La fonction de l'aile
Les ailes ont une fonction très particulière et extrêmement importante pour un avion, sans elles, il ne sert à rien. Alors, à continuation nous étudierons en approfondi la fonction de l'aile.
Les paramètres géométriques de l’aile sont les suivants :
-
Extrados : surface supérieure de l’aile
-
Intrados : surface inferieure de l’aile
-
Bord d’attaque : bord antérieur de l’aile
-
Bord de fuite : bord postérieur de l’aile
-
Corde : droite joignant le bord d’attaque au bord de fuite. La profondeur f est la longueur de cette corde.
-
Ligne moyenne : ligne passant par tous les points équidistants de l’extrados et de l’intrados
-
Epaisseur : distance maximale entre l’intrados et l’extrados mesurée perpendiculairement à la corde
-
Angle d’incidence : angle formé par la direction du vent relatif et la corde du profil
-
Envergure : c’est la distance entre les deux extrémités de l’aile
Il existe des systèmes appelés hypertenseurs. Ce sont des volets mobiles placés au bord de fuite, ou des becs placés au bord d’attaque. Ils sont actionnés par le pilote et permettent de jouer sur le profil de l’aile et sa surface, et ainsi sur la portance et la traînée.
- Les surpressions
Une lasse d’air en suppression tend toujours à se déplacer vers une autre masse en dépression. Ce principe est en relation avec le fait que naturellement la pression des masses d’air s’équilibre pour être partout la même. C’est vers le premier tiers du profil que la surpression sur l’intrados et la dépression sur l’extrados sont les plus élevées.
Les textes de vulgarisation expliquent qu’en raison de la courbure plus importante de l’extrados, l’air a une distance plus importante a parcourir qu’au dessous. Ainsi, puisque l’air parvenant au bord d’attaque se sépare de courant, le courant supérieur – effectuant un trajet plus long – doit donc accroitre sa vitesse.
(Conférer aux expériences du principe de bernoulli sur la page "Expériences")
- Exemple de Venturi
L’aile est un obstacle au passage de l’air (bien que l’air puisse circuler librement au dessus de l’aile). Nous voyons sur la figure que la ligne des courants se ressert sur l’extrados, ce qui illustre un accroissement de vitesse et donc une baisse de pression.
Il existe une variété d’ailes dont les profils sont adaptés a différents types d’avion : dans le cas du profil biconvexe symétrique, la ligne moyenne est rectiligne. Pour les profils dissymétriques ou plan-convexes ocreux la ligne moyenne est une courbe avec une seule courbure. Les profils biconvexes conviennent aux avions de tourisme, aux planeurs… Les profils plan-convexes sont plutôt utilisés pour les avions légers et les planeurs. Les profils creux (à grande portance) sont adaptés pour les planeurs lents, alors que les profils autostables sont plutôt utilisés pour les ailes volantes.
Généralement, les ailes des avions lents auront une épaisseur plus grande que les avions de ligne, ou les avions avions de chasse : les profils épais ont une grande portance, mais aussi une grande traînée. Pour un avion très rapide, un coefficient de portance moyen peut être compensé par une grande vitesse, mais une traînée trop forte serait trop coûteuse en énergie.
Les avions de ligne, (Boeing 747 par exemple, 300 tonnes) devront atteindre une forte vitesse au décollage, sur une longue distance (environ 3 km). La masse des avions de chasse ont une masse beaucoup plus faible (16 tonnes pour un mirage F1) et une puissance de propulsion élevée ; le décollage se fera sur une distance plus courte (500 m en moyenne). Les avions de type Cessna ont une bonne portance, un poids faible (1 tonne), et une petite vitesse ; ils décolleront donc sur une distance courte (environ 300 m).
