Calculatrice d'ingénierie aérospatiale

Calculatrice d'ingénierie aérospatiale

Cette calculatrice calcule les forces aérodynamiques de portance et de traînée à l'aide des équations fondamentales de l'aérospatiale. Entrez votre vitesse, la surface alaire, le coefficient de portance et le coefficient de traînée pour obtenir instantanément les forces résultantes, le rapport portance/traînée et la pression dynamique -- des valeurs essentielles pour la conception d'aéronefs et l'analyse des performances de vol.

Comment la portance et la traînée sont calculées

La portance et la traînée sont toutes deux dérivées de l'équation de pression dynamique et de leurs coefficients respectifs :

L = 1/2 x rho x V² x S x CL (Force de portance)

D = 1/2 x rho x V² x S x CD (Force de traînée)

Où rho est la masse volumique de l'air (1,225 kg/m³ au niveau de la mer), V est la vitesse en m/s, S est la surface de référence de l'aile en m², CL est le coefficient de portance et CD est le coefficient de traînée. Le rapport portance/traînée (L/D = CL/CD) mesure l'efficacité aérodynamique.

Exemple

Vitesse (m/s)	Surface alaire (m²)	CL	CD	Portance (N)	Traînée (N)	Rapport L/D
70	16	1,2	0,05	57 624	2 401	24:1
50	20	1,5	0,07	45 938	2 144	21,4:1
250	120	0,5	0,03	2 296 875	137 813	16,7:1
30	10	1,0	0,04	5 513	220	25:1

Facteurs clés qui influencent les forces aérodynamiques

• Vitesse -- la portance et la traînée varient avec le carré de la vitesse, donc doubler la vitesse quadruple les deux forces
• Surface alaire -- des ailes plus grandes génèrent proportionnellement plus de portance mais aussi plus de traînée
• Coefficient de portance (CL) -- dépend de l'angle d'attaque, du profil de l'aile et de la configuration des volets ; plage typique de 0,2 à 2,5
• Coefficient de traînée (CD) -- inclut la traînée parasite et la traînée induite ; les aéronefs profilés vont de 0,02 à 0,08
• Masse volumique de l'air -- diminue avec l'altitude, réduisant à la fois la portance et la traînée en haute altitude

Conseils

1. Un rapport portance/traînée supérieur à 20:1 indique une conception aérodynamique efficace ; les planeurs peuvent dépasser 40:1
2. En altitude, réduisez la masse volumique effective de l'air pour obtenir des résultats plus précis (ex. : 1,007 kg/m³ à 2 000 m)
3. La calculatrice utilise la masse volumique au niveau de la mer par défaut -- multipliez les résultats par le rapport de densité pour différentes altitudes
4. Utilisez ceci pour estimer le poids maximal au décollage : divisez la portance calculée par 9,81 pour obtenir la masse supportable en kilogrammes