Géométries d`aile

Alban Jolie
Alban Jolie
Plan:
Quelques généralités:
Qu’est ce qu’une aile?
Un peu d’histoire
Différentes configurations
Alban Jolie
Alban Jolie
Qu’est ce qu’une aile?
Energie
Motorisation
Fuselage
Voilure
Portance
Ensemble de la
surface portante
L'aile fait partie de la voilure
L'aile d'un avion est un corps profilé étudié spécialement pour développer,
pendant son déplacement dans l'air, des forces capables de sustenter l'avion
Alban Jolie
Caractéristiques géométriques
¼c
Le profile:
Cx
Cz
f
c
Epaisseur e
Corde
S
b
S
Le plan:
Envergure
e
Surface
Flèche
c
b
S
f
Alban Jolie
Caractéristiques aérodynamiques
Caractéristiques aérodynamiques de l’aile:
Finesse
Planeur: jusque 60
Liner: 15-20
Avion de tourisme: 8-15
Allongement relatif
Ar grand: forte portance à
basse vitesse, mais forte
trainée à haute vitesse
Ar petit: portance faible à basse
vitesse et trainée faible à haute
vitesse
Alban Jolie
Caractéristiques aérodynamiques
Grand allongement relatif
Faible allongement relatif
Profil épais: plus de portance mais plus
d e trainée => basses vitesses
Epaisseur relative
Profil mince: meilleur performances à
grandes vitesse, moins bonne résistance
mécanique
"La portance est une fleur qui naît de la vitesse"
Capitaine Ferdinand Ferber (1862-1909)
Alban Jolie
Un peu d’histoire…
Otto Lilienthal
(1848-1896)
Eole
(1890)
Orville (1871-1848) et
Wilbur (1867-1912) Wright
Alban Jolie
Un peu d’histoire…
Etrich
Taube
(1913)
Alban Jolie
…beaucoup d’essais…
Le Blériot-Voisin
Planeur d’Otto Lilienthal
Le triplan de Roe
Le multiplan d'Ecqueville
Alban Jolie
…et de persévérance
L‘Antoinette IV
Triplan Voisin de 1909
Caudron GIII
Fokker Dr 1
Alban Jolie
Alban Jolie
Ailes droites
Avantages:
• Simplicité
• Décrochage très progressif
• Adapté au vol jusque Mach 0,7
Piper PA 28
Spad XIII
Inconvénients:
• Trainée
• Limitée au subsonique
• Poids
Alban Jolie
Aile elliptique
Inconvénients:
• Complexité de la structure
• Décrochage aérodynamique
violent
• Faible gain par rapport aux aile
trapézoïdales
Hawker Sea Fury
Avantages:
• Excellente finesse en subsonique
• Profil mince
Supermarine Spitfire
Alban Jolie
Aile trapézoïdale
Lockheed F22 Raptor
Sukhoï Su-29
Lockheed F-104 Starfighter
Avantages:
• Poids
Inconvénients:
• Plus complexe que l’aile
• Furtivité
• Capacité supersonique (avec
droite
faible allongement)
• Décrochage plus facile
Eclipse 500
Alban Jolie
Aile en flèche positive
Avantages:
• Trainée moindre à Mach 0,7 – 0,8
• Régime haut subsonique / supersonique
Airbus A340-600
Messerschmitt Me 262
Dassault Falcon 7X
Inconvénients:
• Phénomène aéro-élastique
• Performances à basse vitesse
Alban Jolie
Aile en flèche négative
Sukhoï S-37 Berkut
Avantages:
• Optimale pour les vitesses
transsoniques
• Maniabilité
• Finesse
• Caractéristiques de décrochage
Junker 287 (1945)
HFB-320 Hansa Jet
Inconvénients:
• Instabilité
• Phénomène aéro-élasitiques
Robin ATL
Alban Jolie
Aile delta
Inconvénients:
• Forte trainée induite
• Trainée des élevons
• Maniabilité inférieure au avions à
aile en flèche
Convair F-102 Delta Dagger
Mirage 2000
Avantages:
• Poids
• Résistance structurelle
• Volume d’emport
• Répartition des efforts sur les ailes
• Adapté au vol supersonique
Mig 21
Alban Jolie
Aile gothique
Inconvénients:
• Complexité de la structure
• Forte trainée induite
• Trainée des élevons
Avro Vulcan
Avantages:
• Vortex hypersustentateur
• Performances à basse vitesse
Concorde
Alban Jolie
Géométrie variable
Tupolev Tu 160
Grumman F14 Tomcat
Panavia Tornado GR1
Alban Jolie
Géométrie variable
Avantages:
• Adaptation du profil au régime de vol
Dassault Mirage G
Makhonine MAK 123 (1931)
Sukhoï Su-22
Inconvénients:
• Complexité du système
• Poids
Alban Jolie
Aile oblique
Avantages:
• Réduction de la trainée d’onde (due au
volume de l’aile)
• Optimisation de la finesse
• Géométrie variable simplifiée
Ames/Dryden AD-1
Inconvénients:
• Phénomènes aéro-élastiques
induits
• Dissymétrie de profil
Alban Jolie
Aile rhomboïdale
Avantages:
• Optimisation du raccord aile-stabilisateur
• Optimum pour l’emport de lourdes charges
• Réduction de la trainée (-20%) et de la
consommation (-15%) [Lockheed-Martin]
Inconvénients:
• Complexité de la structure
• Poids
Alban Jolie
Une aile est avant tout un compromis…
Poids
Technologie
Géométrie
d’aile
Emport
Performances
Alban Jolie
Questions ?
Questions ?
Questions ?
Questions ?
Questions ?
Questions ?
Questions ?
Questions ?
Questions ?
Questions ?
Questions ?
Alban Jolie
FIN!
Merci pour votre attention à tous
Alban Jolie
Annexe: la trainée
Trainée
Trainée
induite
Trainée
parasite
Trainée
d’interaction
Trainée de
profil
Trainée de
forme
Trainée de
frottement