MYR a écrit :Merci pour ces quelques interventions. Elles sont intéressantes mais les liens vers les sites et les explications n'appréhendent pas la théorie. On ne parle que les effets sans explication réelle.
Bonjour à toutes et à tous,
Voila un débat intéressant. Qui pose plus de questions qu'il n'en résoud, apparemment...
Pourtant, toutes les réponses sont plus ou moins disponibles dans les (bons) manuels de pilotage, et à tout le moins, dans n'importe quel ouvrage traitant peu ou prou d'aérodynamique.
Je ne veux décourager personne, mais tout ce qui touche à l'aérodynamique est très indigeste...
Le phénomène est directement lié à la viscosité de l'air.
Oui, l'air est visqueux, tout comme l'eau, l'huile, l'essence, le fioul, l'alcool, etc... En fait, TOUT fluide est visqueux. Plus ou moins.
Le coefficient de viscosité apparaît en tout premier lieu dans l'élaboration du fameux nombre de Reynolds, lequel caractérise les écoulements fluides (eau, huile, air, etc...) au contact de surfaces (tuyaux, fuselages, ailes, etc...).
Cette viscosité d'un fluide en mouvement par rapport à une surface implique un gradient de vitesse (une variation de vitesse) entre la surface au contact du fluide et le reste de la masse du fluide considéré.
Dans le cas d'un fluide "pratiquement" incompressible, tel que l'air aux vitesses en dessous du Mach critique, c'est à dire aux vitesses où nos ULMs évoluent, même les plus rapides, le fluide a une vitesse nulle au contact immédiat de la paroi, puis sa vitesse d'écoulement croît au fur et à mesure que l'on s'éloigne de celle-ci. L'écart entre la paroi (vitesse du fluide nulle) et la distance à cette paroi où la vitesse du fluide atteint 99% de la vitesse d'écoulement général (donc 99% du gradient de vitesse) est la COUCHE LIMITE (la "boundary layer" des américains).
Plus la vitesse du fluide augmente, et plus la couche limite s'épaissit... augmentation de vitesse qui est le cas sur une aile, le long de la corde, jusqu'à une zone que l'on nomme le point de transition, là où la couche limite perd sa laminarité pour devenir turbulente... et plus épaisse.
En outre, plus la rugosité de la surface est importante, plus la couche limite épaissit également : c'est la raison pour laquelle les bords d'attaques des ailes d'aéronefs un tant soit peu rapides (plus de 60 km/h ?) doivent être particulièrement lisses et propres... parce que l'épaisseur de la couche limite augmente l'épaisseur du profil de l'aile, donc la traînée, donc la consommation...
De plus, lorsque l'incidence de l'aile augmente, la couche limite épaissit très vite vers la zone du bord de fuite, et de plus, le point de transition avance vers le bord d'attaque... ce qui, pour une trop forte incidence, conduit au décrochage.
Pour celles ou ceux qui veulent approfondir ces quelques notions très sommaires, se reporter à un bon bouquin traitant de ces notions :
"Dynamiques des Fluides Appliquée" (Application à l'aérodynamique) de T. Faure, cours d'ingénieur/master, éd. Dunod (Un bémol, c'est du trappu, il y a des intégrales triples en pagaille à ingurgiter !)
On retrouve ces explication dans l'ouvrage "Mécanique Expérimentale des Fluides", tome II, de R. COMOLET, éd. Masson, tout aussi trappu, mais pour les rébarbatifs aux maths (comme moi !), des connaissances suffisantes peuvent être trouvées dans :
- "Mécanique du vol" de A.C. KERMODE, très connu, Modulo éditeur,
- "Mécanique du vol de l'avion léger", de S. BONNET et J. VERRIÈRE, Cépaduès éditions...
...et dans les deux liens que j'ai cités dans un message pécédent, sauf qu'il ne faut pas attendre qu'une bonne âme les épluche pour vous, qu'il faut aussi y fouinasser et les traduire pour y trouver ce que l'on cherche : car tout y est !
L'explication de Whisky est celle que j'avais imaginée aussi. En effet, ce qu'on perd dans les zones de divergence de surface réduite est compensé et même davantage compensé par le surcroit de portance gagné dans les zones de convergence qui sont de plus grande surface. On agit donc sur le paramètre V qui est augmenté au carré sur une surface plus grande. C'est précisément cette 'augmentation au carré qui permet un gain final malgré les pertes dues à la trainée induite par les VG.
Je ne le crois pas. L'efficacité des "turbulateurs" (mot bien français pour éviter un anglicisme inutile) est connue depuis très longtemps. Je me souviens d'avoir été étonné de trouver ce genre de structures sur l'aile, juste devant les ailerons d'un Learjet, sur le tarmac de Poitiers (LFBI), dans les années 1976/77 (pour info, le Learjet était, à l'époque, ce qui volait le plus haut et le plus vite après le Concorde... en dehors des militaires !).
Pour m'expliquer, devant mon étonnement, mon instructeur (avion) de l'époque m'avait expliqué, en utilisant ce mot français, que c'était pour "casser la couche limite et redonner de l'efficacité aux ailerons"...
