trainée bout des ailes a340

[invitee25bf3c4]

slt
Aujourd'hui , en regardant les avions decoler (habite region parisienne ) de CDG j'ai vu sur plusieur a340 une trainée blanche le long du bout des ailes .
Savez vous a quoi cela est il du ?
merci
gab
-----

[invite084c752c]

Au bout de l'aile de l'avion, tu as un vortex qui se forme. Ce vortex est du a la difference de pression extrados/intrados. Quand l'avion décolle, le gradient de pression est tres important et ce tourbillon est tres developpé. C'est une zone de basse pression, donc de basse température. Ton air se condense, et tu obtiens une trainée blanche.

[invitee25bf3c4]

merci , cela marche t il pour tout les avions ou juste pour les gros porteur tres lourd ?
gab

[invite4e5d163c]

Ca marche pour tous les avions, quels que soient leur tailles. L'aérodynamique est la même pour tout le monde, de la voiture de sport à l'Airbus 380.

Dans la vraie vie, pour atteindre les condition de cette condensation d'eau, c'est plus facile si ton avion est chargé (petite aile, gros poids) et/ou rapide, et qu'il brasse beaucoup d'air. J'ai déjà vu ces trainées sur des formule 1 à pleine vitesse dont les ailerons étaient fort braqués.

On voit apparaitre ces trainées sur les avions de chasse en manoeuvre sous fort facteur de charge en démonstration, ou a l'atterrissage d'un avion de ligne au bout des volets par exemple, ou a tout endroit ou il ya une variation brutale de pression en diminution. Bref, là ou ça brasse beaucoup.

On voit aussi se créer un halo de condensation au dessus de l'aile (extrados) sur pas mal d'avions en condition très humides. Ce n'est pas le vortex, c'est juste rendre visible la dépression de l'extrados !

Je rappelle (en passant) qu'un avion vole parce qu'il se crée une dépression à l'extrados de l'aile et une surpression à l'intrados de l'aile (le dessous). La part de la dépression est beaucoup plus importante que la surpression dans la portance d'une aile !

Ce halo se voit lors du passage en supersonique, et était magnifique sur le Concorde au décollage et à l'attéro par temps humide...

Salutations

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite084c752c]

Cette trainée est liée a la facon dont l'avion vole. Or, les avions volent tous de la meme facon. (enfin, plus ou moins, mais tu auras toujours la pression extrados plus faible que la pression intrados et donc un vortex en bout d'aile) Le phénomene existe donc pour TOUS les avions. Simplement, le différenciel de pression en bout d'aile sur un A340 est bien plus important que sur un avion de tourisme par exemple, tout simplement parce que l'A340 est bien plus lourd... Du coup, l'abaissement de température est plus important et suffisant pour créer une trainée en bout d'aile.
Si les tourbillons en bout d'aile ne font pas forcement une trainée blanche, ils induisent de fortes perturbations de l'air ambiant pendant une période de temps assez longue (jusqu'a 10 min pour l'A380). C'est d'ailleurs pour ca qu'il faut attendre un peu entre deux attéros ou deux décollages... il faut que ces tourbillons se dissipent. Je te le dis pour l'avoir vécu, meme en avion léger (1 tonne) ce phénomene existe. Je suis passé dans le tourbillon d'un avion qui venait juste de se poser et l'effet est immédiat: ton zinc s'incline fortement (dans le sens de rotation de ton tourbillon).
Et si un avion léger passe dans le tourbillon d'un avion de ligne (meme en vol normal... c'est a dire la ou le phénomene est le moins important), il y a un fort risque de casse (pour l'avion léger bien entendu...)

Tu peux aussi voir ce genre de trainée sur les avions de chasse quand ils sont en virage prononcé. Pareil, fort différentiel de pression extrados/intrados (d'autant plus fort que l'angle d'incidence est important, et un avion de chasse accepte des forts angles d'incidence).

Attention, ceci n'est valable QUE pour les trainées en bout d'ailes. Il existe d'autre trainées situées a d'autres endroits qui sont dues a d'autres phénomenes.

