LES PROFILS PLATS ET LES AILES EN FLECHE

La portance peut elle éxister sur un profil parfaitement plat? Oui, sous certaines conditions.

En fait, sur une surface plane, la portance est nulle à angle d'attaque nul, et le décrochage se fait très tôt. Mais pour de petits angles d'attaque, un tourbillon se forme au bord d'attaque et y reste accroché formant un bord arrondi virtuel qui permet au flux d'air de suivre le contour comme ceci:

Sitôt que l'angle d'attaque devient conséquent, les tourbillons se généralisent et le décrochage apparait.

Le Mirage 2000 est équipé de petits canards au profil plat qui génèrent portance et vortex dans une fourchette d'angle bien précise. Il peuvent ainsi générer des vortex lorsque l'angle d'attaque augmente, tout en étant parfaitement neutres à plat, quand la génération de vortex est inutile.

Quelques mots à propos des ailes en flèche dont nous reparlerons aussi au chapitre consacré au vol transsonique et supersonique.

Les ailes en flèche ont pour but, une meilleur pénétration dans l'air aux hautes vitesses, un effet retard sur l'apparition du Mach critique (on en reparlera), et la possibilité de laisser l'aile à l'intérieur du cone de Mach (on en reparlera aussi).

D'un point de vue portance, l'aile en flèche est un peu différente. Par exemple elle peut être le siège de tourbillons (vortex) sur l'extados qui se forment spontanément sous incidence et qui peuvent améliorer la portance. C'est tant mieux, car coté portance, l'aile en flèche par avec un handicap du précisément à sa flèche.
Comme on peut le voir ici:

La portance, qui dépend énormément de la vitesse du flux sur le profil dans le sens du profil, est donc plus faible sur l'aile en flèche.
De plus:

Si la couche limite s'épaissit, la partie de cette couche limite dont la vitesse est faible à presque nulle, s'épaissit aussi.

On voit ici la variation d'épaisseur de la couche limite suivant qu'elle ralenti (en haut à droite) où qu'elle accélère (en bas à gauche)

Par contre, l'adhérence due à la viscosité reste la même et aura plus de mal à retenir une "grosse" couche limite qui, si elle se décolle deviendra turbulente et il y aura décrochage.

Les ailes en flèche et les ailes delta peuvent décrocher aux extrémités de chaque aile, et lorsque cela survient, le décrochage s'étend à toute l'aile par "contagion" de proche en proche. Pour y remédier, plusieurs techniques existent.

1)La cloison: elle sépare l'aile en deux ou plus de parties pour éviter la "contagion"; comme sur ce Su7:

2)La fente d'aile: elle produit une sorte de cloison faite d'une "barrière" d'air et de 2 petit vortex attachés à cet endroit.

1)La cloison; 2) La fente d'aile; 3)Le décrochement de bord d'attaque 4)Les inducteurs de vortex d'extrados.

3) Le décrochement de bord d'attaque: le vortex qu'il produit forme une barrière qui reste attachée à cet endroit. De plus, les vortex retardent le décrochage ( on en a déja parlé).

4)Les inducteurs de vortex sur l'extrados: comme tous les vortex bien orientés, ils rendent de l'énergie à la couche limite pour retarder le décollement.

Bien que les ailes en flèche et delta génèrent spontanément des vortex hors dispositifs particuliers, ceux -ci ne sont pas "fixés" à un endroit spécifique et ne forment donc pas une barrrière.

Les vortex apparaissent tout au long du bord d'attaque, ils se mélangent et se chevauchent.

Un décrochement de bord d'attaque en produirait spécifiquement liés à cet endroit, et passant sur l'extrados sans suivre le bord d'attaque.