Portance aile en flèche vs aile droite

[Bensky]

Idem alors que la Fig 33 semble cohérente. Je vais relire.

[SpruceGoose]

Assez bizarement, je trouve tres suspect la courbes CD_Min fonction du mach pour les ailes en fleche (fig. 35)

je dispose (Mig-21, F-5, F-4...) et qui montrent toutes une bosse franche avec un maxi autour de M1.2, exactement comme le montre la figure 36 (ce qui semblerai indiquer que ce sont des avions à aile droite...)

Pour illustrer mon propos, voici une figure extraites de la la p.72 de "NASA_CR-2144 : Aircraft Handling Qualities Data, by Robert K. Heffley and Wayne F. Jewel, NASA December 1972." relatives au F-4C dont la flèche au 1/4 de la corde est de 45 deg.

Je ne vois pas d’incohérence.

Cet ouvrage de vulgarisation ne traite pas d’un profil particulier mais dans le cas qui nous concerne, l’effet de la flèche, il montre comment évolue certains paramètres lorsque cette flèche varie.

Dans la figure 33, dessin en haut et dessin en bas à gauche, il est montré comment le Cx fléché évolue par rapport au Cx non fléché.

La valeur Cx augmente moins brutalement en transonique et plus tardivement avec l’augmentation de flèche.
Ensuite, après le maxi (toujours inférieur au non fléché), ce Cx diminue en pente environ équivalente au point de mach considéré.

Les 2 dessins de la figure 33 sont équivalents.

La valeur du mach des dessins ne correspond pas spécialement à tel ou tel profil particulier – ou inversement peut correspondre à un profil particulier qui n’est pas proche de celui du F4 ou Mig que tu relates.

Sur la figure 36, l’aspect général de la courbe Cx vs mach correspond bien à celle de la figure 33. C’est déjà rassurant.

Mais ce profil correspond certainement plus à celui du F4 et Mig que tu évoques (bosse autour de M 1.2).
On n’indique pas l’angle de flèche ou quoi que ce soit. C’est une représentation générale.

L’échelle de mach du dessin 36 aurait très bien pu être décalée vers la gauche afin de correspondre à la figure 33 (avoir la bosse dans une zone de mach plus forte).


Imagine par exemple que tu dois expliquer rapidement cela à un candide. Tu tracerais des courbes sans forcément y mettre des valeurs précises de mach ou de Cx en choisissant un profil particulier.
Tu tracerais l’allure générale en commentant les différences d’aspect et tu indiquerais les avantages ou inconvénients que le tracé fait apparaître.
Après si tu illustres par des courbes de profils bien spécifiques, tu expliquerais que sur ce profil A la pente ici est plus importante que celle du profil B, mais un peu équivalente à celle du profil C etc…

La vulgarisation, c’est tout simplement ça. On ne traite pas d’un objet particulier mais de l’ensemble des objets d’une même famille.
On essaye de donner une idée globale du phénomène, et libre à l'intéressé d'approfondir s'il le désire (au sujet ou du père, ou de la mère, ou de la soeur...)

* * *

[TOPOLO]

Alors on va être plus clair, je ne connais aucune voilure de jet telle que zero-lift Drag Coef à M1.2 soit inférieure à celle à M1.4 (et ceci inclu les polaires du Mig-23 à 72deg de fleche ou celles du SR-71 et du XB-70) ni même qui resemble à la figure 35.
Si on veut montrer l'influence de la flèche sur la loi Zero-Lift-Drag(Mach), on peut comparer les courbes pour le F-4 , fleche=45, à gauche et celle du F-104, fleche=45deg, à droite, (flèche mesure au 1/4 de corde aéro)
En comparant la forme des deux courbes, je ne m'imagine pas illustrer cette différence par quoi que ce soit qui resemble à la figure 35 que tu cites.

Par contre, on pourrait étudier les polaires comparées pour plusieurs nombre de mach pour les 2 valeurs de flèches extrèmes du Mig-23 (de mémoire 16 et 72 deg), comme cela on garde le même profil et on fait juste varier la flèche.

Si j'ai un peu de temps demain je mets les images en ligne, et on pourra ensemble proposer une analyse qualitative... si on trouve qqchose de pertinent.