[invite084c752c]

Je rappelle (en passant) qu'un avion vole parce qu'il se crée une dépression à l'extrados de l'aile et une surpression à l'intrados de l'aile (le dessous). La part de la dépression est beaucoup plus importante que la surpression dans la portance d'une aile !

Il n'y a pas forcément de surpression au niveau de l'intrados... Il peut y avoir une dépression aussi. (depression par rapport a la pression du fluide au repos). Par contre, la pression intrados sera bien évidemment plus faible que la pression extrados, sinon ca vole pas

[invitee25bf3c4]

merci beaucoup pour vos reponses qui sont bien completes!!
Vous avez l'aire bien informé , vous avez fait quoi comme etude(s) ?
merci
gab

[DomiM]

Ont ils traité la surface pour diminuer ces vortex qui sont aussi une perte d'énergie par dissipation sur des dimentions fractales.
Ainsi, le dophins a une peau rugeuse qui a donc une dimention fractale.
Cela lui permet de diminuer l'énergie dissipé par sa trainé.
Beaucoup d'animaux on des choses à nous apprendre.

[Tawahi-Kiwi]

Intéressant comme post;

Une petite anecdote en passant : pas plus tard que dimanche, j'observais des requins dans un aquarium. On observais les mêmes vortex sur les nageoires pectorales et sur la queue des requins lorsqu'ils passaient au travers de la colonne de bulle de l'aquarium..... ça faisait des long filets blanchâtres qui se formaient derrière le poisson. , juste un peu....

T-K

[DomiM]

Bonjour,

Je ne sais pas si le requin a le même système sur sa peau car on ne voitpas des requins suivre des bateaux et sauter autour.
Malgrés tout, la recherche sur la trainée s'inspire de la peau des requins.
http://www.onera.fr/coupdezoom/15-reduction-trainee.php
Mais c'est pas encore dans les bacs.

Pour les dophins j'ai trouvé ça sur google :

On pense que les dauphins réduisent la traînée et augmente leur vitesse de nage par deux effets : la présence d'un mucus sur leur peau qui diminue les turbulences induites au voisinage de la peau, et des micro-ondulations de la surface corporelle. Le mucus sur la peau du dauphin est un composé macro-moléculaire dont les fils en s'étendant sur la peau des dauphins détruisent les tourbillons. Cette traînée hydrodynamique est aussi réduite par les déformations de la peau des dauphins qui empêchent la formation de tourbillons.

La peau des dauphins comporte des glandes sécrétrices d'un mucus hydrosoluble de nature glycoprotéique, l'agent réducteur de traînée. Ce mucus est aussi un élément de défense biologique contre les micro-organismes et d'autres contaminants. On a retrouvé de tels polymères chez des poissons comme trinectes maculatus, un poisson plat comparable à la sole. Ces agents polymères sont utilisés comme additifs dans l'eau pour augmenter la portée des lances à incendie : le polymère (polyoxyde d'éthylène) à très faible concentration réduit la turbulence du jet d'eau en sortie de la lance à incendie et la portée du jet est augmentée de cinquante pour cent par rapport au jet d'eau pure, et ce pour des concentrations très faibles de polymères (200 parties par million).

http://archives.arte-tv.com/hebdo/ar...ede000404.html

[invite084c752c]

Attation, faut pas tout confondre. La trainée en bout d'aile est due a la différence de pression extrados intrados. Comme on est au bout de l'aile, ben l'air de dessous passe dessus et ca fait un tourbillon.

Le fait d'avoir du mucus sur la peau du dauphin correspond plus a une trainée de surface due a la viscosité. L'air "frotte" sur la surface de l'avion (ou l'eau sur la peau du dauphin) et on a dissipation d'energie.

Pour diminuer les pertes dues a la trainée en bout d'aile, on met des winglets (les trucs verticaux aux bouts des ailes de certains avions). Le but n'est PAS de diminuer les tourbillons, mais d'essayer de récuperer une partie de l'energie dissipée. Le winglet est juste une aile qui transforme la vitesse du tourbillon en portance qui participe a l'avancée de l'avion.

Pour info, je suis en école d'ingé, et ze vais bientot faire un master en aéronautique.

[jecario]

Hello Cougar_127 !

