Q : J'ai eu plusieurs conversations à ce sujet avec des pilotes de tous niveaux d'expérience et de connaissances, mais je n'ai pas encore reçu de réponse que je trouve satisfaisante. Dans mon expérience personnelle, j'ai survolé (exclusivement en montée) des dunes de sable aussi petites que 1,5 m de dénivelé et des montagnes atteignant des milliers de pieds de dénivelé. J'ai observé qu'il faut un MINIMUM de 15 mph pour rester en l'air sur les petites collines de sable, alors que j'ai survolé des montagnes plus grandes avec un vent de 8 mph. Bien que cela ne semble probablement pas surprenant, qu'est-ce qui explique la différence ? En termes simples, pourquoi faut-il plus de vent pour survoler des collines plus petites ?

R : C'est une EXCELLENTE question ! La réponse est en deux parties. La première partie est que nous pilotons des planeurs et que, par conséquent, nous nous enfonçons constamment dans l'air. Si notre taux de chute à la vitesse de chute minimale est d'environ 200 pieds/min, c'est une constante. Si vous regardez un planeur passer sans gagner ni perdre d'altitude... alors il doit être dans l'air qui monte à 200 pieds/min. L'air monte à 200 pieds/min et le planeur descend à la même vitesse, sans gain ni perte d'altitude visible. C'est assez simple, n'est-ce pas ?

Nous pouvons appliquer ce principe à l'étude du soulèvement de crête. Nous avons besoin de composante verticale Le vent doit être de 200 pieds par minute ou plus pour pouvoir s’élever. La composante verticale est une précision importante. 200 pieds par minute, c’est moins de 2,5 miles par heure… et il faut évidemment plus de 2,5 miles par heure de vent pour s’élever sur une crête, même sur une paroi de falaise verticale. La raison en est que l’air est un gaz, et les gaz peuvent être comprimés. Le vent est en fait de l’air qui se déplace d’une zone de pression plus élevée vers une zone de pression plus basse, et nous ressentons le « vent » lorsque cet air passe devant nous. Il peut s’agir d’air qui se déplace sur de grandes distances, comme l’air froid du Canada qui souffle vers les États-Unis, ou cela peut se produire à un niveau macro sous la forme d’une « rafale » avant ou après le passage d’un thermique. Même cause : différences de pression. Et le mouvement de l’air est latéral… d’une pression plus élevée au point A, à une pression plus basse au point B. Le terrain se met simplement en travers de ce flux d’air latéral… et si ce terrain est orienté dans la bonne direction et a la bonne forme, l’air passe au-dessus du terrain, créant une ascendance de crête. Mais au-dessus de cette élévation, il y a toujours un flux d'air horizontal, ce qui provoque une compression du flux d'air et « écrase » la composante verticale du flux d'air. En termes simples, une petite colline crée une petite composante verticale, mais il est plus facile pour l'air de se courber autour de la petite colline, de sorte que moins d'air est poussé vers le haut. Une grande montagne, en revanche, crée un changement beaucoup plus important dans le flux d'air... et ce flux d'air aura une composante verticale plus importante (même si la dune de sable et la montagne ont exactement la même pente).

