[TS?] Puissance pour maintenir un objet en altitude

[Emmanuel ROBERT]

Bonjour

Soit un engin de masse M, en vol stationnaire. Peut on définir la puissance
minimum nécessaire pour le maintenir en vol stationnaire ? Si oui quelle est
t elle ?

Pour moi il doit vaincre la gravité, soit la force F=Mg
Puisqu'il est en vol stationnaire sa vitesse est nulle v=0
Donc la puissance P=F.v=0.
Ca ne me semble pas correcte puisque je constate bien que les hélicoptères
consomment du carburant. Pourquoi, où est l'erreur ?
Toutefois, dans l'expérience des aimants supraconducteurs qui se sustentent
seuls, la puissance nécessaire pour qu'ils restent en vol stationnaire
semble nulle, non ?

Merci pour votre réponse.

***@hotmail.com

[ast]

Post by Emmanuel ROBERT
Bonjour
Soit un engin de masse M, en vol stationnaire. Peut on définir la puissance
minimum nécessaire pour le maintenir en vol stationnaire ? Si oui quelle est
t elle ?
Pour moi il doit vaincre la gravité, soit la force F=Mg
Puisqu'il est en vol stationnaire sa vitesse est nulle v=0
Donc la puissance P=F.v=0.
Ca ne me semble pas correcte puisque je constate bien que les hélicoptères
consomment du carburant. Pourquoi, où est l'erreur ?
Toutefois, dans l'expérience des aimants supraconducteurs qui se sustentent
seuls, la puissance nécessaire pour qu'ils restent en vol stationnaire
semble nulle, non ?
Merci pour votre réponse.

Votre question est intéressante, mais vous n'aurez pas de réponse sur ce
newsgroup déserté par les physiciens.

Je transfère sur fr.sci.physique

[fda]

Post by ast

Post by Emmanuel ROBERT
Bonjour
Soit un engin de masse M, en vol stationnaire. Peut on définir la puissance
minimum nécessaire pour le maintenir en vol stationnaire ? Si oui quelle est
t elle ?
Pour moi il doit vaincre la gravité, soit la force F=Mg
Puisqu'il est en vol stationnaire sa vitesse est nulle v=0
Donc la puissance P=F.v=0.
Ca ne me semble pas correcte puisque je constate bien que les
hélicoptères
consomment du carburant. Pourquoi, où est l'erreur ?
Toutefois, dans l'expérience des aimants supraconducteurs qui se sustentent
seuls, la puissance nécessaire pour qu'ils restent en vol stationnaire
semble nulle, non ?

Votre question est intéressante, mais vous n'aurez pas de réponse sur ce
newsgroup déserté par les physiciens.
Je transfère sur fr.sci.physique

Une sustentation par mouvement de pales, comme avec un hélicoptère,
implique un brassage d'air. C'est lui qui consomme de l'énergie et non
la sustentation elle-même.

Sans aller chercher la supraconductivité, tu as une façon plus simple de
maintenir un objet à distance du sol sans consommation d'énergie, qui
est tout simplement de placer un support en dessous :-)

[BTB]

Bonjour,

Post by ast

Post by Emmanuel ROBERT
Bonjour
Soit un engin de masse M, en vol stationnaire. Peut on définir la puissance
minimum nécessaire pour le maintenir en vol stationnaire ? Si oui quelle est
t elle ?
Pour moi il doit vaincre la gravité, soit la force F=Mg
Puisqu'il est en vol stationnaire sa vitesse est nulle v=0
Donc la puissance P=F.v=0.
Ca ne me semble pas correcte puisque je constate bien que les
hélicoptères
consomment du carburant. Pourquoi, où est l'erreur ?
Toutefois, dans l'expérience des aimants supraconducteurs qui se sustentent
seuls, la puissance nécessaire pour qu'ils restent en vol stationnaire
semble nulle, non ?
Merci pour votre réponse.

Votre question est intéressante, mais vous n'aurez pas de réponse sur ce
newsgroup déserté par les physiciens.
Je transfère sur fr.sci.physique

J'ai un peu réfléchi (oui,oui!), mais je n'ai pas de réponse à donner :-((

Et je pense qu'il n'y en a sans doute pas de simple parce que ce qu'il
faut exercer, c'est une force égale au poids de l'appareil en vol
stationnaire.
Et la puissance d'un moteur ne détermine pas la force dont il est
capable. Cette force dépend de la technologie (boite de vitesse...) qui
transmet la "force" du moteur.

