.......................A)
INTRO
De la forme des ailes dépend
la résultante aérodynamique, c'est à dire la
portance et la traînée. On doit donc choisir la forme
des ailes en fonction de l'utilisation de l'avion que l'on veut faire.
En effet , la portance dépend de la vitesse. Un avion conçu
pour aller à 2000 km/h aura besoin d'un coefficient de portance
faible, car sa seule vitesse permettra d'obtenir une portance correcte.
De la même manière, un avion conçu pour aller
à de très faibles allures devra avoir une aile avec
un coefficient de portance fort, pour compenser la vitesse faible.
De plus la traînée engendre des perturbations dans l'air.
Ces perturbations peuvent casser les ailes lorsque la vitesse est
forte. Un avion conçu pour aller a 2000 km/h devra donc avoir
un coefficient de traînée faible et des ailes plus solides
et plus stables.
.......................B)
QUELQUES PROFILS D'AILES
profils biconvexe symétrique,
utilisé notamment en voltige où le pilote doit pouvoir
voler à l'envers sans annuler sa portance :

profil biconvexe dissymétrique :

profil plan-convexe :

profil creux :

profil auto-stable, ou à double courbure :
Ces profils, qui possèdent par ailleurs des
caractéristiques de portance et de traînée acceptables,
présentent la particularité d'avoir un centre de poussée
qui recule lorsque l'angle d'incidence croit, ce qui est contraire
à la règle. Il en résulte un mouvement piqueur
de l'aile qui tend à la ramener vers son incidence initiale
lorsqu'elle en est écartée. Une aile dotée de
tels profils possède donc des qualités propre de stabilité
; c'est pourquoi ces profils ont reçu le nom d' auto-stable
(ex : ailes volantes, deltaplane).
.......................C)
PROFILS VARIABLES : VOLET, BEC
Certains avions doivent pouvoir aller à diverses allure, ils
doivent pouvoir voler à 1000km/h aussi bien qu'à 300km/h,
par exemple les avions de ligne (Airbus, Boeing
).
Pour cela, leurs ailes présentent des parties mobiles (autres
que les ailerons) qui permettent d'adapter portance et traînée
à la vitesse.
Sur ce schéma, ces parties mobiles
sont les volets, les aérofreins et les becs de bord d'attaque.
Pour augmenter la portance à
basse vitesse, ces avions sortent leurs volets, ce qui a pour effet
d'augmenter la portance en augmentant la surface de l'aile et l'angle
d'incidence.
Les becs sont des parties à
la fonction similaire au volets, et les aérofreins sont des
parties qui augmentent la traînée, pour ralentir l'avion.
Ces parties mobiles doivent être
utilisées dans des plages de vitesse données, pour éviter
leurs détérioration, c'est l'anémomètre
(voir instruments) qui indique la vitesse de l'avion et les plages
d'utilisation de ces parties mobiles.
.......................D)
L' AILE DELTA ET L'AILE A GEOMETRIE VARIABLE
Certains avions conçus pour aller à très grande
vitesse (concorde, avion de chasse) doivent non seulement avoir un
coefficient de portance faible, mais aussi un coefficient de traînée
très faible car plus la traînée est forte, plus
l'aile perturbe l'air, et si l'aile perturbe trop l'aire, l'aile peut
casser. Les ingénieurs ont donc conçu des ailes dites
ailes delta et ailes à géométrie variable qui
permettent d'avoir une traînée faible et une grande stabilité,
pour résister au contraintes dues à la grande vitesse.
1) l'aile delta

L'aile delta
est une aile très stable qui possède des coefficients
de portance et de traînée faibles, et qui est très
stable, car rattachée à l'avion sur toute la longueur.
Ces avions peuvent donc voler à très grande vitesse
sans risquer de casser leurs ailes.
L'inconvénient de ces avions
est qu'ils doivent décoller à grande vitesse, pour pouvoir
avoir assez de portance.
2) L'aile à géométrie
variable
Pour pallier
à l'inconvénient des ailes delta, les ingénieurs
ont conçu des ailes à géométrie variable,
qui permettent d'avoir une aile stable à haute vitesse et qui
peuvent générer plus de portance qu'une aile delta,
pour décoller à une vitesse plus faible. Le principe
repose sur la mobilité des ailes, écartées pour
le décollage, rentrées à haute vitesse.
L'aile écartée a une
envergure plus importante et dévie donc plus d'air, ce qui
engendre une portance (et une traînée) plus importante.
L'avion décolle donc avec les ailes en position écartées,
puis les rentre au fur et à mesure de l'accélération,
les ailes sont alors plus stables, car collées à l'avion.
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