La traînée d'interférence.
Elle est due aux fortes turbulences (voir même écoulement
tourbillonnaire) provoquées par la rencontre d'écoulements de
directions différentes aux emplantures des ailes et de la queue par
exemple.
Elle se combat en "arrondissant" les angles à ces endroits.
La traînée induite.
La "distribution" des forces aérodynamiques et l'écoulement de l'air sur
l'extrados ressemblent théoriquement à
ça:
Composante (t), que l'on voit ici:
Avec Pv, la composante strictement verticale de la portance; F, la force
aérodynamique, qui est toujours perpendiculaire au flux d'air; et T, une
force orientée vers l'arrière et qui s'apprente donc à une traînée. Elle
est tout simplement le résultat du fait que le flux est descendant et
donc la force aérodynamique, perpendiculaire au flux, n'est pas
strictement verticale (après décomposition, il apparaît naturellement
une composante vers l'arrière et c'est cette traînée.). On ne la compte
pas séparément, elle est intégrée dans la dépendance de la traînée avec
l'incidence, mais, en fait, elle est déjà une "sorte" de traînée
induite...
Parce que ce n'est pas tout...
Vous le savez, il existe une différence de pression entre l'intrados
et l'extrados.
À cause de cette différence de pression, de l'air en provenance de
l'intrados contourne l'extrémité de l'aile pour rejoindre l'extrados.
Ce mouvement est à l'origine de la formation de tourbillons (parfois
puissants) aux bouts des ailes.
Mais cette différence de pression est aussi à l'origine d'une
déviation de l'ensemble de l'écoulement vers l'intérieur sur
l'extrados et vers l'extérieur sous l'intrados.
Sur l'extrados, l'écoulement ressemble au dessin ci dessous:
Et sous l'intrados, à cet autre dessin ci dessous:
Lorsque les deux écoulements se rejoignent au bord de fuite, ils se
croisent, formant de petits (tout petits) tourbillons en aval de
l'aile.
Ces petits tourbillons viennent s'ajouter aux gros tourbillons qui se
forment aux bouts des ailes.
Ils participent en partie à la traînée induite dont nous parlons.
La traînée induite est inévitable parce qu'elle est le "prix à payer"
pour la portance, et elle dépend essentiellement de ces
tourbillons qui se forment au bout des ailes.
Comment?
Vous le savez, du fait de la portance, il
existe une différence de pression entre l'intrados et l'extrados. À
cause de cette différence de pression, de l'air en provenance de
l'intrados contourne l'extrémité de l'aile pour rejoindre l'extrados.
C'est illustré par cette image:
Mais cette image est trompeuse parce
qu'elle a été simplifiée pour mieux correspondre à ce que l'on voit
(les tourbillons d'extrémités (ou de "saumon") de voilure).
Dans la réalité, ces tourbillons
entraînent plus ou moins avec eux l'air environnant, et cela bien au
delà de cette zone (les saumons d'aile) où le phénomène est parfois
visible.
Comme ceci:
Sauf que l'effet est beaucoup beaucoup
moins fort.
Bref, ces tourbillons ont tendance à
entraîner la masse d'aire alentour dans un mouvement descendant au
niveau de l'extrados.
Du coup, l'écoulement de l'air sur
l'extrados qui ressemble théoriquement à ça:
Avec, pour rappel, Pv, la composante
strictement verticale de la portance; F, la force aéerodynamique qui
est toujours perpendiculaire au flux d'air; et T, cette force orientée
vers l'arrière et qui s'apprente donc à une traînée.
Cet écoulement d'air "théorique" sur
l'extrados va être influencé par ce mouvement descendant "parasite",
un peu comme ça:
La flèche du haut représente ce mouvement
descendant supplémentaire et non désiré.
La combinaison des deux augment la pente
du flux et donne un mouvement général de ce genre:
Sur lequel on remarque immédiatement
l'augmentation de la pente et donc de l'inclinaison de F et donc de la
longueur de T qui devient Ti, et ça, c'est la traînée induite.
Les winglets, en diminuant ces
tourbillons et donc ce mouvement descendant dimminuent donc cette
traînée induite.
La portance étant due à une déviation
vers le bas (au besoin, revoir les pages consacrées à la portance),
pourquoi ce mouvement descendant serait ici nocif? C'est que celui-ci
n'est pas directement du à l'action de l'aile, et donc
il ne crée pas en retour une force de réaction sur l'aile qui
équivaudrait à une portance.