Mais je comprend pourtant bien ta question et j'aimerais y trouver une
réponse.

Sans doute un ingénieur .....

Philippe.

[Fred]

Post by Emmanuel ROBERT
Pour moi il doit vaincre la gravité, soit la force F=Mg
Puisqu'il est en vol stationnaire sa vitesse est nulle v=0
Donc la puissance P=F.v=0.

Meme remarque si tu portes une valise de 30Kg sans bouger; avec ton
raisonnement, tu ne te fatigues pas.

[François Guillet]

"ast" <***@ast.com> a écrit dans le message de news:
45013689$0$27407$***@news.orange.fr...
|
| "Emmanuel ROBERT" <***@hotmail.com> a écrit dans le message de news:
44fe5599$0$30329$***@news.free.fr...
| > Bonjour
| >
| > Soit un engin de masse M, en vol stationnaire. Peut on définir la puissance
| > minimum nécessaire pour le maintenir en vol stationnaire ? Si oui quelle est
| > t elle ?
| >
| > Pour moi il doit vaincre la gravité, soit la force F=Mg
| > Puisqu'il est en vol stationnaire sa vitesse est nulle v=0
| > Donc la puissance P=F.v=0.

Exact (un ballon gonflé à l'hélium ne consomme pas d'énergie).

| > Ca ne me semble pas correcte puisque je constate bien que les hélicoptères
| > consomment du carburant. Pourquoi, où est l'erreur ?

voir réponse fda (on consomme toujours beaucoup d'énergie pour rien, à brasser de
l'air :-)

| > Toutefois, dans l'expérience des aimants supraconducteurs qui se sustentent
| > seuls, la puissance nécessaire pour qu'ils restent en vol stationnaire
| > semble nulle, non ?

Oui, si l'on fait abstraction de l'énergie pour le refroidissement. Mais on peut
prendre deux aimants permanents, et le raisonnement est le même : l'un se sustente
au-dessus de l'autre sans besoin d'énergie.

[BTB]

Bonjour,

Post by François Guillet
|
| > Bonjour
| >
| > Soit un engin de masse M, en vol stationnaire. Peut on définir la puissance
| > minimum nécessaire pour le maintenir en vol stationnaire ? Si oui quelle est
| > t elle ?
| >
| > Pour moi il doit vaincre la gravité, soit la force F=Mg
| > Puisqu'il est en vol stationnaire sa vitesse est nulle v=0
| > Donc la puissance P=F.v=0.
Exact (un ballon gonflé à l'hélium ne consomme pas d'énergie).
| > Ca ne me semble pas correcte puisque je constate bien que les hélicoptères
| > consomment du carburant. Pourquoi, où est l'erreur ?
voir réponse fda (on consomme toujours beaucoup d'énergie pour rien, à brasser de
l'air :-)
| > Toutefois, dans l'expérience des aimants supraconducteurs qui se sustentent
| > seuls, la puissance nécessaire pour qu'ils restent en vol stationnaire
| > semble nulle, non ?
Oui, si l'on fait abstraction de l'énergie pour le refroidissement. Mais on peut
prendre deux aimants permanents, et le raisonnement est le même : l'un se sustente
au-dessus de l'autre sans besoin d'énergie.

Oui, oui, rien à redire à tout cela, mais je ne vois pas de quoi
répondre à la question posée par Emmanuel.

On pourrait poser la question autrement : connaissant la puissance du
moteur d'un ventilateur, quelle force "de recul" subit-il lorsqu'il
fonctionne à pleine puissance?

Philippe.

[gesam82]

il consommera d'autant moins que son diamètre sera grand , à masse égale...
GESAM

Post by BTB
Bonjour,

Post by François Guillet
|
| > Bonjour
| >
| > Soit un engin de masse M, en vol stationnaire. Peut on définir la puissance
| > minimum nécessaire pour le maintenir en vol stationnaire ? Si oui quelle est
| > t elle ?
| >
| > Pour moi il doit vaincre la gravité, soit la force F=Mg
| > Puisqu'il est en vol stationnaire sa vitesse est nulle v=0
| > Donc la puissance P=F.v=0.
Exact (un ballon gonflé à l'hélium ne consomme pas d'énergie).
| > Ca ne me semble pas correcte puisque je constate bien que les hélicoptères
| > consomment du carburant. Pourquoi, où est l'erreur ?
voir réponse fda (on consomme toujours beaucoup d'énergie pour rien, à
brasser de l'air :-)
| > Toutefois, dans l'expérience des aimants supraconducteurs qui se sustentent
| > seuls, la puissance nécessaire pour qu'ils restent en vol stationnaire
| > semble nulle, non ?
Oui, si l'on fait abstraction de l'énergie pour le refroidissement. Mais
l'un se sustente au-dessus de l'autre sans besoin d'énergie.