Je suis d'accord avec ta première remarque :

Pour diminuer les pertes dues a la trainée en bout d'aile

mais pas avec la deuxième :

Le winglet est juste une aile qui transforme la vitesse du tourbillon en portance

Il me semble que le winglet a pour finalité de réduire les forces de traînée, certes, mais pas d'augmenter la portance !
Et je crois qu'ils servent aussi à diminuer les vortex en bout d'aile ! Peut être l'intention initiale des ingénieurs qui ont installé les winglets était elle de récupérer l'énergie des vortexs, mais à présent, ces proéminences servent aussi à diminuer les turbulences.

On ne peut pas se permettre d'attendre 10 min entre l'atterrissage ou le décollage de chaque avion !

Dans le cas où les winglets augmentent la portance, comment ça marche ? Le plan n'est pas horizontal, la résultante sera donc difficilement verticale ! Même si elle est biaisée, le gain de portance doit être bien faible ?

[invite084c752c]

La portance que tu récuperes a une composante HORIZONTALE et participe donc a la propulsion du zinc. C'est une aile verticale quoi...
Un moyen de diminuer cette trainée, c'est bien evidemment de diminuer la charge alaire et d'augmenter l'allongement. Le winglet ne sert pas vraiment a ca...
Lui, il est placée de facon a récupérer l'ecoulement et a fabriquer de la portance (et de la trainée). Mais evidemment, la force de portance génerée est perpendiculaire au plan du winglet... Le fait d'utiliser l'ecoulement du vortex a pour effet de diminuer l'intensité de celui ci. (tu transfers une partie de l'energie du vortex)
Par contre, je sais que sur les DA20, les DA40, les Cirrus... tu as des mini winglets. La je suis pas convaincu de l'efficacité. D'un autre coté, vu l'allongement de ces avions, c'est presque superflu.

[invite4e5d163c]

Bonjour !

Je ne suis tout à fait d'accord non plus avec toi Cougar.

Le winglet est fait pour diminuer au maximum le vortex de bout d'aile, et on ne récupère rien en pousée (ce serait un beau miracle !) Rajouter un morceau sur une aile ne peux que rajouter de la trainée intrinsèque, sauf que ce morceau fait gagner énormément, donc on en mets partout...

Le but du winglet est de diminuer le différentiel de pression entre les deux faces de l'aile au moment ou elles se rencontrent. D'ou le coté "vertical" d'un winglet. Je m'explique.

Surpression à l'intrados => le flux remonte le winglet par l'extérieur vers le haut => la pression diminue
Dépression d'intrados => le flux remonte le winglet par la faxe intérieure (coté fuselage quoi) donc s'éloigne de l'aile => la pression augmente

Donc au total, à l'extrémité du winglet, il y a toujours un différentiel de pression, donc il se crée un vortex, mais beaucoup moins puissant que celui "sans winglet", donc ce vortex crée beaucoup moins de trainée pour l'avion et diminue les phénomènes de sillage.

En plus tu augmentes artificiellement l'allongement de ton aile, sans en avoir les contraintes mécanique (résistance de structure, poids, encombrement de l'avion, etc...)

Le gain est énorme en distance franchissable pour les avions, et c'est pour cela qu'on en voit partout des winglets, même sur les Falcons 7X de Dassault qui n'en avait jamais mis !

Le défaut d'un winglet, très complexe aérodynamiquement, est qu'il est adapté, optimisé, à une vitesse précise, celle de croisière de l'avion ! En dehors de cela, le gain est moins grand, voire il n'y a pas de gains.

On ne vera donc pas de winglets sur des avions de voltige, ou des avions école d'aéroclub destinés à l'apprentissage (qui ne vole jamais longtemps en croisière donc pas optimisable). Par contre on en voit sur les avions d'aéroclub de voyage modernes (Diamond Da40, etc...), et sur énormément de planeurs ou le gain est magistral en finesse, et en spirale (on récupère un peu de portance du winglet quand on est incliné). Tous les pilotes de planeurs ayant essayés le même planeur avec et sans winglets vous le diront : ils gardent les winglets ! Sur un planeur on connait précisément la vitesse de finesse max, et cherche à y rester le plus précisément possible (c'est le point de rendement max de la machine), donc on sait optimiser le winglet !

