Grand Oral spécialité Physique-Chimie
Bonjour,
[Ajouter petite présentation personnelle]
Je sais que certaines personnes ont véritablement peur de prendre l’avion alors que d’autres estiment que c’est le moyen de
transport le plus sûr, avec comme argument fort : un avion sans la moitié de ses moteurs est toujours capable de voler.
Cependant il est déjà arrivé des accidents dans le passé comme celui du 15 janvier 2009. Ce jour-là un airbus A320, 2 minutes
après avoir décollé de New-York a rencontré un groupe d’oiseaux dont plusieurs d’entre eux ont malheureusement percuté les
deux moteurs de l’avion. Celui-ci s’est retrouvé sans moteur juste après avoir décollé et a été forcé à amerrir dans le fleuve
Hudson, heureusement personne n’est décédée.
Pour l’idée de mon oral je me suis donc inspiré de cette histoire et je me suis posé la question : « Quelle est la distance maximale
que peut parcourir un A320 lorsque celui-ci est privé de ses deux moteurs ? »
Je vais premièrement commencer par énoncer les données que je vais utiliser pour la suite de mon oral. Dans une seconde partie
je vais retrouver la formule de la portance et pour finir je vais calculer la distance maximale que peut parcourir l’avion.
Je vais donc imposer une météo sans vent et un avion d’une masse m = 60t (inférieur aux 66t max où il peut se poser),
volant à une altitude constante de 30 000 ft (pieds) soit 9 144 m (vraie altitude de croisière), à une vitesse constante V = 829
km/h (vraie vitesse de croisière), et une masse volumique de l’air ρair=0,481 kg.m-3 (vraie densité de l’air à 9144m), et une
surface alaire de S = 122,4 m2 (vraie surface alaire).
→ sens du vent
relatif
Premièrement il faut déjà définir comment un avion vole. Pour expliquer simplement, le profil de l’aile d’un avion est
asymétrique. Le dessus de l’aile, l’extrados est plus long que le dessous, l’intrados. Prenons deux molécules présentes dans l’air
qui se trouvent juste à côté avant le passage de l’aile et qui se retrouvent séparées par celle-ci, et bien il vaut obligatoirement
qu’elle soit à nouveau à côté après, on comprend donc que la molécule passée sur l’extrados est allée plus vite que celle de
l’intrados. Cette différence de vitesse génère une force, la force de portance, qui attire l’avion vers le haut. Pour retrouver la
formule de cette portance je vais utiliser le dessin au-dessus. Pour une meilleure compréhension je vais appeler le dessus de
l’aile a et le dessous b. Les rectangles bleus représentent deux masses d’air de mêmes caractéristiques avant de passer autour
de l’aile. Ceux en rouge représentent ces mêmes masses d’air pendant leur passage autour de l’aile.
1
La masse d’air bleue possède sa vitesse, donc son énergie cinétique : Ec = 𝑚 𝑉2 où 𝑚 est la masse en kg et 𝑉 la vitesse en
2
m.s-1 ;
Son altitude, donc son énergie potentielle de pesanteur : Epp = 𝑚𝑔𝑧 où 𝑚 est la masse en kg, g la constante gravitationnelle de
la Terre g = 9,81 m.s-2, et z la différence d’hauteur du gaz depuis le début de l’expérience en m.
Sa pression, et donc son énergie de pression Ep = pv où p est la pression en Pa est la pression et v le volume en m3.
Bonjour,
[Ajouter petite présentation personnelle]
Je sais que certaines personnes ont véritablement peur de prendre l’avion alors que d’autres estiment que c’est le moyen de
transport le plus sûr, avec comme argument fort : un avion sans la moitié de ses moteurs est toujours capable de voler.
Cependant il est déjà arrivé des accidents dans le passé comme celui du 15 janvier 2009. Ce jour-là un airbus A320, 2 minutes
après avoir décollé de New-York a rencontré un groupe d’oiseaux dont plusieurs d’entre eux ont malheureusement percuté les
deux moteurs de l’avion. Celui-ci s’est retrouvé sans moteur juste après avoir décollé et a été forcé à amerrir dans le fleuve
Hudson, heureusement personne n’est décédée.
Pour l’idée de mon oral je me suis donc inspiré de cette histoire et je me suis posé la question : « Quelle est la distance maximale
que peut parcourir un A320 lorsque celui-ci est privé de ses deux moteurs ? »
Je vais premièrement commencer par énoncer les données que je vais utiliser pour la suite de mon oral. Dans une seconde partie
je vais retrouver la formule de la portance et pour finir je vais calculer la distance maximale que peut parcourir l’avion.
Je vais donc imposer une météo sans vent et un avion d’une masse m = 60t (inférieur aux 66t max où il peut se poser),
volant à une altitude constante de 30 000 ft (pieds) soit 9 144 m (vraie altitude de croisière), à une vitesse constante V = 829
km/h (vraie vitesse de croisière), et une masse volumique de l’air ρair=0,481 kg.m-3 (vraie densité de l’air à 9144m), et une
surface alaire de S = 122,4 m2 (vraie surface alaire).
→ sens du vent
relatif
Premièrement il faut déjà définir comment un avion vole. Pour expliquer simplement, le profil de l’aile d’un avion est
asymétrique. Le dessus de l’aile, l’extrados est plus long que le dessous, l’intrados. Prenons deux molécules présentes dans l’air
qui se trouvent juste à côté avant le passage de l’aile et qui se retrouvent séparées par celle-ci, et bien il vaut obligatoirement
qu’elle soit à nouveau à côté après, on comprend donc que la molécule passée sur l’extrados est allée plus vite que celle de
l’intrados. Cette différence de vitesse génère une force, la force de portance, qui attire l’avion vers le haut. Pour retrouver la
formule de cette portance je vais utiliser le dessin au-dessus. Pour une meilleure compréhension je vais appeler le dessus de
l’aile a et le dessous b. Les rectangles bleus représentent deux masses d’air de mêmes caractéristiques avant de passer autour
de l’aile. Ceux en rouge représentent ces mêmes masses d’air pendant leur passage autour de l’aile.
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La masse d’air bleue possède sa vitesse, donc son énergie cinétique : Ec = 𝑚 𝑉2 où 𝑚 est la masse en kg et 𝑉 la vitesse en
2
m.s-1 ;
Son altitude, donc son énergie potentielle de pesanteur : Epp = 𝑚𝑔𝑧 où 𝑚 est la masse en kg, g la constante gravitationnelle de
la Terre g = 9,81 m.s-2, et z la différence d’hauteur du gaz depuis le début de l’expérience en m.
Sa pression, et donc son énergie de pression Ep = pv où p est la pression en Pa est la pression et v le volume en m3.
