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Construisez facilement votre avion personnel

Vous voulez construire votre avion pendant votre temps libre ?...

Voici quelques bases pour le construire vous-même et à peu de frais
Dans ces pages vous apprendrez à construire vous-même votre avion personnel pendant votre temps libre, assez facilement et à peu de frais.Informez-vous auprès de: gilbert.pernot@aliceadsl.fr

Calcul et Construction d'un Avion

Chapitre 1 - Les bases pour construire un avion

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2 Généralités de Mécanique

2.1 Définitions
2.2 Unités
2.3 Notion de force

... Poids, Force centrifuge, Contrainte ou tension

2.4 Travail
2.5 Puissance
2.6 Energie cinétique


2.1 Définitions


La mécanique, nécessaire à la compréhension de ce qui suit, est en fait basée sur cinq notions simples :

La géométrie qui définit l’espace au sein d’un référentiel avec la distance, la surface, le volume ;

La force : par exemple, la pression de la masse d’une bille sur le billard ; c’est une action qui peut déplacer ou déformer un corps ;

La travail : lorsque cette force se déplace pour casser une vitre par exemple ; il combine action + espace ;

La puissance : c’est un travail pendant un certain temps ; elle combine action + espace + temps (ce sont d’ailleurs les trois dimensions de la vie) ;

La matière : basée sur l’évolution des forces et la concentration de la puissance.

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2.2 Unités


Depuis le 3 Mai 1961 (article 16 du décret n° 61-501) le Système International (SI) remplace les anciens systèmes d’unités de mesures qui dataient de la révolution française.

Consulter le site http://www.bipm.fr/fra/3_SI/si.html

Le tableau de correspondance ci-dessous est donné pour mémoire :

Système
Unité de
SI MKSA MKpS CGS MTS
Distance m (mètre) m m cm m
Masse kg (kilogramme) kg kg g tonne
Temps S (seconde) s s s s
Force N (Newton) N kgp dyne sthène
Contrainte Pa (Pascal) Pa . . .
Travail J (Joule) J kgpm . .
Puissance W (Watt) W kgpm CV .

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2.3 Notion de force


Une force est une action pouvant déplacer ou déformer un corps de masse M. Certaines forces résultent de l’interaction entre deux corps en contact. Ce sont par exemple les forces de compression, de cohésion, de percussion, de torsion, de frottement, de viscosité, etc. La pression exercée par la masse d’une bille sur un billard est une force.
f2.3-1
Où γ est l’accélération imprimée par une force F à une masse M immobile.

D’autres forces se manifestent à distance comme les forces magnétiques, électrostatiques ou bien l’attraction universelle dont la pesanteur ou attraction terrestre est une illustration.
f2.3-2
Unités : dans le système SI l’unité de force est le Newton, dans le système MKpS c'est le kilogramme-poids.
SI : 1N = 1kg x 1m/s2
MKpS : kilogramme-poids : 1kgp = 1kg x 9,80665 m/s2 # 9,81N

2.3.1 Poids
C’est une force proportionnelle à la masse M et à l’attraction terrestre g :
f2.3.1
g varie entre 9,78 m/s2 à l’équateur et 9,83 m/s2 au pôle, g = 9,80665 m/s2 à Paris. Concrètement ceci veut dire que pour une même masse, le poids d’un avion est plus faible à l’équateur qu’au pôle !
Unités : dans le système SI l’unité de poids est le Newton (le kilogramme-poids dans le système MKpS).

2.3.2 Force centrifuge
La force centrifuge C est une force qui tend à éloigner de son centre une masse M en rotation.
f2.3.2
Où r en m est le rayon du cercle décrit par M ou par son centre de gravité, et ω = 2.π.n est la vitesse angulaire ou nombre de tours par seconde.
Par exemple une hélice de 1,60m de diamètre pesant 29,42N (3kg à Paris), chaque pale ayant son centre de gravité à 0,28 m du centre et tournant à 1500 tours/mn (25 tours/s) exercerait une force centrifuge C = 9806,65N (=1000kg à Paris). Vérifiez !

2.3.3 Contrainte ou tension
La contrainte ou tension est une force par unité de surface

Unités : dans le système SI l’unité de contrainte est en principe le Pascal
SI : 1kg/mm2 = 107 Pascal ; 1Pa = 10-7kg/mm2 = 0,1mg/mm2

La contrainte s’exprime aussi en N/m2 (ou en kg/m2 MKpS). Elle permet de mesurer les efforts sur les longerons et la cellule, la charge alaire, etc.

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2.4 Travail


Lorsqu’une force se déplace pour casser une vitre par exemple elle combine action + espace ; on a alors fourni un travail.
Le travail est le produit Force x distance. Le Joule est le travail d’une force de 1N qui produit un déplacement de 1m.

Unités :
SI : 1J = 1N x 1m
MKpS : kilogrammètre : 1kgpm = 1kgp x 1m # 9,81J

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2.5 Puissance


La puissance c’est un travail pendant un certain temps ; elle combine action + espace + temps (ce sont d’ailleurs les trois dimensions de la vie) ;

Unités :
Dans le système international, la puissance s’exprime en Watts. Un Watt c’est le travail d’un Joule pendant une seconde.
SI : 1W = 1J x 1s
MKpS : 1CV = 735,75W = 75kgpm x 1s

La puissance des moteurs est généralement donnée en CV (cheval-vapeur).
1CV = 735,75 Watts

Un poids de 1kg qui tombe de 1m de haut produit un travail de 1kgm (kilogrammètre) ; un homme de 75 kg qui grimperait un escalier de 10 m en 10 s effectuerait un travail de 75 kgm, soit une puissance fournie de 1CV pendant 10s.

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2.6 Energie cinétique


La vitesse d’un poids qui tomberait sans frottement (*) augmente de 9,81 m/s après chaque seconde écoulée. V = g.t ; g = 9,81 est le coefficient d’accélération de la pesanteur à notre latitude.
Après 10 s, V = 98 m/s = 350 km/h
Alors, la distance e = ½ (g.t2) a été parcourue = 490 m.
En heurtant le sol après 490 m de chute à 98 m/s, ce poids de 1 kg dégage une énergie cinétique W = ½ m.V2 ; (avec m = p/g).
W = 480 kgm. S’il pénètre le sol de 10 cm = 0,1 m, la pression exercée est 480 / 0,1 = 4800 kg !

(*) En fait, un homme qui tomberait d’un avion est freiné par la viscosité de l’air qui stabilise rapidement sa vitesse de chute à 180 km/h (heureusement ! ???)
De même un marteau qui frapperait un clou à 10 m/s l’enfonçant ainsi de 1 cm dans le bois exercerait une pression de 500 kg pendant l’enfoncement (vérifiez !)

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