n'est donc verticale que lorsque le corps en mouvement est en translation horizontale  plus la vitesse est importante, plus le flux d’air est important et par conséquent la portance est plus importante.

La traîné, est la force de sens opposé a la traction ou a la poussée qui crée une résistance au déplacement de l'avion (il faut réduire cette force au maximum). C’est la composante aérodynamique parallèle aux filets d’air du vent relatif .Elle est due aux frottements de l’air sur la surface de l’aile de l’avion.

La traction  est la force développée par les hélices du moteur qui le tirent vers l’avant.

Le poids est la force qui résulte de la masse de l’avion soumise à la gravité terrestre que la puissance des moteurs doit vaincre pour le maintenir en l’air. Il est opposé à la portance. D’après la première loi de Newton, il équilibre la portance en vol horizontal et à vitesse constante.

Il est exprimé par la relation  P = M x g

un avion va donc voler grâce à l'addition de toute ses forces

Principe :

De profil, l’aile d’avion est bombées et légèrement incliné par rapport a la direction de l’écoulement de l’air. Le flux d’air est donc dévié par le profil.

Le fluide passe donc au-dessus et en dessous du profil.

-        Lorsqu’il passe au-dessus, c’est-à-dire du côté de l’extrados, le flux d’air est accéléré, ce qui crée une aspiration

-        Lorsqu’il passe en dessous, c’est-à-dire du côté de l’intrados, le flux d’air est ralentit à cause des frottements, la pression augmentent, ce qui crée une force de poussée.

L’addition de ces deux forces est appelée la portance, elle est dirigée verticalement vers le haut.

L’aile d’avion subit donc deux force majeur qui à eux deux en créent une troisième : l’addition de la portance et celle de la trainé créé une force appelée résultante.

Comment peut-on faire avancer un bateau de course plus vite ?

De nos jours, lorsque les ingénieurs conçoivent un bateau et plus particulièrement de course, ils sont confrontés a de nombreux problèmes se ramenant  a la trainée du bateau. Le poids, ou encore la forme de la carène, et le choix du placement des volumes sont très réfléchis pour que le bateau puissent avancer plus vite et influent directement sur la trainée du bateau. On déduit donc que plus le bateau est lourd, plus celui-ci s’enfonce dans l’eau et exerce une force de trainée plus importante.

Cependant, si les bateaux sont trop légers, et malgré leurs matériaux très solides et léger, ils sont trop fragile et cassent.

Les ingénieurs vont chercher une solution fiable pour faire soulager le poids du bateau dans l’eau afin qu’il soit le plus performant.

Pourquoi et comment faire voler un bateau ?

Des chercheurs se sont inspirés de l’aile d’avion pour améliorer les performances d’un bateau (vitesse) de plusieurs manières. Ils ont appliqué toutes les caractéristiques de celle-ci et on chercher un objet technique capable de soulager le poids du bateau dans l’eau.

Deux solutions s’ouvrent aux ingénieurs pour augmenter les performances d’un bateau

- Réduire la surface de contact avec l'eau, c'est a dire surélever le bateau au-dessus de la surface de l'eau.

- augmenter le plan de voilure, c'est a dire augmenter la surface des voiles. Mais cette surface ne peut pas être augmentée indéfiniment.

L’idée du foil fait référence a la première solution, celle de surélever le bateau pour augmenter les performances de celui-ci.

Video cobaye !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

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