En fréquentant ultérieurement les milieux "Voltige", j'ai pu constater que bien des avions de compétitions étaient équipés d'épaississeurs de bord de fuite, aux ailerons, ainsi qu'à la profondeur et à la direction, de façon à "mordre sur la couche limite"... quitte à perdre peut-être un peu sur les vitesses par une traînée augmentée.
Donc, en gros, la couche limite, qui apparaît sur toute surface en mouvement dans un fluide (ou dans tout fluide en mouvement par rapport à une surface) augmente avec la vitesse, la ruguosité et avec l'incidence, et diminue l'efficacité des commandes.
Pour palier à celà, il a été étudié le soufflage de la maudite couche limite, ainsi que son aspiration, afin d'en diminuer l'épaisseur... solutions dévoreuses d'énergie abandonnées depuis longtemps.
De façon plus économique, on a inventé le bec à fente de bord d'attaque, automatique (Morane-Saulnier Rallye) ou fixe (Savannah).
Ce système autorise un profil ainsi modifié à explorer des incidences bien supérieres au profil normal, donc des sustentations équivalentes pour des vitesses inférieures : d'où l'idée STOL, mise en œuvre sur les aéronefs d'ICP (Savannah entre autres, que je connais assez bien).
Inconvénient de ces becs de bord d'attaque, surtout fixes : portance élevée mais traînée importante, donc, à puissance donnée, vitesse relativement faible.
D'où l'idée de remplacer ces becs de bord d'attaque fixes par des turbulateurs. Ceux-ci, plongés dans la couche limite, brassent celle-ci en y créant des mini-tourbillons qui lui donnent de la vigueur, ce qui évite à cette couche limite ainsi activée de se décoller à trop faible incidence, et ce qui améliore l'efficacité des gouvernes aux fortes incidences.
C'est démontré par le Savannah (cela le fut par bien d'autres avant, mais je veux rester dans le domaine connu... et vécu).
C'est ainsi qu'à mon club, nous avons construit (ils ont... je n'y étais pas encore) un Savannah traditionnel. Tout le monde en a été satisfait... jusqu'à la possibilité de le moderniser grâce au kit VG. Ce qui a été fait... à la satisfaction générale. Gain important en vitesse de croisière, et comportement général sensiblement inchangé, tout cela avec le même moteur.
Que du bonheur ? Vouais...
Mais nous avons dû modifier toute la partie avant de l'aile, afin de lui redonner un profil normal... car une aile pourvu d'un bec fixe n'a pas un profil normal en ce qui la concerne seule, et sans son bec, elle vole plutôt très-très mal !
J'en profite pour signaler que les tenants et thuriféraires des "turbulateurs" parlent beaucoup des avantages : gains de vitesse de décrochage, de pente de montée... mais sont trop souvent silencieux sur les pertes en vitesse de croisière...
Ce qui est vrai lors de la modification de l'aile (Savannah, voir ci-dessus) par rapport à l'aile d'origine ne l'est plus en partant d'une aile normale... et certainement pas d'une aile à profil laminaire, qui craint comme la peste les salissures et la pluie.
Par contre, l'adjonction de "turbulateurs" devant les commandes (ailerons, profondeur, direction) devrait améliorer sensiblement l'efficacité desdites commandes, au prix d'une traînée parasite minime : Je n'en ai pas l'expérience, mais l'excellent bouquin "Essais en Vol", de P. BONNEAU et C. BRIAND, aux éd. Air Press, vous le confirmera.
Aucune documentation n'est pas pour le confirmer par des scientifiques de façon scientifique, ça viendra peut-être. Ce message restera là longtemps, un jour ou l'autre il arrivera une information nouvelle ...
Je maintiens, la réponse à la (aux) question(s) posée(s) ne peut résider dans une explication lapidaire : Il faut s'investir assez loin dans la science aérodynamique pour commencer à comprendre, c'est certes difficile, rebutant, mais personne ne le fera pour vous.
Si quelqu'un avait quelque chose sur la manière de les poser ? ... (une doc de fabricant peut-être ?
)
Angle ? Position sur la corde ? Écartements ? (certainement fonction de la hauteur).
Mais, mon ami, ainsi que je l'ai écrit plus haut, tu as rigoureusement TOUS les renseignements que tu demandes... dans le lien que je viens de fournir précédement :
http://www.stolspeed.com/benefits-vortex-generators
Ces gens-là sont des concepteurs-metteurs au point-réalisateurs-vendeurs de VGs à coller, dont les positions sont parfaitement définies tant en écartement qu'en emplacement par rapport à la corde du profil !
Désolé, mais je ne dispose pas actuellement du temps nécessaire pour traduire ce document !
J'espère ne pas avoir été trop barbant, et avoir apporté quelques lumières à quelques uns... ne m'en veuillez pas trop si le sujet est plutôt "chiant" !
Passez de bonnes fêtes de fin d'année 2010, et que la nouvelle année bientôt venue en 2011 vous soit propice, santé (surtout), argent (pourquoi pas ?), et de bons et beaux vols... en toute sécurité !