PS. je n'ai jamais trouvé d'ouvrage de vulgarisation de méca vol trans ou supersonique qui ne me pose pas de vrais problème, j'irai même plus loin, toutes les affirmations générales que j'ai pu moi même tenir sur l'aéro dans ces domaines de mach ont toutes été démenties par un cas ou exemple concret (et pas un cas marginal tiré par les cheveux)... la seule chose que l'on peut dire c'est que la trainée le coefficient de trainée [EDIT suite à commentaire de SpruceGoose] est plus fort autour de M1.1 que partout ailleurs, que si on note M1 la valeur de mach pour laquelle CDmin est maximal le ratio CDmin(M1)/CDmin(0.2) est presque toujours supérieur à 1.8 ou 2 dans le meilleur des cas, et bien pire dans les autres, et aussi que, en règle général, le coefficient de portance maxi CLmax est plus faible en zone transonique (et encore il y a au moins un contre exemple)
En dehors ce ça, c'est le tunel ou les éléments finis...

[SpruceGoose]

je ne connais aucune voilure de jet telle que zero-lift Drag Coef à M1.2 soit inférieure à celle à M1.4

J'ai lu vite fait le texte associé à l'image 35 et 36.

En fait en ordonnée il s'agit de la valeur de traînée totale du profil (décomposée en traînée d'onde +.... ) et non pas du coefficient de traînée.

* * *

[TOPOLO]

Pour en rajouter une couche sur les idéees préconcues, j'ai raconté longtemps que le CDmin était toujours supérieur en supersonique par rapport au subsonique... jusqu'à ce que je tombe sur le XB-70, dont les CDmin sont égaux à M0.2 et M2.0, et qui baisse encore ensuite, soit CDmin(M=2.5) < CDmin(M0.2), mais là j'admet que c'est un cas particulier.

[TOPOLO]

J'ai lu vite fait le texte associé à l'image 35 et 36.

En fait en ordonnée il s'agit de la valeur de traînée totale du profil (décomposée en traînée d'onde +.... ) et non pas du coefficient de traînée.

* * *

OK, tout s'explique alors, mais avoue que la presentation est trompeuse (enfin pour moi en tout cas)

[SpruceGoose]

C'est bien marqué Drag Profile sur l'axe des ordonnés.

En fait il faut lire le texte d'abord, et ensuite se référer aux courbes.


* * *

[TOPOLO]

C'est bien marqué Drag Profile sur l'axe des ordonnés

Oui j'ai abusivement interprété les figures 35 et 36 par rapport à la figure 37 ou l'ordonnée est CL... boulette !

PS, un E fera aussi bien l'affaire...

[Rems29]

Bonjour à tous,

Je suis tombé par hasard sur ce forum que je ne connaissais pas en faisant une recherche sur l'expression du coefficient de portance en fonction de l'incidence pour les ailes en flèche.
Très intéressant cette discussion.

Alors petite question :
En partant de la formule L=1/2*rho*S*V²*Cz et en utilisant la méthode des tranches
avec S=c*dy (c = corde, dy=petit élément d'aile de largeur dy, y variant sur l'envergure de l'aile)
Soit donc dL = 1/2*rho*c*dy*V²*Cz
- On sait que pour les ailes sans flèche on peut relier le coefficient de portance à l'angle d'incidence i par une relation linéaire pour les petits angles :
Cz = a0*i
avec a0 constante (enfin dépendant du nombre de Mach et de l'aspect ratio...)

Qu'en est il du cas des ailes en flèche ?
Pour une aile en flèche type NACA biconcave symétrique simple, peut on écrire, pour un angle de flèche lambda :

dL = 1/2*rho*(c*cos(lambda))*dy*(V*cos(lambda))²*a0*i avec le même a0 ?

Je m'explique :
si on se place dans le repère local de l'aile, la corde de l'aile devient c*cos(lambda), la vitesse devient V*cos(lambda).

Je m'y perd la dedans car j'ai aussi vu l'expression : Cz = a0*cos(lambda) pour une aile en flèche. Ce qui donnerait a priori :
dL = 1/2*rho*c*dy*V²*a0*cos(lambda)*i
c'est à dire un cos(lambda) seul et non au cube !

