How do airplanes actually fly? - Raymond Adkins

1,981,513 views ・ 2023-02-09

TED-Ed


Veuillez double-cliquer sur les sous-titres anglais ci-dessous pour lire la vidéo.

Traducteur: Julie perrissin-fabert Relecteur: Elisabeth Buffard
00:07
By 1917, Albert Einstein had explained the relationship between space and time.
0
7295
6298
En 1917, Albert Einstein avait expliquĂ© le rapport entre le temps et l’espace.
00:13
But, that year, he designed a flawed airplane wing.
1
13801
3754
Mais, cette annĂ©e-lĂ , il a conçu une aile d’avion dĂ©fectueuse.
00:17
His attempt was based on an incomplete theory of flight.
2
17555
3045
Sa tentative reposait sur une théorie du vol incomplÚte.
00:20
Indeed, insufficient and inaccurate explanations still circulate today.
3
20975
4880
Des explications obscures et insuffisantes sont encore relayĂ©es aujourd’hui.
00:26
So, where did Einstein go wrong?
4
26230
3003
OĂč Einstein s’est-il trompĂ© ?
00:29
And how do planes fly?
5
29442
1960
Et comment les avions volent-ils ?
00:32
Though we don’t always think of it this way, air is a fluid medium—
6
32028
4379
MĂȘme si l’on n’y pense pas toujours, l’air est un fluide,
00:36
it’s just less dense than liquids like water.
7
36407
2878
moins dense que les liquides comme l’eau.
00:39
Things that are lighter than air are buoyant within it,
8
39535
2878
Les objets plus lĂ©gers que l’air flottent,
00:42
while heavier objects require an upward force, called lift, to stay aloft.
9
42538
5548
et ceux plus lourds flottent grĂące Ă  une force ascendante, la portance.
00:48
For planes, this force is mostly generated by the wings.
10
48336
3587
Pour les avions, ce sont les ailes qui génÚrent la portance.
00:52
One especially pervasive false description of lift
11
52131
3462
Une théorie fausse sur la portance, qui est trÚs répandue,
00:55
is the “Longer Path” or “Equal Transit Time” explanation.
12
55593
3879
est celle du “trajet le plus long” ou du “temps Ă©gal de transit”.
00:59
It states that air molecules traveling over the top of a curved wing
13
59597
4338
Elle affirme que les molĂ©cules de l’air qui passent au-dessus d’une aile incurvĂ©e
01:03
cover a longer distance than those traveling underneath.
14
63935
3336
parcourent une plus longue distance que celles qui passent dessous.
01:07
For the air molecules above to reach the wing’s trailing edge
15
67396
3796
Pour que les molĂ©cules de l’air qui passent au-dessus et au-dessous
01:11
in the same instance as those that split off and went below,
16
71192
3503
rejoignent le bord de l’aile en mĂȘme temps,
celles qui passent au-dessus nécessitent une vitesse plus élevée.
01:14
air must travel faster above,
17
74695
2336
01:17
creating a pocket of lower pressure that lifts the plane.
18
77031
3462
Cela crĂ©e un espace de basse pression qui maintient l’avion en l’air.
01:20
This explanation has been thoroughly debunked.
19
80618
3545
Il a été prouvé de nombreuses fois que cette explication ne tient pas.
01:24
Air molecules floating above and below the wing don't need to meet back up.
20
84539
4838
Les molĂ©cules de l’air qui flottent sur et sous l’aile ne se rejoignent pas.
01:29
In reality, the air traveling above reaches the wing’s trailing edge
21
89961
4629
En rĂ©alitĂ©, l’air au-dessus de l’aile rejoint le bord de l’aile
01:34
much faster than the air beneath.
22
94590
2336
bien plus rapidement que l’air situĂ© au-dessous.
01:37
To get a sense of how lift is actually generated,
23
97844
3044
Pour comprendre le phénomÚne de la portance,
01:40
let's simulate an airplane wing in motion.
24
100888
2544
imaginons une aile d’avion en mouvement.
01:43
As it moves forward, the wing affects the movement of the air around it.
25
103724
4004
À mesure que l’avion avance, l’aile dĂ©vie le mouvement de l’air qui l’entoure
01:47
As air meets the wing’s solid surface, a thin layer sticks to the wing.