Concernant la peau rugeuse, Airbus avait fait des essais en réel sur le proto de l'A320. Gain trouvés en effet, assez bons, mais gros problème de mise en oeuvre ! Il fallait que la peau reste propre (pas facile !) et était très fragile, donc par exemple interdiction de marcher dessus. Sans parler des effets de pluie, grèle, du poids de cette peau additionelle, etc... Bref, une fausse bonne idée, car inapplicable en ligne !

@+
Jeanmiy

[invitea2955c80]

et sur énormément de planeurs ou le gain est magistral en finesse, et en spirale (on récupère un peu de portance du winglet quand on est incliné). Tous les pilotes de planeurs ayant essayés le même planeur avec et sans winglets vous le diront : ils gardent les winglets ! Sur un planeur on connait précisément la vitesse de finesse max, et cherche à y rester le plus précisément possible (c'est le point de rendement max de la machine), donc on sait optimiser le winglet !
@+
Jeanmiy

Bonjour, J’ai sous les yeux un texte trouvé sur le net ( google winglets) ,relatif à des essais effectués sur un planeur ASW-20 :
l’adjonction de winglets améliorerait la finesse de 6 % aux environs de l’incidence de chute minimale,et le gain s’annulerait à 147 km/h.( la trainée de frottement des winglets devient à cette incidence égale la réduction de trainée induite ).

Les winglets augmentent l‘efficacité des ailerons , et je pense que c’est à cette dernière caractéristique que les pilotes sont le plus sensibles.


Pour récupérer la portance des winglets il faudrait mettre la machine en dérapage, ce qui n’améliorerait pas particulièrement la finesse…

L’évolution a déjà travaillé sur ce problème :
Les oiseaux voiliers terrestres dont l’allongement devait être limité pour des questions
d’encombrement sont munis de winglets ( aigle, vautour ), par contre pour les oiseaux marins
( goélands, albatros ) l’évolution a préférer réduire la traînée induite par l’allongement et la forme en plan…

[invite4e5d163c]

L’évolution a déjà travaillé sur ce problème :
Les oiseaux voiliers terrestres dont l’allongement devait être limité pour des questions
d’encombrement sont munis de winglets ( aigle, vautour ), par contre pour les oiseaux marins
( goélands, albatros ) l’évolution a préférer réduire la traînée induite par l’allongement et la forme en plan…

J'aime beaucoup cette réponse...

[invite084c752c]

Dur dur de trouver un truc précis sur les winglets sur le net.
C'est a partir des travaux de Whitcomb que le Winglet a été mis en place.
Concernant mon hypothese selon laquelle le winglet influerait sur la poussée, je ne faisais que répété ce qu'on m'a appris pour mon BIA. Apres recherche, il semblerait que ce soit assez douteux... J'arrive pas a trouver des photos de test en soufflerie qui puisse montrer l'ecoulement. A partir de ca, on pourrait dire quelque chose de plus précis. Si j'ai le temps, j'essaierai une simuation avec Fluent, a la rentrée...
Le winglet augmente artificiellement l'allongement d'accord, mais alors ton explication jeanmiy, je la comprends pas!!!!!.... J'aimerai vraiment avoir sous les yeux une photo ou une simul pour voir plus précisement le champ de vitesse...

Petit question, la peau rugeuse... On met parfois des surfaces rugeuses pour rendre la couche limite turbulente. Ca peut parraitre débile comme idée, parce qu'une couche limite turbulente "traine" plus qu'une couche limite laminaire, mais en turbulent, le décollement est plus dur. Au final, ca diminue la trainée... (le décollement est une catastrophe aérodynamique...).
On faisait ca sur des ailes (genre le vampire je crois, il avait des petits bouts de metal sur le bord d'attaque pour avoir une CL turbulente), mais sur le fuselage, je sais pas si c'est la meme raison. Des infos?

[invite4e5d163c]

Oui, hyper douteux le winglet qui pousse !

Par contre tu récupère bien un peu de portance du winglet quand tu es incliné, vu que tu t'appuie dessus, et la trainée qu'il produit alors (tout traine, tout le temps...) entraine l'avion vers l'intérieur du virage (lacet "verse") et il faut alors moins braquer la dérive pour aider ce virage => on gagne en bilan global de trainée. C'est entre autre pourquoi beaucoup de planeur sont plus agréables avec des winglets, et d'autant plus que le winglet est gros...

