Aérodynamique
2012 - Test d'un véhicule aerodynamique avec vent de travers
Essai avec Flow Illustrator.
Micro soufflerie laminaire
Pour étudier l'aérodynamique de quelques objets simples ou d'une maquette de 5 à 6 centimètres de long.
- Choisir un local bien fermé
- L'objet à étudier
- Une cigarette
- Un briquet
- Un cendrier
- Un bout de fil électrique
- une épingle
- une masse
- Une lampe halogène
- Un carton noir
- Un appareil photo
Allumer la cigarette et la poser sur le cendrier. Placer la maquette dans le flux de la cigarette. Pour les non fumeur utiliser de l'encens. Étude laminaire uniquement. Ne peut servir de model à un engin de 3 mètres de long.
Formule pour le calcul de la force de résistance aérodynamique
Fa = 1/2 r S Cx v2
- Fa Force de résistance aérodynamique en newtons N
- r Densité de l'air en soit environ 1.2 kg/m3
- S Section frontale du volume en m2
- Cx Coefficient de forme sans dimension (Cx cycliste = 0.9 - Cx avion de tourisme = 0.027)
- v Vitesse en m/s
Fa d'un cycliste à 36 km/h = 0.5 x 1.2 x 0.5 x 0.9 x 100 = 27 newtons.
Profil d'une forme aérodynamique
La forme idéale : La forme au Cx de 0.04 est représentée ci contre. Où "a" représente l'épaisseur et "b" la longueur. Pour un Cx de 0.04 il faut respecter deux règles :
- La largeur a maximum se trouve au tiers avant de la longueur b
- Pour un volume maximum, le rapport b/a optimum est de 5
La forme est parcourue par trois types d'écoulement de l'air :
- A l'avant, un écoulement laminaire où les filets d'air sont parallèles à la surface et la résistance est faible et proportionnelle à la vitesse
- Au centre, un écoulement transitoire, les filets ont tendance à s'écarter de la surface
- A l'arrière, un écoulement turbulent, les filets tendent à suivre des trajectoires en boucles et la résistance est proportionnelle au carré de la vitesse
Ils existent des formes dites laminaires qui ont un champs laminaire plus long et qui de ce fait se prête plus à recevoir un être humain allongé avec les épaules au niveau du champs transitoire. Ces formes sont utilisées pour les fuselages de planeur de compétition ou les carrosseries de vélo couché. Un exemple en est l'Acabion. Ces formes sont optimales pour recevoir un corps humain et offrir le minimum de résistance. De plus les formes aérodynamiques demandent une régularité et un état de surface irréprochable.
Idées et suggestions
Vue avant avec profil biconvexe arrondi et angle piqueur. Cette configuration est meilleure par vent latéral.
Oldsmobile Aerotech 1987
413 km/h sur circuit, moteur turbo 2 litres.
Emplacement trop arrière du centre de gravité d'un véhicule
La position du centre de gravité est imposée pour les véhicules volants. Elle est placée entre le quart et le tiers avant de la longueur de la forme. Les masses importantes sont donc devant tel que moteur thermique ou batteries. Si le centre de gravité est trop arrière. En cas de décollage l'arrière du véhicule passe devant. Et le véhicule finit sur le toit. Cette règle est importante pour tous les véhicules sujet à des forces aérodynamiques intenses.
MG EX 181 "Teardrop"
Détenteur du record de vitesse de 1959 sur le lac salé de Bonneville (USA).