26
107895
4964
Quand l’air percute la surface solide de l’aile,
une fine couche d’air se colle à la paroi de l’aile.
01:53
This layer pulls the surrounding air with it.
27
113109
2544
Cette couche attire l’air environnant contre la paroi.
01:56
The air splits into pathways above and below the wing,
28
116070
3796
L’air peut parcourir deux trajectoires, au-dessus ou au-dessous de l’aile,
01:59
following the wing’s contour.
29
119866
2002
en suivant la forme de l’aile.
02:01
As the air that’s routed above makes its way around the nose of the wing,
30
121868
4170
L’air qui passe au-dessus de l’aile et contourne le bord d’attaque
02:06
it experiences centripetal acceleration,
31
126038
3045
est soumis Ă  l’accĂ©lĂ©ration centripĂšte,
02:09
the force you also feel in a sharply turning car.
32
129083
3128
la force que vous ressentez aussi en voiture, dans un virage serré.
02:12
The air above therefore gathers more speed than the air traveling below.
33
132879
4337
L’air au-dessus de l’aile circule donc plus rapidement que l’air au-dessous.
02:17
This increased speed is coupled with a decrease in pressure above the wing,
34
137550
4796
La vitesse Ă©levĂ©e est combinĂ©e Ă  une pression plus basse au-dessus l’aile,
02:22
which pulls even more air across the wing’s upper surface.
35
142346
3754
ce qui attire encore plus d’air Ă  la surface supĂ©rieure de l’aile.
02:27
The air flowing across the lower surface, meanwhile,
36
147268
3045
L’air qui circule sous l’aile, en revanche,
02:30
experiences less of a change in direction and speed.
37
150313
3712
subit moins de changements de direction et de vitesse.
02:34
The pressure across the wing’s lower surface is thus higher
38
154358
3295
La pression est plus Ă©levĂ©e au niveau de la surface infĂ©rieure de l’aile
02:37
than that above the upper surface.
39
157653
2378
qu’au niveau de la surface supĂ©rieure.
02:40
This pressure difference results in the upwards force of lift.
40
160114
4463
Cette différence de pression génÚre une force ascendante, la portance.
02:44
The faster the plane travels,
41
164744
1585
Plus l’avion est rapide,
02:46
the greater the pressure difference, and the greater that force.
42
166329
3378
plus la différence de pression est élevée, et plus la portance est forte.
02:49
Once it overcomes the downward force of gravity,
43
169707
3128
DÚs que la portance est supérieure à la force descendante, la gravité,
02:52
the plane takes off.
44
172835
1668
l’avion dĂ©colle.
02:54
Air flows smoothly around curved wings.
45
174921
2919
L’air s’écoule bien autour des ailes courbĂ©es.
02:57
But a wing’s curvature is not the cause of lift.
46
177840
3128
Mais ce n’est pas la courbure de l’aile qui dĂ©termine la portance.
03:01
In fact, a flat wing that’s tilted upwards can also create lift—
47
181177
4671
MĂȘme une aile plate inclinĂ©e vers le haut peut gĂ©nĂ©rer la portance :
03:05
as long as the air bends around it,
48
185848
2378
il suffit que l’air soit dĂ©viĂ© par l’aile
03:08
contributing to and reinforcing the pressure difference.
49
188392
3587
pour renforcer la différence de pression.
03:12
Meanwhile, having a wing that’s too curved or steeply angled
50
192438
3879
Toutefois, une aile trop incurvĂ©e ou trop inclinĂ©e peut ĂȘtre dangereuse.
03:16
can be disastrous:
51
196317
1418
03:17
the airflow above may detach from the wing and become turbulent.
52
197735
4046
le flux d’air au-dessus de l’aile peut se dĂ©tacher et crĂ©er des turbulences.
03:22
This is probably what happened with Einstein’s wing design,
53
202240
3753
Ça a probablement Ă©tĂ© le cas pour le profil d’aile conçu par Einstein,
03:25
nicknamed “the cat’s back.”
54
205993
2127
surnommĂ© “la colonne de chat”.
03:28
By increasing the wing’s curvature,
55
208120
2211
Einstein pensait qu’augmenter la courbure de l’aile
03:30
Einstein thought it would generate more lift.