Tout ça bien sûr en considérant l'aile indéformable !

Merci de votre aide !

[ironclaude]

Shot at 2010-10-17

config haute vitesse tout replié, config basse vitesse tout déplié...

[pOy-yOq]

Le phénomène discuté dans ce sujet est illustré (arrêtez moi si je me trompe...) en aviation légère (et dans les autres) en virage : un virage dérapé ("bille extérieure") va augmenter la vitesse de décrochage alors qu'un virage glissé ("bille intérieure") va diminuer cette dernière, d'où l'importance de coordonner ses virages à faible vitesse.

J'ai dis des bêtises?

[SpruceGoose]

En virage, si tu es à grande incidence, l'aile opposée à la bille risque de décrocher en premier --> vrille.

* * *

[SpruceGoose]

Alors petite question :
En partant de la formule L=1/2*rho*S*V²*Cz et en utilisant la méthode des tranches
avec S=c*dy (c = corde, dy=petit élément d'aile de largeur dy, y variant sur l'envergure de l'aile)
Soit donc dL = 1/2*rho*c*dy*V²*Cz
- On sait que pour les ailes sans flèche on peut relier le coefficient de portance à l'angle d'incidence i par une relation linéaire pour les petits angles :
Cz = a0*i
avec a0 constante (enfin dépendant du nombre de Mach et de l'aspect ratio...)

Qu'en est il du cas des ailes en flèche ?
Pour une aile en flèche type NACA biconcave symétrique simple, peut on écrire, pour un angle de flèche lambda :

dL = 1/2*rho*(c*cos(lambda))*dy*(V*cos(lambda))²*a0*i avec le même a0 ?

Je m'explique :
si on se place dans le repère local de l'aile, la corde de l'aile devient c*cos(lambda), la vitesse devient V*cos(lambda).

Je m'y perd la dedans car j'ai aussi vu l'expression : Cz = a0*cos(lambda) pour une aile en flèche. Ce qui donnerait a priori :

dL = 1/2*rho*c*dy*V²*a0*cos(lambda)*i

c'est à dire un cos(lambda) seul et non au cube !

Il y a une erreur dans ton raisonnement qui saute de suite aux yeux sans faire aucun calcul.

Ton profil de corde c à flèche nulle (qui représente la corde minimale) ne peut pas se retrouver en c*cosF car c*cosF est inférieur à c.

Tu ne peux pas avoir une corde c' plus petite que celle qui est déjà minimale c.

Il y a là une impossibilité physique flagrante.

Ton dy se balade toujours le long du bord d’attaque et reste dy.

Cela implique que S = c*dy ne change pas, flèche ou pas.

Par contre la vitesse d’écoulement sur l’aile en flèche doit rester perpendiculaire au bord d’attaque puisque on balaye la surface de l’aile sur la direction dy.

Donc, n’apparaît qu’un seul cosF dans l’expression.


* * *

[Rems29]

Avant tout, Merci pour la réponse SpruceGoose et bonne année à tous.

Je vois l'erreur de raisonnement, en effet.
Par contre, si je suis ton raisonnement, l'expression est donc dans le repère local de l'aile :
dL = 1/2*rho*c*dy*(V*cos(lambda))²*a0*i ce qui donne un cosinus au carré et non un seul cos.

Autre question, pourquoi parles tu de corde minimale ?

[Krasno]

Si tu considères ton aile comme un rectangle, la corde (mesurée parallèlement au fuselage) ne peut être plus faible que la largeur du rectangle. Quand tu donnes de la flèche à ton aile, elle ne peut qu'augmenter.

[SpruceGoose]

La longueur minimale parcourue par une molécule d'air allant du bord d'attaque vers le bord de fuite est la corde c.

Ou bien tu considères ce cas de figure (Krasno) lorsque la flèche F est différent de zéro, et donc cela implique que seul le vecteur vitesse est affecté par le cosinus de F dans toute l'expression; ou bien tu considères le cas où le vecteur vitesse reste parallèle au fuselage, auquel cas la surface S change en devenant (dy * (c/cosF)) mais le profil a également changé donc le Cz.

Le cas le plus simple étant bien sûr le premier car on ne change pas le profil. Donc le cosinus est élevé au carré car affecté au vecteur vitesse.

