aerodynamique - mecanique du vol

AERODYNAMIQUE - MECANIQUE DU VOL
Henri Castanet

1 – L’aile
1.1 Éléments caractéristiques
1.2 Différents profils
2 – Ecoulement de l’air autour d’un profil
2.1 Notion de couche limite
2.2 – écoulement laminaire et turbulent
2.3 - Écoulement autour d’un profil
2.4 - Variation de l’écoulement en fonction de la position du profil
2.4.1 – modification de l’écoulement
2.4.2 – angle d’incidence
2.4.3 – pressions exercées sur le profil
2.4.4 – tourbillons marginaux
2.4.5 – Les winglets
2.4.6 – visualisation d’écoulements.
2.5 –la résultante aérodynamique
2.5.1 -définition
2.5.2 – décomposition de Ra
2.5.3 – valeur de R
2.6 – Equilibre des forces en vol rectiligne stabilisé
2.6.1 - le vol horizontal
2.6.1.1 – le planeur
2.6.1.2 – l’avion
2.6.2 – le vol en monté
2.7 – angles caractéristiques
2.7.1 – assiette
2.7.2 – angle de calage
2.7.3 – angle de plané
3 – axes de rotation
3.1 – axe de tangage
3.3 – axe de lacet
3.4 Bilan des axes
3.5 commandes – gouvernes - mouvements
3.5.1 – principe général des gouvernes
3.5.2 – axe de tangage
3.5.3 – axe de lacet
3.5.4 – axe de roulis
3.5.5 – récapitulatif de l’effet primaire des gouvernes
4 – variation de trajectoire en ligne droite
5 – modification du profil d’aile
5.1 – dispositif hypersustentateur
5.2 – principe de fonctionnement
5.3 – les becs
5.4 – les dispositifs hyposustentateurs
5.5 – bilan
6 – Le virage
6.1 – mise en virage
6.2 – sortie de virage
6.3 – facteur de charge

6.4 – vitesse de décrochage en virage
6.5 – équilibre des forces en virage
6.6 – le lacet inverse
6.7 – lacet induit
6.8 – roulis induit
7 – Finesse d’un aéronef
7.1 – définition
7.2 – polaire

1 – L’aile
1.1 Éléments caractéristiques
- bord d’attaque : lieu des points les plus en
avant de l’aile
- bord de fuite : lieu des points les plus en
arrière de l’aile
- corde de profil : segment joignant le bord
d’attaque au bord de fuite sur un même profil
d’aile
- Extrados : c’est la surface supérieure de
l’aile délimitée par le bord d’attaque et le bord
de fuite.
- Intrados : c’est la surface inférieure de l’aile
délimitée par le bord d’attaque et le bord de
fuite.
1.2 Différents profils
Biconvexe symétrique : ce sont généralement
des profils anciens ou correspondant aux
empennages horizontaux et verticaux
Biconvexe dissymétrique : c’est un profil
légèrement plus évolué.
Plan convexe : c’est un profil facilitant la
construction (mise à plat sur un « chantier »).
Concave, convexe : profil le plus abouti qui
donnera les meilleures performances
aérodynamiques.
2 – Ecoulement de l’air autour d’un profil
2.1 Notion de couche limite
Au niveau du profil la vitesse de l’écoulement
de l’air est nulle.
A une certaine distance du profil elle est
maximale et constante.
Il existera donc une zone dans laquelle la
vitesse de l’écoulement de l’air passera de 0
à sa vitesse maximale.
Cette zone où la vitesse de l’écoulement de
l’air varie s’appelle couche limite.

2.2 – écoulement laminaire et turbulent
- Le long d’un profil l’écoulement pourra
s’effectuer à vitesse constante, sans
perturbation (généralement faible vitesse)
c’est l’écoulement laminaire.
- Il peut aussi s’accélérer ou se ralentir et
ne plus s’écouler à vitesse constante : c’est
l’écoulement turbulent.
- Le point de passage de l’écoulement
laminaire à l’écoulement turbulent
s’appellera le point de transition.
2.3 - Écoulement autour d’un profil
Suivant la forme du profil et sa vitesse d’utilisation on pourra obtenir des écoulements
laminaires ou turbulents. Sur les planeurs, on recherchera l’écoulement le plus laminaire
possible (écoulement turbulent = perte d’énergie). A cet effet il sera possible d’utiliser des
« démoucheronneurs » pour nettoyer le bord d’attaque en vol et ainsi éviter le décollement
de la couche limite. Dans le même esprit on utilisera des « turbulateurs » pour donner de
l’efficacité aux gouvernes.
a = écoulement laminaire ; b = écoulement turbulent