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Informations sur l'auteur

étudiant
Niveau
Grand public
Etude suivie
physique
Ecole, université
ENSEM (Nancy)

Informations sur le doc

Date de publication
18/01/2012
Date de mise à jour
25/01/2012
Langue
français
Format
pdf
Type
dissertation
Nombre de pages
28 pages
Niveau
grand public
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1 fois
Validé par
le comité Oboulo.com
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Introduction à l'aérodynamique d'une voiture de course

  1. L'aérodynamique : histoire et principes
    1. Naissance d'une science nouvelle
    2. Etude théorique de l'écoulement
    3. Les forces aérodynamiques
  2. L'aérodynamique au service de la F1
    1. Historique de la Formule 1
    2. Evolution des Formule 1 avec le temps
    3. Introduction de l'aviation
    4. Evolution de l'aérodynamique
    5. L'effet de sol en Formule 1
  3. L'aile d'avion au coeur de l'aérodynamique
    1. Structure d'une aile d'avion
    2. Ecoulement autour d'une aile
    3. Application à la F1

L’aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte principalement sur l’analyse et la compréhension des écoulements d’air, ainsi que leurs effets sur les éléments solides qu’ils environnent. Cette science est apparue au cours du premier tiers du siècle dernier parallèlement au développement de l’aviation. Petit à petit, d’autres domaines, et l’automobile en particulier grâce à son développement, sont venus fournir de nouvelles possibilités d’application de l’aérodynamique. De ce fait, l’aérodynamique s’est scindée en deux champs d’études : l’aérodynamique incompressible qui concerne les écoulements dont le nombre de Mach est inférieur à 0.3, ce qui permet de faire quelques hypothèses simplificatrices.

[...] D’autres innovations sont tentées, comme les voitures à quatre roues motrices, pour mieux répartir la puissance. Cependant, c’est une solution trop complexe qui finit par être abandonnée au profit des ailerons avant et arrière. Certains d’entre eux sont d’ailleurs relativement hauts au début, et sont interdits à la suite d’accidents : l’augmentation régulière des performances ne va pas de pair avec l’augmentation de la sécurité. Avec l’apparition des premiers ailerons à la fin des années 60, l’étude de l’aérodynamisme des voitures, qui n’était jusque-là pas l’élément essentiel, devient indispensable. [...]


[...] Pour cela, nous introduisons le coefficient de pression défini comme suit : Avec , et la pression, la masse volumique et la vitesse de l’air loin de l’aile. L’évolution de ce coefficient de pression en fonction de la position sur l’aile est présentée ci-dessous : La portance est en fait le résultat de l’intégration de la pression sur le profil de l’aile. Il s’agit ici de relier la portance d’une aile à la circulation de l’écoulement dans le cas d’une aile 2D. [...]


[...] Cependant, il ne faut pas oublier qu’on recherche un compromis entre portance négative et faible traînée, car l’ajout d’ailerons augmente celle-ci par exemple. Comme nous l’avons déjà dit, beaucoup d’améliorations dont profitent les voitures de course dans le domaine de l’aérodynamique peuvent être attribuées aux recherches menées sur les ailes d’avion. Il nous semble donc opportun d’apporter des précisions sur ce sujet. Avant de se lancer dans la description des caractéristiques techniques des ailes d’avion, nous pouvons remarquer que c’est un corps que l’on qualifie de fuselé. [...]


[...] Ce décollement provoque l’apparition de turbulences qui perturbent violemment la zone de dépression sur l’extrados. La différence de pression entre le dessus et le dessous de l’aile n’est alors plus suffisante pour contrebalancer le poids de l’avion. De plus, la zone de décollement augmentant avec l’incidence, le continue à chuter. Une aile présente aussi les caractéristiques suivantes pour la portance : une incidence de portance nulle une portance maximale une pente de portance , négative pour les ailes cambrées et nulle pour les profils symétriques ; ; ( ) et qui a de l’ordre de 1 à 1.6 pour l’incidence , correspondant à la pente de la partie droite de la courbe égal à 1. [...]


[...] Ceux-ci sont ajoutés aux carrosseries des voitures. Ils peuvent être placés à l’avant, pour diriger l’air vers l’extérieur ou sous le véhicule, et/ou à l’arrière. Le principe des ailerons arrières est, comme nous l’avons dit, le même que celui des ailes d’avion, en inversé : là où l’aile d’avion est incurvée vers le bas, bombée sur ça face supérieure et sert à soulever l’appareil, l’aileron est incurvé vers le haut, bombé sur sa face inférieure et vient plaquer la voiture au sol. [...]

...

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