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Physique 23 : Mécanique
Dispositif hypersustentateur
La finesse aérodynamique
Modifier la portance à l'aide du
dispositif hypersustentateur
1. Finesse aérodynamique
La finesse d'un objet volant est la valeur permettant
d'évaluer sa capacité à voler. On obtient les
meilleures conditions de vol quand la finesse est maximale.
La finesse est une caractéristique aérodynamique définie comme le rapport entre la portance et la traînée. C'est aussi le rapport des coefficients de portance et de traînée Cz/Cx.
la finesse varie en fonction de la vitesse sur la trajectoire en suivant une courbe qu'on appelle la polaire des vitesses.
la finesse varie en fonction de l'angle d'incidence en suivant une courbe qu'on appelle la polaire des incidences.
Les avions ont généralement des finesses comprises entre 8 et 20:
Les avions de ligne ont des finesses comprises entre 16 et 18. L'Airbus A320 a une finesse de 17, le Boeing 747 de 17.71.
Le Concorde avait une finesse de 4 au décollage, 12 à Mach 0.95 et 7.5 à Mach 2.
2. Dispositif hypersustentateur
2.1. Définitons
• La surface alaire d'un avion ou d'un planeur est l'aire des ailes projetée sur le plan horizontal.
• La corde est la droite qui joint le bord d'attaque au bord de fuite.
• La ligne moyenne ou corde moyenne est
la ligne moyenne est la ligne à mi-distance de l'extrados et de l'intrados.
Cette ligne est généralement courbée ou "cambrée" et est plus grande que la corde.
• La flèche
La flèche notée f est la distance maximale entre la corde et la ligne moyenne du profil.
• La cambrure ou la courbure d'un profil désigne le rapport
f/c entre la flèche maximale f de la ligne moyenne et la corde c.
Cambrure = flèche/corde
Si le profil est symétrique, la cambrure est nulle.
• Hypersustentation est l'accroissement momentané de la portance,
surtout au moment du décollage et de l'attérissage à l'aide des
volets.
• volet est la partie d'une aile d'avion pouvant être braquée par rotation autour d'un axe parallèle à l'envergure de l'aile, afin de modifier la forme générale et, par suite, les caractéristiques aérodynamiques.
2.2. Dispositif hypersustentateur
Un dispositif hypersustentateur, ou volet ou flaps en anglais, est un dispositif déployé sur l'aile d'un avion pour augmenter sa portance aux basses vitesses, et rabaisser ainsi la vitesse de décrochage.
Voici un volet d'un boeing 777 sorti en préparation de l’atterrissage
ou de décollage:
Principe
Les profils d'aile sont étudiés pour avoir la meilleure finesse à la vitesse de croisière, mais pas la plus grande portance possible.
Pour augmenter la portance à basse vitesse, en particulier pendant les phases de décollage et d'atterrissage, On modifie le profil :
• augmenter la surface alaire,
• augmenter la cambrure du profil en modifiant localement le profil par des surfaces mobiles ou volets
3. Courbe de finesse
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