La deuxième raison est liée à la première, mais a à voir avec les lois du mouvement de Newton : l’une étant qu’un objet en mouvement restera en mouvement jusqu’à ce qu’une autre force agisse sur lui. Dans ce cas, notre « objet en mouvement » est l’air (portance de la crête) et l’autre force est le deltaplane qui descend (créant une portance et « poussant » l’air vers le bas). Dans mon exemple précédent, j’ai dit qu’un deltaplane qui descend à 200 pieds par minute, mais qui vole dans de l’air qui monte à 200 pieds par minute, restera à la même altitude… et bien que cela soit vrai, pour que l’air monte à 200 pieds par minute au-delà du planeur, il fallait en fait qu’il monte plus rapide que celle avant qu'il ne rencontre le planeur, car le planeur en descente exerce une force sur l'air ascendant et le ralentit. Je pense que c'est la principale raison du phénomène que vous avez mentionné, où les petites dunes ont besoin de plus de vent que les grandes montagnes. La composante verticale de « soulèvement » de ce vent est clairement un aspect, mais une petite falaise est toujours une falaise, et une grande montagne en pente est toujours en pente. Ce qui est différent, c'est le VOLUME d'air ascendant. La force que le planeur en descente exerce sur l'air qu'il traverse reste constante dans les deux scénarios, mais comme l'impulsion est le produit de la masse et de la vitesse (impulsion = masse x vitesse), un plus grand volume d'air ascendant aura plus de masse. Oui, l'air a une masse ! Ce qui est difficile à comprendre, c'est que le plus grand volume d'air, avec son plus grand élan à une vitesse donnée, exerce une plus grande force sur notre aile même s'il contient exactement la même composante verticale d'air ascendant. Un exemple concret est qu'être frappé par une balle de ping-pong roulant à 10 mph ne fait pas si mal, mais être frappé par une voiture roulant à la même vitesse peut laisser une marque.

La densité de l’air peut également être un facteur, où l’air plus dense (altitude plus basse, température plus froide, moins d’humidité) aura plus de masse que le même volume d’air moins dense… ce qui, je pense, explique pourquoi nous pouvons nous élever dans des vents plus légers en hiver (l’air plus froid et plus sec a plus de masse et peut avoir l’élan nécessaire avec moins de vitesse).

Dans votre question, vous dites que vous n'avez pas encore reçu de réponse satisfaisante… J'apprécierais également votre contribution ici ! Je ne suis pas non plus contre l'apprentissage, vous savez ?

Acclamations!

16/01/14 EDIT : « Malheureusement, la physique derrière cela n'est pas tout à fait correcte. C'est en fin de compte la densité (masse par volume) de l'air qui affecte la pression (force sur une surface). La pression sur une colline augmente en partie en fonction de la loi de Bernoullis, et donc puisque la force = pression * surface, l'augmentation de la pression augmente la force. Le résultat final complètement dilué est que sur les grandes collines, un volume d'air beaucoup plus important est canalisé dans une petite zone, contrairement à une petite colline où un volume d'air plus petit est canalisé dans une zone également petite. Encore une fois, cela revient à la loi de Bernoullis. »

Merci à Raffael Housler pour ça ! Je ne suis pas un spécialiste de la physique, mais il est clair qu'il se passe BEAUCOUP de choses quand il s'agit du vent qui frappe une colline ! Apprendre est amusant !

Après avoir relu mon article, après avoir lu l'ajout de Raffael, je me rends compte que je n'avais pas bien compris pourquoi l'air ayant plus d'élan facilite le décollage. Le flux d'air suivra le chemin de moindre résistance. Il passe au-dessus d'une colline ou d'une montagne seulement autant qu'il le faut et pas plus. L'ajout d'un planeur qui crée de la portance en déviant l'air vers le bas ralentira l'air qui monte au-dessus de la colline et/ou changera le « chemin de moindre résistance ». Si l'air ascendant a moins d'élan, l'impact du planeur sur lui sera plus grand (il en faut très peu pour arrêter une balle de ping-pong, plus pour arrêter une balle de baseball, plus encore pour arrêter une boule de bowling). J'ai remarqué que lorsque je volais sur des sites de crêtes encombrés comme Point of the Mountain, l'ajout de planeurs semblait rendre la portance plus faible. J'ai toujours pensé que c'était parce que l'augmentation du trafic signifiait partager ou céder la meilleure portance… mais en y réfléchissant maintenant, si vous mettez plus de 20 ailes déviant l'air vers le bas le long d'une crête sur laquelle le vent doit s'écouler, cela pourrait avoir un impact assez significatif sur le flux d'air ! Soit l'air essayant de s'écouler au-dessus de la colline sera ralenti (écrasant la composante verticale ?) ou peut-être que le chemin de moindre résistance pour une partie de ce flux d'air est alors vers le haut et au-dessus de tous les planeurs volant le long de la crête également ?! Des trucs fascinants...