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[Dare2]

La longueur minimale parcourue par une molécule d'air allant du bord d'attaque vers le bord de fuite est la corde c.

Ou bien tu considères ce cas de figure (Krasno) lorsque la flèche F est différent de zéro, et donc cela implique que seul le vecteur vitesse est affecté par le cosinus de F dans toute l'expression; ou bien tu considères le cas où le vecteur vitesse reste parallèle au fuselage, auquel cas la surface S change en devenant (dy * (c/cosF)) mais le profil a également changé donc le Cz.

Le cas le plus simple étant bien sûr le premier car on ne change pas le profil. Donc le cosinus est élevé au carré car affecté au vecteur vitesse.

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Le serait aussi simple que ca si les particules d'air se deplacaient toujours dans le sens de la corde dans le cas d'une aile a fleche moderee a forte.

Par experience l'aile droite produit le plus haut taux de portance, si on prend en compte les phenomene parasitaires comme les fuites de pression en bout d'aile et autre decrochage locaux, l'aile en fleche inversee arrive second mais c'est de la generalisation sans cosinus.

[SpruceGoose]

Nous restons ici dans la vulgarisation de bââââââse !

* * *

[Dare2]

Nous restons ici dans la vulgarisation de bââââââse !

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Exactement, on est pas tous St Cyriens, surtout pas moi, mais cette base est saine du moins et ce sur quoi j'ai vole, y-compris planeur a fleche inversee, demontre les qualitees specifique a ces dessins.

J'ai pas fait de vol sur aile en fleche "normale" tiens...

Le truc qui m'a le plus frappe c'est le MS-880 avec ses volets, on pouvait le faire voler a reculon (repere sol) a 1.150/1.300 rmp et un peut de vent dans le nez.

L'exeption a laquelle tu pourait penser et sur laquelle je t'invite a t'exprimer c'est l'aile delta...

[SpruceGoose]

L'exeption sur laquelle... je t'invite a t'exprimer c'est l'aile delta...

Laisse moi le temps d'étudier à fond les 3 premiers tomes du Mirage III de chez DTU et certains autres manuels... !

* * *

[Dare2]

Laisse moi le temps d'étudier à fond les 3 premiers tomes du Mirage III de chez DTU et certains autres manuels... !

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Oooooch.

J'ai pas ca a la maison mais de tres bon article de la NASA/Dryden ou ONERA.

http://search.nasa.gov/search/search.js ... SA=baynote

Ca me plait bien le delta d'ailleur j'ai ete tres content d'aprendre que le premier Delta(/Canard) etait Francais...
http://museedelta.free.fr/payen/avions_ ... _payen.htm

[SpruceGoose]

C'est incroyable ce qu'on apprend des anciens pilotes de Mirage III à propos des possibilités de cet avion (chez DTU).

Plus : voir ici
http://www.checksix-forums.com/showthread.php?t=165743


Par contre pour les autres manuels... c'est du domaine de la Forbidden Forest (vous savez, celle de Harry Potter)... alors chuuut !

* * *

[Dare2]

Le phénomène discuté dans ce sujet est illustré (arrêtez moi si je me trompe...) en aviation légère (et dans les autres) en virage : un virage dérapé ("bille extérieure") va augmenter la vitesse de décrochage alors qu'un virage glissé ("bille intérieure") va diminuer cette dernière, d'où l'importance de coordonner ses virages à faible vitesse.

J'ai dis des bêtises?

C'est surtout le resultat, ou plutot l'angle d'attaque et de fleche (relative) qui va faire la difference, surtout si ton fuselage est assez proeminent pour masquer une partie de ton aile, je pense surtout a l'emplanture.

On utilise cette attitude pour des aterrisage tres court, du genre pente de descente doublee (jusqu'a 45* et plus) avant de realigner en courte finale mais tu aura une aile basse (exterieure) et l'autre "deventee".

En cas de feu moteur tu peut aussi utiliser la glissade en virage ou ligne droite pour (tenter d') etoufer le feu.

Dans tous les cas, la portance est assymetrique et la prudence est de mise, du fait qu'une aile va decrocher avant lautre...