Oui, oui, rien à redire à tout cela, mais je ne vois pas de quoi répondre
à la question posée par Emmanuel.
On pourrait poser la question autrement : connaissant la puissance du
moteur d'un ventilateur, quelle force "de recul" subit-il lorsqu'il
fonctionne à pleine puissance?
Philippe.

[BTB]

Bonsoir,

Post by gesam82
il consommera d'autant moins que son diamètre sera grand , à masse égale...
GESAM

Euh.... je suppose que les concepteurs d'hélicoptère peuvent en dire un
peu plus. Même si ce n'est pas étayé par une théorie rigoureuse.
Il doit y avoir des formules empiriques liant la masse maximum et la
puissance du moteur.

Et cela a sans doute à voir avec le débit d'air sous l'appareil....
Mais personnellement je ne peux en dire plus :-((


Philippe.

[François Guillet]

"BTB" <***@hotmail.com> a écrit dans le message de news:
***@scarlet.biz...
| Bonjour,
|
| François Guillet a écrit :
| > "ast" <***@ast.com> a écrit dans le message de news:
| > 45013689$0$27407$***@news.orange.fr...
| > |
| > | "Emmanuel ROBERT" <***@hotmail.com> a écrit dans le message de
news:
| > 44fe5599$0$30329$***@news.free.fr...
| > | > Bonjour
| > | >
| > | > Soit un engin de masse M, en vol stationnaire. Peut on définir la puissance
| > | > minimum nécessaire pour le maintenir en vol stationnaire ? Si oui quelle est
| > | > t elle ?
| > | >
| > | > Pour moi il doit vaincre la gravité, soit la force F=Mg
| > | > Puisqu'il est en vol stationnaire sa vitesse est nulle v=0
| > | > Donc la puissance P=F.v=0.
| >
| > Exact (un ballon gonflé à l'hélium ne consomme pas d'énergie).
| >
| > | > Ca ne me semble pas correcte puisque je constate bien que les hélicoptères
| > | > consomment du carburant. Pourquoi, où est l'erreur ?
| >
| > voir réponse fda (on consomme toujours beaucoup d'énergie pour rien, à brasser
de
| > l'air :-)
| >
| > | > Toutefois, dans l'expérience des aimants supraconducteurs qui se sustentent
| > | > seuls, la puissance nécessaire pour qu'ils restent en vol stationnaire
| > | > semble nulle, non ?
| >
| > Oui, si l'on fait abstraction de l'énergie pour le refroidissement. Mais on peut
| > prendre deux aimants permanents, et le raisonnement est le même : l'un se
sustente
| > au-dessus de l'autre sans besoin d'énergie.
| >
|
| Oui, oui, rien à redire à tout cela, mais je ne vois pas de quoi
| répondre à la question posée par Emmanuel.

Il a posé quatre questions. Il a été répondu au moins aux deux dernières car là,
c'est de la physique.

Pour les deux premières, c'est de l'ingénierie et ce doit être plutôt complexe
(forme des pales, vitesse de rotation, poids de l'engin, aérodynamisme...).

[A. Caspis]

Post by François Guillet
Pour les deux premières, c'est de l'ingénierie et ce doit être plutôt complexe
(forme des pales, vitesse de rotation, poids de l'engin, aérodynamisme...).

Je ne sais pas si on sait calculer un minimum exact, mais tous
les machins qui volent fournissent des majorants.

UH-60 Black Hawk: 160 W/kg
http://en.wikipedia.org/wiki/UH-60_Black_Hawk
(ratio basé sur la puissance max; certainement moins en stationnaire)

Modèle réduit: 110 W/kg
http://groups.google.com/group/rec.models.rc.helicopter/browse_frm/thread/aee110cf910fec9d/66e11dee16969c60

Colibri: 30 W/kg
http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/204/11/2021.pdf

Drosophile: 30 W/kg
http://jeb.biologists.org/cgi/content/abstract/205/16/2413

Apparemment il n'y a pas d'effet d'échelle significatif.

