INFOS A MACH 1 ET PLUS, LA SUITE.
Il y a quelques temps, on montrait les différences entre un angle et une courbe (les expansions selon Prandtl-Meyer, la ferrari sur la colline, tout ça.). Ici, on va encore comparer, mais à l'aide de profils d'aile cette fois.
Ici, l'expansion est "concentrée" sur l'angle, là où commence la partie "divergente".
Une petite zone supersonique apparaît sur le bord d'attaque du dessin de droite uniquement, pourquoi?
Parce que l'angle d'incidence y est non nul et il se crée alors une sorte de "bourrelet" constitué d'un tourbillon au point 0 (comme sur un profil plat en incidence, souvenez-vous).
Ce bourrelet est un sommet, il y a donc expansion et accélération dessus.
L'onde de choc à l'avant ne touche pas le bord d'attaque, elle est dite : "détachée".
En fait, l'onde de choc est détachée parce qu'elle est maintenue "à distance" par une zone d'air dense, une sorte de coussin qui apparaît contre le bord d'attaque.
Ce "coussin" est du à la compression de l'air pratiquement "stoppé" par le choc sur le bord d'attaque. Ce "coussin" diminue avec l'augmentation de la vitesse pour disparaître aux alentours de mach 1.4.
C'est pourquoi, on représente toujours les écoulements supersoniques avec une zone subsonique en forme de "bourrelet" devant le bord d'attaque entre Mach 1 et Mach 1.4.
Si l'on remplace le profil "losange" par un profil "à facettes", on obtiendra, cette fois, plusieurs zones d'expansion.
Il y aura une expansion après chaque segment A, B, ou C, à chaque "coin" si vous voulez.
Plus il y a de facettes, plus il y a de zones d'expansion.
Pour une infinité de facettes, une courbe, il y aura tout le temps une expansion, donc une expansion continue.
Les tangentes D1 et D2 rappellent l'explication utilisant la voiture (le vol transsonique et supersonique 3), et symbolisent les "facettes".
Il y a une tangente en chaque point, donc une expansion en chaque point.
L'onde de choc est ici représentée : "attachée", La vitesse est donc supérieure à Mach 1.4
L'angle d'inclinaison des ondes de Mach est tel que : sinus alpha = 1/M, avec alpha = l'angle entre la ligne de Mach et la paroi ou la tangente à la paroi pour une courbe et M = nombre de Mach.
En prolongeant les bords d'attaques et de fuites d'un profil par des lignes horizontales, on peut y dessiner les ondes de Mach qui correspondraient à la vitesse à cet endroit.
Au contact du bord d'attaque, l'air est brusquement ralenti, et l'onde correspondante (qui sera l'onde de choc) se redresse donc légèrement (si M diminue, 1/M augmente et donc sinus alpha augmente et l'angle se redresse).
Ensuite, la vitesse augmente, ce qui devrait faire pencher les lignes de Mach. Mais leur angle est défini par rapport à la tangente (par exemple: A B), et, au début du profil, les tangentes sont fortement redressées, avec pour conséquence: le redressement des lignes de Mach.
Après cela, les lignes se penchent de plus en plus vers l'arrière par la combinaison de l'augmentation de vitesse et de la courbe qui "tourne" vers la droite inclinant les tangentes vers l'arrière.
Au bord de fuite, l'expansion se termine, le flux ralenti pour retrouver les conditions d'avant l'arrivée sur le profil, et donc, les lignes se redressent.
Ces modifications d'angle des ondes de Mach font apparaître les ondes de choc comme les bissectrices des ondes de Mach à chaque bord.
On peut aussi considérer les ondes de choc comme le résultat du "téléscopage" des ondes de Mach.