[Dare2]

C'est incroyable ce qu'on apprend des anciens pilotes de Mirage III à propos des possibilités de cet avion (chez DTU).

Plus : voir ici
http://www.checksix-forums.com/showthread.php?t=165743


Par contre pour les autres manuels... c'est du domaine de la Forbidden Forest (vous savez, celle de Harry Potter)... alors chuuut !

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Oui mais.

Ici on parle surtout des IIIS dont les surface canard en fesaient des avions tres different des IIIE et autres non-canards.

Je posterais un lien sur les resultats des essais en vol des IIIS des que je le retrouve, tu vas adorer.

http://www.flightglobal.com/pdfarchive/ ... 03298.html

http://www.flightglobal.com/pdfarchive/ ... 03299.html

http://www.flightglobal.com/pdfarchive/ ... 03300.html

Voila. Canard Mirage in TEST, Flight International 1985.

[SpruceGoose]

Oui mais.

Ici on parle surtout des IIIS dont les surface canard en fesaient des avions tres different des IIIE et autres non-canards.

On parle plutôt des IIIBJ et IIIBS !

En novembre 1978, sous l'impulsion du chef du service de renseignements des Troupes d'aviation et de DCA, M. Rolf Lécher, deux pilotes suisses sont invités par l'Armée de l'air israélienne à venir se familiariser avec les méthodes de combat qui conduisirent au triomphe de ses Mirage contre les forces aériennes arabes.

Ce sont deux pilotes de Mirage III S très expérimentés qui sont choisis pour cette mission: le colonel EMG Leuthold et le major EMG Carrel. Hôtes de l'Escadron 117 sur la base aérienne de Ramat-David, ils sont mis tous deux au bénéfice de trois vols d'endoctrinement sur Mirage III BJ en compagnie de deux des plus grands as de l'IAF, le lieutenant-colonel Kobi Richter (Cdt escadron 117) et le major Eli Adar.

Le résultat est stupéfiant et les pilotes suisses n'en croient pas leurs yeux. Sur des bases scientifiques qu'ils mettront très généreusement à disposition du chef de l'Equipe d'expérimentation opérationnelle (major EMG Carrel), les Israéliens ont constaté que la seule partie du domaine de vol de leurs Mirage qui s'avère supérieure en performance à leur adversaire traditionnel qu'est le MiG 21 est très en deçà de la limite de vitesse minimum, respectivement d'incidence maximum fixée par le constructeur Dassault.

Ils la considèrent comme injustifiée à basse altitude et à basse vitesse et décident de l'ignorer. Ils procèdent à des manœuvres ahurissantes pour des pilotes de Mirage "traditionnels" comme le sont les deux Suisses.

Evoluant dans la zone rouge de l'incidence-mètre "Adhémar", ils se fient aux seuls signes avertisseurs aérodynamiques (buffeting) annonçant l'imminence d'une perte de contrôle. Cette façon d'évoluer demande non seulement un talent certain mais surtout un entraînement soutenu. Les accidents sont d'ailleurs nombreux mais sous la pression d'une menace aérienne constante, les Israéliens n'ont guère de choix.

Lorsque les deux pilotes suisses rentrent au bercail et font part de leurs expériences à leurs collègues, personne ne les croit; les plus jeunes leur reprochent même une sénilité avancée! Mais tout change lorsque l'année suivante les mêmes deux pilotes israéliens rendent une contre-visite en Suisse, où ils volent aussi bien sur Mirage III BS, qui leur est familier, que sur F-5F Tiger, qu'ils ne connaissent pas.

De la vingtaine de combats aériens simulés exécutés contre des pilotes suisses, ils sortent systématiquement victorieux. La douche est froide mais la leçon est des plus profitables. On constate une sérieuse lacune dans l'entraînement des pilotes de Mirage voué jusqu'alors essentiellement aux interceptions à hautes performances et haute altitude. Un "Service du combat aérien" est mis sur pied par le Colonel Aellen et par le major Pellanda, destiné à l'enseignement du combat aérien rapproché dans les escadrilles de chasse. Les pilotes de Mirage suisses ne tarderont pas à y devenir experts. Ces premiers contacts créeront un lien durable entre l'Armée de l'air israélienne et la Troupe d'aviation qui en profitera largement.

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