AC

[vic]

Post by BTB
Oui, oui, rien à redire à tout cela, mais je ne vois pas de quoi
répondre à la question posée par Emmanuel.
On pourrait poser la question autrement : connaissant la puissance du
moteur d'un ventilateur, quelle force "de recul" subit-il lorsqu'il
fonctionne à pleine puissance?
Philippe.

Bon je ne suis pas physicien mais voilà ce que j'en pense :

A priori il y a 2 forces en action, la gravité et la réaction due au
flux d'air ... Elles doivent s'équilibrer ... Si ce n'est pas
l'hélicoptère, c'est l'air qui doit acquérir la quantité de mouvement
correspondante.

Donc le moteur doit pouvoir accélérer une masse d'air Ma par seconde à
une vitesse V telle que VMa = Mg. Celà correspond à une puissance P= MaV
= Mg

vic

[BTB]

Bonsoir,

Post by vic

Post by BTB
Oui, oui, rien à redire à tout cela, mais je ne vois pas de quoi
répondre à la question posée par Emmanuel.
On pourrait poser la question autrement : connaissant la puissance du
moteur d'un ventilateur, quelle force "de recul" subit-il lorsqu'il
fonctionne à pleine puissance?
Philippe.

A priori il y a 2 forces en action, la gravité et la réaction due au
flux d'air ... Elles doivent s'équilibrer ... Si ce n'est pas
l'hélicoptère, c'est l'air qui doit acquérir la quantité de mouvement
correspondante.
Donc le moteur doit pouvoir accélérer une masse d'air Ma par seconde à
une vitesse V telle que VMa = Mg. Celà correspond à une puissance P= MaV
= Mg
vic

Les formules que vous écrivez ne sont pas cohérentes du point de vue des
unités : VMa ce sont des mètres*Kilogramme/secondes et Mg ce sont des
Kilogramme*mètres/seconde au carré et cela c'est aussi l'unité des
forces : le Newton. Ce n'est donc pas ainsi que l'on pourra calculer la
puissance .....

Bien essayé...


Philippe.

[A. Caspis]

Post by BTB

Post by vic
Donc le moteur doit pouvoir accélérer une masse d'air Ma par seconde à
une vitesse V telle que VMa = Mg. Celà correspond à une puissance P=
MaV = Mg

Les formules que vous écrivez ne sont pas cohérentes du point de vue des
unités

Oui mais c'est une bonne idée, ça vaut la peine de poursuivre.

P = 1/2.Ma.V^2
Ma = rho.S.V
d'où P = 1/2.(Mg)^(3/2)/rac(rho.S)

ce qui donne P/M proportionnel à la racine de la charge alaire.
80 W/kg pour le Black Hawk, 7 W/kg pour la drosophile.

AC

[vic]

Post by BTB
Bonsoir,

Post by vic

Post by BTB
Oui, oui, rien à redire à tout cela, mais je ne vois pas de quoi
répondre à la question posée par Emmanuel.
On pourrait poser la question autrement : connaissant la puissance du
moteur d'un ventilateur, quelle force "de recul" subit-il lorsqu'il
fonctionne à pleine puissance?
Philippe.

A priori il y a 2 forces en action, la gravité et la réaction due au
flux d'air ... Elles doivent s'équilibrer ... Si ce n'est pas
l'hélicoptère, c'est l'air qui doit acquérir la quantité de mouvement
correspondante.
Donc le moteur doit pouvoir accélérer une masse d'air Ma par seconde à
une vitesse V telle que VMa = Mg. Celà correspond à une puissance P=
MaV = Mg
vic

Les formules que vous écrivez ne sont pas cohérentes du point de vue des
unités : VMa ce sont des mètres*Kilogramme/secondes et Mg ce sont des
Kilogramme*mètres/seconde au carré et cela c'est aussi l'unité des
forces : le Newton. Ce n'est donc pas ainsi que l'on pourra calculer la
puissance .....
Bien essayé...
Philippe.

Hello,

Je me doutais en postant que j'aurais du préciser, là on a un flux c'est
pour ça que je parlais de masse par seconde au lieu de masse.

Ma ce sont des kilogrammes par seconde, donc on a mètres /seconde *
kilogramme / seconde d'un coté, et kilogrammes * mètres / seconde ^ 2 de
l'autre, c'est bon, non ?

