pourquoi tant d’ailes
Les ailes des avions peuvent prendre des formes très différentes être positionnées à divers endroits de l’appareil, être inclinées vers le haut ou le bas mais pour tenir compte de quoi ? : vitesse de croisière, altitude de croisière, masse; coût technicité de la production ?
Quelles formes peuvent prendre les ailes ?
Historiquement, le premier appareil contrôlable fut celui des Frères Wright. Leur Flyer 01 possède alors une aile de forme rectangulaire composée de deux plans superposés reliés par des haubans. Poussés par la nécessité d’avoir une importante surface alaire les frères Wright ont opté alors pour la formule biplan. Même s’il est logique de penser que cela permet d’obtenir une portance élevée, (cette idée perdurera jusqu’à la fin de la première guerre mondiale), on sait aujourd’hui que le multiplan n’est pas un bon compromis. En effet la trainée, cette force qui freine l’avion, augmente davantage que la portance.
Les ailes du flyer 01 sont rectangulaires car cette forme, assez simple est la plus facile à construire. Aujourd’hui, bien d’autres formes existent afin de répondre à différents besoins de performance.
Flyer musée Washington. Photo Ad Meskens,
L’aile elliptique est celle qui possède le meilleur rendement à des vitesses peu élevées. Pour des vitesses supérieures, des ailes en flèche (dirigées vers l’arrière) sont courantes. Enfin, l’aile delta possède les performances adaptées au vol supersonique.
Pour pouvoir s’adapter à des plages de vitesse très larges d’environ 200 à plus de 2000 Km/h, certains avions de combat sont munis d’une voilure à géométrie variable.
Les ailes forment-elles un angle avec le fuselage ?
Il arrive bien sur que des ailes soient droites lorsqu’elles sont perpendiculaires au plan de symétrie de l’avion, mais ce n’est pas systématique. Pour donner l’inclinaison entre le plan de l’aile et l’horizontale, on exprime généralement le dièdre de l’aile. Il s’agit de l’angle entre le plan horizontal et le plan de l’aile. Il est positif si le plan de l’aile est au-dessus de l’horizontale et négatif dans le cas contraire.
Un dièdre négatif augmente la maniabilité en roulis. Un dièdre positif augmente la stabilité en roulis.
La distance entre les deux extrémités des ailes est appelée envergure de l’avion. Elle peut aller de 5 m à plus de 80 m selon les avions.
Quelles sont les positions possibles des ailes ?
Les ailes peuvent être en positon haute, médiane ou basse. L’aile en position médiane est courante sur les appareils de chasse ou de voltige devant être très maniables. Les ailes hautes permettent de limiter les effets de sol. Elles équipent aussi de nombreux avions capables d’atterrir sur les surfaces non revêtues.
Quelles dispositifs sont attachés aux ailes ?
Lors des phases d’approche d’atterrissage et de décollage un avion doit disposer d’une portance optimisée pour les faibles vitesses.
Pour cela, ont été développés des dispositifs dits hypersustentateurs qui ne servent que dans ces phases de vol. Ces dispositifs sont escamotés pour les autres phases de vol car ils sont fragiles et augmenteraient trop la trainée de l’aile.
- Les volets sont des surfaces mobiles disposées sur le bord de fuite et que l’on peut incliner vers le bas. La plupart des avions en est munie, même les appareils légers.
- On trouve, souvent sur des avions plus performants des dispositifs escamotables ayant la même fonction sur le bord d’attaque de l’aile : Les becs de bord d’attaque.
Enfin, des surfaces fixes verticales peuvent être placées sur les saumons d’aile. Il s’agit des winglets, qui sont destinés à réduire la trainée.
