Rencontre "au sommet" entre un F16 belge et un Mirage 4 français.
Photo: www.mil.be.

LA FORMULE DE PORTANCE

Il est facile de comprendre qu'un air plus dense "portera" mieux qu'un air plus "fin" plus "léger", donc moins dense.

On sait aussi maintenant qu'une aile porte plus ou moins suivant sa cambrure, son angle d'attaque, ou l'utilisation éventuelle de dispositifs hypersustentateurs.

Il est évident que plus une aile est grande, c'est à dire plus sa surface est grande, plus elle "porte".

Enfin, plus l'écoulement est rapide plus la portance est forte tant du point de vue de la formation d'une dépression d'extrados que du point de vue de la déviation d'air vers le bas.

Tout cela pour dire que la portance est un phénomène dépendant de:

  1. La densité de l'air.
  2. Un coefficient dit de portance qui prend en compte le profil de l'aile, son angle d'attaque, et l'utilisation ou non de dispositifs hypersustentateurs.
  3. La surface.
  4. La vitesse.

On obtiendra donc cette formule dépendante de ces variables, (ainsi que celle exprimant la traînée, et qui a la même allure):

Remarque: la surface de référence dépend de ce que l'on calcule.
Par exemple:

Et on représente l'évolution de cette portance suivant l'angle d'attaque comme ceci:

Remarquez l'aile à profil symétrique qui pour un angle nul a une portance nulle alors que le profil classique offre déjà une portance à 0° d'angle d'attaque.

La portance, la traînée, la traction et le poids peuvent être représentés comme ceci pour bien visualiser le problème:

Il suffit alors que la "bonne" résultante (R1) l'emporte sur la "mauvaise" (R2) pour gagner.

Remarque: pendant une phase de vol strictement horizontale à vitesse strictement constante, il suffit que la portance soit exactement égale au poids, et que la force motrice soit exactement égale à la traînée, ce qui donne alors R1 = R2.

Sur ce dessin, la potance et le poids sont sur la même ligne pour simplifier le calcul; ce qui n'est pas le cas dans la réalité comme nous le verrons au chapitre dédié à l'équilibre des avions.