Qu'est ce que tu n'as pas bien compris ? La manière dont s'écoule le flux autour du winglet ?

Concernant les parties rugeuses, tu as confondu redresseur de flux et turbulateur.

Il se crée sur l'aile une transition du laminaire vers le turbulent quand on progresse du bord d'attaque vers le bord de fuite. Au point de transition et derrière ce point se crée une "bulle" qui est une catastrophe pour la portance et la trainée de l'aile. Si on met un turbulateur a ce point de transition, on casse la bulle et on regagne ce que l'on perdait, du moins en partie, et c'est mieux que rien...

[invite4e5d163c]

Regarde par ici !
http://search.nasa.gov/nasasearch/se...clude=winglets

Y'a plein de choses à lire ici...

[invite084c752c]

Qu'est ce que tu n'as pas bien compris ? La manière dont s'écoule le flux autour du winglet ?

Vi

Il se crée sur l'aile une transition du laminaire vers le turbulent quand on progresse du bord d'attaque vers le bord de fuite. Au point de transition et derrière ce point se crée une "bulle" qui est une catastrophe pour la portance et la trainée de l'aile. Si on met un turbulateur a ce point de transition, on casse la bulle et on regagne ce que l'on perdait, du moins en partie, et c'est mieux que rien...

La bulle se crée au point de transition laminaire turbulent? tu es d'accord avec moi qu'une CL turbulente resiste mieux aux gadients de pression? As tu un document sur la transition laminaire turbulent de la CL, et quelque chose sur cette fameuse bulle... Je n'ai pas torp bien compris d'ou elle venait. La transition laminaire turbulente s'effectue progrssivement, ca n'a pas lien en un point précis, mais sur une zone de transition. Cette bulle est un nystere.
Puis je te demander quelle est ta formation?

[invite4e5d163c]

L'aérodynamique en général est une bien grand mystère dont on ne maitrise qu'une partie en en estimant le reste...

Les turbulateur par exemple, c'est très empirique...

Je n'ai pas de formation en aérodynamique, mais une très longue pratique du planeur et de la conception de planeurs pour des compétitions en modèles réduits (durée, vitesse, distance) et participations à plusieurs championnats de france, reporter pour un championnat du monde de la discipline.

Je me suis beaucoup interressé à "pourquoi ça marche" et "pourquoi t'as fait comme ça", sans être bridé par une formation théorique poussée. Et j'ai surtout pu voir en vrai ce que ça donne. Modèle réduit et aviation "grandeur nature".

J'ai été amené à cotoyer des grands aérodynamiciens, docteur Eppler, docteur Helmut Quabeck (profils HQ), et d'autres personnes qui bossent dans le domaine. Je pense donc avoir une vue assez généraliste, mais pas trop fausse, de comment ça marche, de ce qu'on maitrise, et de ce que l'on teste en direct par expérimentation.

Je dis surement des bétises parfois, et je suis le premier à demander qu'on me corrige et que j'améliore ma connaissance. Mais en tant que pilote et concepteur de mes machines, et pilote occasionel des machines d'autres personnes, je me suis fait une grosse expérience d'utilisateur et de testeur.

Tiens, d'ailleurs, je vais passer le week-end du 9/10 septembre en compagnie du Docteur HQ, qui est modéliste aussi et l'aérodynamicien des planeurs Schempp Hirth qui gagnent tout... Nimbus, Ventus, et discus, ça te dit quelque chose ?

A toi de juger si je suis crédible quand je parle d'aérodynamique.

Deux petites adresses ou fouiller pour avoir de la théorie brute...
http://naca.central.cranfield.ac.uk/report.php?NID=450
http://naca.larc.nasa.gov/

[invite084c752c]

Merci pour les liens. Oue, je connais Nimbus et Co., je suis pilote aussi!
Merci pour tes liens, je me penche dessus avec le plus grand intéret. Ne vois pas une quelconque offense dans ma question hein!
Merci.

