Quelle Influence sur le coefficient de portance Cz de l’avion
Il existe un grand nombre de profils d’aile : symétriques ou dissymétriques, plus ou moins épais, plus ou moins allongés. C’est Gustave Eiffel qui, le premier a mesuré précisément l’influence que cela pouvait avoir sur le vol, en étudiant en soufflerie des maquettes des avions de l’époque.
Si vous avez oublié la loi générale décrivant la portance, un bref rappel s’impose pour se rappeler ce que représente le coefficient de portance par rapport à la portance. C’est par ici
La forme du profil
Dans les années 1930 la N.A.C.A. (ancêtre de la National Air and Space Agency ou N.A.S.A.) a étudié de nombreux profils dont les caractéristiques ont été rendues publiques. Depuis d’autres sont venus s’ajouter pour fournir une bibliothèque très complète de profils bien connus.
Le centre de portance ou centre de poussée, est le point d’application de la résultante aérodynamique. Il se situe entre 30 et 50% de la corde en partant depuis le bord d’attaque. L’étude en soufflerie d’un profil d’aile permet d’en déterminer expérimentalement ses coefficients de portance (Cz) et de traînée (Cx) mais aussi de positionner le centre de poussée.
L’épaisseur relative
Sur un profil d’aile, la valeur maximale de l’épaisseur divisée par la longueur de la corde (ligne joignant le bord d’attaque au bord de fuite) donne l’épaisseur relative .
Au dessous de 6%, le profil est qualifié de mince. il est utilisé pour des avions rapides (avions de chasse) et épais au dela de 12 % (avions lents).
L’allongement
L’allongement est le rapport entre le carré de la longueur de l’aile et sa surface. Une aile de grand allongement est plus effilée. Elle présente des performances aérodynamiques favorables à la finesse de l’aérodyne c’est à dire sa capacité à planer.
Volets et ailerons
Les volets (mais aussi les becs de bord d’attaque placés sur certains avions) sont des parties mobiles de l’aile qui ont pour fonction d’augmenter la portance à faible vitesse pour les phases de décollage et d’atterrissage.
Les ailerons permettent au pilote d’incliner l’avion en augmentant la portance sur une aile tout en la diminuant sur l’aile opposée. L’aileron levé étant dans un flux d’air plus rapide, la traînée devient aussi supérieur de son coté ce qui est responsable du phénomène de lacet inverse.
En pivotant, volets et ailerons modifient le profil global de l’aile et donc ses performances aérodynamiques.
L’angle d’incidence
L’angle d’incidence est d’une grande importance car il influe beaucoup sur la résultante aérodynamique. L’angle d’incidence, bien qu’étant une donnée fondamentale pour comprendre la portance, n’apparaît directement pas dans les formules de la portance vues précédemment. En fait, il est inclus dans le Cz de l’avion au même titre que la forme du profil, son épaisseur … .
Globalement, retenez que La portance est quasiment proportionnelle à l’incidence. (voir la partie sur la polaire Eiffel)
Tout ce que l’on dit à propos de la portance depuis le début repose sur l’hypothèse que l’air s’écoule « tranquillement » autour de l’aile. On parle de régime laminaire. Mais si l’incidence augmente trop, il se produit des tourbillons autour du profil. On parlera alors de régime turbulent alors, notre loi de la portance ne fonctionne plus.
L’incidence de l’avion et l’incidence de l’aile sont parfois identiques si la corde de l’aile et l’axe longitudinal de l’avion sont alignés.C’est le cas sur le Bell-X1 qui a franchi le premier le mur du son. mais ce n’est systématique. Lorsque la corde de l’aile n’est pas alignée avec l’axe longitudinal de l’avion, on parle d’angle de calage non nul.
