Aérodynamique de l'aile

Résumé du document

L'aérodynamique d'une aile présente de multiples aspects : son efficacité en terme de portance dépend de paramètres multiples, que ce soit sa forme, ou les caractéristiques de l'écoulement fluide, ici l'air. Le but de cette étude est de présenter l'influence de ces paramètres ; nous mettrons en évidence le phénomène de décrochage, nous étudierons l'effet des dispositifs hypersustentateurs; nous nous intéresserons également à différents type d'ailes, notamment l'aile delta du concorde, et ses performances. Enfin nous nous pencherons sur les avantages et inconvénients des écoulements laminaire et turbulent, selon le dommaine d'incidence et de nombre de Reynolds considéré.

Extraits

[...] Nous obtenons donc un résultat surprenant : le Concorde ne décroche pas ! Jusqu'à d'incidence, contrairement aux autres avions qui décrochent à d'incidence, la portance du Concorde augmente. Ce comportement spécifique au Concorde dans les grandes incidences correspond à une surportance de l'appareil dans ce domaine d'incidence. D'où un avantage majeur du Concorde : cet avion offre une grande portance. Figure VIII.1 Si l'on observe la courbe de Cz en fonction de Cx, on s'aperçoit qu'à des Cz faibles, il y a une forte traînée. [...]

[...] La turbulence de la couche limite est donc un phénomène positif à incidence élevée, car elle permet de retarder le décrochage. L'aile décroche cependant, la couche limite turbulente ne résiste plus et éclate au niveau du bulbe de décollement. On voit ici la progression entre d'incidence à gauche et à droite. La portance qui avait atteint une valeur de 0,83 pour 10,25 d'incidence ne vaut plus que 0,47 à d'incidence, le décrochage a eu lieu. La traînée due à la pression a beaucoup augmenté, elle vaut 0,1613 à alors qu'elle valait seulement 0,08 à 10°. [...]

[...] Cela met en jeu deux profils d'aile identiques, l'aile rectiligne NACA 12, en 2D. En effet, dans le cas de la pesée, l'aile est placée entre 2 disques, donc apparaît en 2D, dans le second cas, elle s'étend d'un bout de paroi à l'autre, si bien qu'on peut considérer qu'elle subit les mêmes effets qu'une aile entre deux disques. Théoriquement, nous devrions obtenir une traînée plus faible en passant par la mesure des pressions qu'en utilisant une balance Monnin, car la mesure de pression ne rend pas compte des frottements de l'aile, qui ne sont pas négligeables. [...]

[...] Une dissymétrie du profil peut améliorer les caractéristiques de l'aile en terme de portance. IV/ Pesée d'efforts aérodynamiques Aile symétrique : NACA 12 Protocole expérimental : Mesure de Td {disque métallique + disque plexiglas} L'aile symétrique NACA 12 (voir figure IV ) est placée entre un disque métallique et un disque de plexiglas, qui seront fixés aux parois latérales lors des mesures de traînée, de moment et de portance de l'aile. Toutefois, la traînée des disques étant non négligeable, il convient tout d'abord de mesurer la traînée engendrée par chacun des disques afin de la soustraire à la traînée totale. [...]

[...] La traînée, elle, respecte la loi de Prandtl, elle augmente avec l'allongement. VI/ Effet de forme en plan d'une aile Aile effilée Nous remplaçons l'aile NACA 12 rectangulaire et symétrique par une aile effilée, donc dissymétrique, et en traçons la polaire avec vents. Dans le cas d'une telle aile, la dissymétrie implique qu'au zéro d'incidence, la portance n'est pas nulle. On se sert alors, pour trouver le zéro d'incidence, d'un niveau électronique, à poser sur une règle fixée au disque de paroi, et on modifie l'incidence jusqu'à obtenir α = 0. [...]