[invite084c752c]

Bah tiens, voici des images de cette bulle de recirculation sur la transition laminaire turbulent.
http://inter.action.free.fr/aerodyna...ynamiques.html

[invite4e5d163c]

Pas de problèmes avec tes questions... Sympa ton lien !

[invite084c752c]

Je pense qu'il peut etre tres utile pour voir ce qui se passe et detecter des abérations aérodynamique. Ca coute pas cher et c'est facile a faire.

[invite4e5d163c]

Ca ne remplacera jamais le calcul ces petits essais ! Même de gros avionneurs continuent de faire ce genre d'essais malgré qu'ils aient les capacité de calcul !

Vraiment sympa ce site, j'ai parcouru une bonne partie des sujets, et ça donne envie de se rapprocher d'eux si ils refont un symposium...

J'ai entre autre trouvé un doc passionnant sur la stabilité des Pou du Ciel, autre sujet qui m'interpelle beaucoup en ce moment...
@+

[invitea2955c80]

Dur dur de trouver un truc précis sur les winglets sur le net.

Pour plus de détails sur le fonctionnement des winglets demandez à google :
TN D-8260 NASA et TN D-8264 NASA
Des images de l’écoulement en bout d’aile avec et sans winglets y sont disponibles.

Pour, Jeanmiy, je ne pense pas qu’en virage on utilise la portance générée par les winglets, demande au docteur....

La transition avec bulle ne se produit que pour les faibles Reynolds et doit essentiellement constituer un soucis pour les modélistes…et les vélivoles lents.

En ce qui concerne les oiseaux, je pense que l’évolution a monté des winglets sur les aigles et autres voiliers de même nature parce que ces bestioles passent leur temps à spiraler dans des ascendances en utilisant des Cz élevés….les albatros,utilisateurs de pentes et de gradients de vent, volent certainement plus vite avec des Cz qui engendrent des traînées induites bien plus faibles….

[invite4e5d163c]

Je demanderais au docteur... Mais je te confirme que sur plusieurs planeurs équipé de winglets, la machine semble plus appuyée et confortable avec le winglet en spirale.

La transition de la bulle est importante pour tout le monde. Par exemple sur un avion de ligne à l'attérissage, donc a grande incidence, avec beaucoup de volets, des becs de bord d'attaque, etc... Si on maîtrise la transition et la formation de cette bulle, on rend le décrochage beaucoup plus sain et plus tardif. Bien sûr en croisière sur un A340, on s'en fout... C'est pourquoi on a inventé les volets à double fente par exemple (soufflage de la couche limite)

De même au decollage, un avion de ligne chargé de passagers et de kéro pour 15 heures de vol à besoin de toute la portance disponible => attention de ne pas en perdre, donc étude des faibles vitesses.

J'aime bien ta réflexion sur les oiseaux, et merci pour tes lien vers les rapports Nasa, je vais aller y voir par là...
@+

[invite4e5d163c]

Je vous joint un pdf d'une aile volante que je possède, équipée de gros winglets.

Le profil est constant sur l'aile et la base du winglet, puis évolue vers l'extrémité du winglet en profil symétrique. L'ensemble de l'aile est savament vrillé.

En virage (et d'autant plus qu'on incline) on ressent très nettement l'appuis sur le winglet intérieur au virage, dont le profil porte, alors que celui extérieur au virage se retrouve "en vol dos" donc porte (et traine !) moins. Il y a un changement notable dans l'équilibre général de la machine en virage, et on s'en sert comme un cycliste poserait le pied à l'intérieur du virage.

Donc, si, on se sert de la portance du winglet...
@+

[invite68e54eb7]

Salut!!

au bout des ailes des avions, il y a des pointes dirigées vers l'arrière. cela pour éviter que par les frottement de l'air sur la carlingue, l'avion soit chargé : les frottements arrachent des electrons à l'air.

les electrons sont attirés vers les pointes pour être éjectés! l'air devient a sont tour plus chargé sur cette trainée et l'eau en suspension s'y agglutine (car l'eau possède un moment dipolaire et donc est attirée par les charges positives!) créant ainsi un endroit qui est plus humide. un nuage apparaît donc!!
voilà la traînée qui apparaît!!