56
210331
2628
permettrait de générer une portance plus élevée.
03:32
But one test pilot reported that the plane wobbled
57
212959
3169
Mais un essai a montrĂ© que l’avion vacillait en vol
03:36
like “a pregnant duck” in flight.
58
216128
2419
comme une “cane enceinte”.
03:39
Our explanation is still a simplified description
59
219215
2919
Notre explication est une description simplifiée
03:42
of this nuanced, complex process.
60
222134
2336
d’un processus plus complexe.
03:44
Other factors, like the air that’s flowing meters beyond the wing’s surface—
61
224512
4212
D’autres facteurs, comme l’air s’écoulant bien au-delĂ  de la surface de l’aile,
03:48
being swept up, then down—
62
228724
2044
dévié vers le haut, puis vers le bas,
03:50
as well as air vortices formed at the wing’s tips,
63
230977
3336
ainsi que les tourbillons formĂ©s Ă  l’extrĂ©mitĂ© de l’aile,
03:54
all influence lift.
64
234313
1502
ont une incidence sur la portance.
Les chercheurs sont d’accord :
03:56
And, while experts agree that the pressure difference generates lift,
65
236065
3587
la portance est générée par une différence de pression,
03:59
their explanations for how can vary.
66
239819
2377
mais leurs explications du phénomÚne varient.
04:02
Some might emphasize the air’s behavior at the wing’s surface,
67
242488
3837
Certains soulignent le comportement de l’air à la surface de l’aile,
04:06
others the upward force created as the air is deflected downwards.
68
246325
4296
d’autres insistent sur la force ascendante crĂ©Ă©e lorsque l’air est dĂ©viĂ© vers le bas.
04:10
However, there's no controversy when it comes to the math.
69
250830
3378
NĂ©anmoins, les maths ne mentent pas.
04:14
Engineers use a set of formulas called the Navier-Stokes equations
70
254542
4004
Les ingénieurs utilisent les équations de Navier-Stokes
04:18
to precisely model air’s flow around a wing
71
258546
3378
pour modĂ©liser le flux d’air autour d’une aile
04:21
and detail how lift is generated.
72
261924
2503
et déterminer comment la portance est générée.
04:24
More than a century after Einstein’s foray into aeronautics,
73
264719
4212
Plus de cent ans aprĂšs les dĂ©buts d’Einstein en aĂ©ronautique,
04:28
lift retains its reputation as a confounding concept.
74
268931
3837
la portance reste un concept déroutant.
04:33
But when it feels like it’s all going to come crashing down, remember:
75
273185
3754
Mais, quand vous avez l’impression que l’avion va s’écraser,
04:36
it’s just the physics of fluid in motion.
76
276939
3337
gardez Ă  l’esprit qu’il s’agit de la mĂ©canique des fluides en mouvement.
04:42
This video was made possible with support from Marriott Hotels.
77
282570
3587
Cette vidéo a vu le jour grùce au soutien des HÎtels Marriott.
04:46
With over 590 hotels and resorts across the globe,
78
286240
3796
Avec plus de 590 complexes hĂŽteliers Ă©tablis aux quatre coins du monde,
04:50
Marriott Hotels celebrates the curiosity that propels us to travel.
79
290036
4212
les HÎtels Marriott stimulent notre curiosité à voyager.
04:54
Check out some of the exciting ways TED-Ed and Marriott are working together,
80
294332
4004
DĂ©couvrez comment TED-Ed et Marriott collaborent
04:58
and book your next journey at Marriott Hotels.
81
298419
2920
et réservez votre prochain séjour dans un hÎtel Marriott.
À propos de ce site Web

Ce site vous présentera des vidéos YouTube utiles pour apprendre l'anglais. Vous verrez des leçons d'anglais dispensées par des professeurs de premier ordre du monde entier. Double-cliquez sur les sous-titres anglais affichés sur chaque page de vidéo pour lire la vidéo à partir de là. Les sous-titres défilent en synchronisation avec la lecture de la vidéo. Si vous avez des commentaires ou des demandes, veuillez nous contacter en utilisant ce formulaire de contact.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7