A. Caspis a déjà donné la suite du calcul.

vic

[BTB]

Post by BTB
Bonjour,

Post by vic
Hello,
Je me doutais en postant que j'aurais du préciser, là on a un flux c'est
pour ça que je parlais de masse par seconde au lieu de masse.
Ma ce sont des kilogrammes par seconde, donc on a mètres /seconde *
kilogramme / seconde d'un coté, et kilogrammes * mètres / seconde ^ 2 de
l'autre, c'est bon, non ?
A. Caspis a déjà donné la suite du calcul.
vic

Oui, autant pour moi :-(, cela m'apprendra à ne pas lire trop vite.

Mais ce sont des formules pour calculer une force, pas une puissance.

A. Caspis utilise une formule qui peut bien donner une puissance :
1/2*Ma*v^2 , mais je ne comprend pas la suite de son calcul....

Avec Ma= Rho.S.v , je trouve P = 1/2*Rho.S.v^3
Avec Ma.v = m.g , je trouve P = 1/2*m.g.v
D'où P/m = 1/2*g.v
et ....?

De plus, c'est une formule de la puissance transmise à l'air sous forme
d'énergie cinétique vers le bas.
Je pense qu'il faut aussi tenir compte de la portance, comme Kamy l'a
déjà expliqué.

C'est sans doute pour cela que les pales des hélico (comme celles des
hélices d'avions) ne ressemble pas à celles des ventilateurs dont le but
est de mettre en mouvement le plus d'air possible.



Philippe.

[ast]

Post by ast

Post by Emmanuel ROBERT
Bonjour
Soit un engin de masse M, en vol stationnaire. Peut on définir la puissance
minimum nécessaire pour le maintenir en vol stationnaire ? Si oui quelle est
t elle ?
Pour moi il doit vaincre la gravité, soit la force F=Mg
Puisqu'il est en vol stationnaire sa vitesse est nulle v=0
Donc la puissance P=F.v=0.
Ca ne me semble pas correcte puisque je constate bien que les hélicoptères
consomment du carburant. Pourquoi, où est l'erreur ?
Toutefois, dans l'expérience des aimants supraconducteurs qui se sustentent
seuls, la puissance nécessaire pour qu'ils restent en vol stationnaire
semble nulle, non ?
Merci pour votre réponse.

Votre question est intéressante, mais vous n'aurez pas de réponse sur ce
newsgroup déserté par les physiciens.
Je transfère sur fr.sci.physique

Après la lecture des réponses, je pense qu'il faudrait reformuler la
question en:

Quelle puissance minimale faut-il developper pour maintenir une masse M
en lévitation en utilisant un engin qui brasse de l'air.

On considèrera que l'engin en question à une masse nulle.

[photino]

Post by ast
Après la lecture des réponses, je pense qu'il faudrait reformuler la
Quelle puissance minimale faut-il developper pour maintenir une masse M
en lévitation en utilisant un engin qui brasse de l'air.
On considèrera que l'engin en question à une masse nulle.

Si l'engin a une masse nulle et un volume fini, son
poids est négligeable devant la poussée d'archimède,
et il lui faut brasser de l'air non pas pour ne pas
tomber, mais pour ne pas s'élever:-)

François.

[Kamy]

Post by Emmanuel ROBERT
Soit un engin de masse M, en vol stationnaire. Peut on définir la puissance
minimum nécessaire pour le maintenir en vol stationnaire ? Si oui quelle est
t elle ?
Pour moi il doit vaincre la gravité, soit la force F=Mg
Puisqu'il est en vol stationnaire sa vitesse est nulle v=0
Donc la puissance P=F.v=0.
Ca ne me semble pas correcte puisque je constate bien que les hélicoptères
consomment du carburant. Pourquoi, où est l'erreur ?
Toutefois, dans l'expérience des aimants supraconducteurs qui se sustentent
seuls, la puissance nécessaire pour qu'ils restent en vol stationnaire
semble nulle, non ?

L'experience des aimants et celle des dirigeables montre bien que c'est
le cas. Sans dépense d'énérgie, il reste suspendu "en l'air"

dirigeable : poid compensé par la force d'archimede.
aimants : le potentiel magnetique compense le potentiel de gravitation.

dans le cas de l'helico, le poid est compensé par la force portante des
surface portantes ( les ailes ) .
Mais ces ailes sont en mouvement dans l'air afin de developper cette
portance ... et donc induisent une trainée qui ralentie le mouvement des
ailes ...
Afin qu'elles conservent leur portance ( la vitesse doit etre constante )
et donc on doit reinjecter de l'energie afin de compenser la perte du à
la trainée.
Voila pourquoi les helico doivent consomer de l'energie pour resté
immobile en vol stationnaire.

My 2 cents.