II-1) Profil d'une aile

 

II-1) PROFIL D’UNE AILE

 

    Comme nous l’avons expliqué dans le premier chapitre, on appelle profil d’aile la forme de la coupe transversale d’une aile. Plusieurs critères le caractérisent et sont à la base des propriétés de l’aile, et de l’appareil (ou oiseau) auquel elle est rattachée.

 

UNE VUE D’ENSEMBLE

 

·        Avant d’entrer dans les détails, il semble essentiel de faire le point sur nos connaissances et d’y ajouter quelques notions importantes, qui permettront de mieux comprendre la suite, sans y revenir sans cesse.

 

·        Lorsqu’on observe un profil d’aile, on réalise plusieurs mesures essentielles, qui sont la base de l’étude aérodynamique… On les représente sur un schéma, que nous allons tenter d’expliquer.

 

 

v     MESURES REMARQUABLES

  • Il est important, avant toute chose, de se rappeler des quatre « pôles » de l’aile : le bord d’attaque / le bord de fuite et l’extrados / l’intrados.

 

  • Autre notion déjà rencontré, la corde du profil, noté c. Pour rappel, c’est la droite passant par les extrémités du profil, d’une part au bord d’attaque, d’autre part au bord de fuite. Le plus souvent on la mesure par une distance en mètres.

 

  • ATTENTION ! La corde ne doit pas être confondue avec la ligne moyenne du profil, notée L. Il s’agit, cette fois ci, d’une autre ligne de référence qui passe par les mêmes extrémités, mais épouse la forme du profil, de sorte qu’elle le délimite en deux parties d’aires égales.

 

  • Enfin l’épaisseur maximale de l’aile est la distance maximale existante entre d’une part l’extrados, d’autre part l’intrados.

v     CORRESPONDANCE DE CES MESURES

·        L’épaisseur relative d’un profil (e rel.)est le rapport de l’épaisseur maximale sur la longueur de la corde (utilisation nécessaire de la même unité). Le résultat obtenu peut être exprimé en termes de pourcentage s’il est multiplié par 102.

 

·        La flèche (noté f) est la distance maximale entre la corde et la ligne moyenne du profil. Elle définit donc sa courbure.

 

 

UN PROFIL ADAPTE

 

  Nous avons vu, au début de notre démarche, que les coefficients de traînée et de portance variaient d’une aile à l’autre, selon le profil utilisé. Les caractéristiques que nous venons d’énoncer sont à l’origine de ces variations. Voyons dés maintenant comment chacune d’elle intervient dans ce phénomène.

 

 

v     IMPORTANCE DE L’EPAISSEUR RELATIVE

 

 

Þ   Sur le coefficient de portance

 

·        L’épaisseur relative du profil d’aile ne modifiant pas, à proprement parler, sa forme, il n’a aucune influence sur le coefficient de portance, sauf dans des cas exceptionnels, où l’aile a une forme irrégulière, bien entendu.

 

Þ   Sur le coefficient de trainée

 

·        Toutefois, elle a une certaine importance en ce qui concerne le coefficient de traînée. En effet, qui dit épaisseur relative plus importante, dit surface de l’aile exposée au vent relatif plus importante, et donc frottements plus importants.

 

·        Prenons des exemples. Un avion ou un oiseau ayant besoin d’une pénétration dans l’air facilitée, permettant une accélération rapide, comme les rapaces diurnes ou avions de chasse, aura nécessairement besoin d’une traînée assez faible. Les profils privilégiés seront de ce fait ceux qui ont une épaisseur relative peu importante…

 

Þ   Et la résistance ?

 

·        Puisque l’épaisseur relative n’a aucune influence sur la portance, on pourrait croire qu’il est toujours utile qu’elle soit faible, tant elle est bénéfique à la perte de traînée… Cependant, la résistance d’une aile est très affaiblie si le profil a une épaisseur relative peu élevée. Les oiseaux, eux, ne connaissent pas ce problème.

 

 

v     IMPORTANCE DE LA FLECHE

 

Þ   Sur le coefficient de portance

 

·        Cette fois ci, c’est bien sur le coefficient de portance que la flèche à une influence. En effet, elle détermine le caractère plus ou moins « creux » de l’aile. Une aile dont la flèche est très importante sera particulièrement creuse. Cette caractéristique accentue la différence de longueur entre l’extrados et l’intrados, et donc, le phénomène de portance.

 

 

·        Un oiseau ou un avion qui aura besoin de prendre de l’altitude très rapidement privilégiera une flèche plus importante, par exemple. C’est le cas de certains planeurs à usage récréatif.

 

 

FAMILLES DE PROFILS

  En aéronautique, on regroupe souvent les profils d’aile en grandes catégories afin de meixu les reconnaitre.

·        Les profils biconvexes sont convexes (bombés), à l’extrados comme à l’intrados, et ont de ce fait une flèche faible.

 

·        Les profils plan convexes sont des profils dont l’extrados est convexe et l’intrados est absolument plat (d’où le nom de plan). Leur flèche est plus importante.

 

·        Les profils creux sont des profils dont l’extrados est convexe et l’intrados est concave, ils ont quant à eux, une flèche très importante.

 

·        D’autres profils, plus chers et plus perfectionnés, qui font l’objet d’études spécialisés voit leurs faces changer de formes du bord d’attaque au bord de fuite. On à l’exemple célèbre du profil autostable, peu répandu, qui voit son bord de fuite relevé, et permet d’atteindre des performances aérodynamiques quasi-parfaites, en dépit de sa mise en œuvre presque irréalisable.

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