Pourquoi n'augmente-t-on pas la largeur des ailes/pales ?

[invite93617dcd]

Bonjour à tous

Plus les ailes ou les hélices des avions/hélicoptères sont longues, mieux c'est. Par contre, ils n'ont jamais eu une très grande largeur. Pourquoi cela ? Cela permettrait d'augmenter la surface alaire, et donc la portance, non ?
-----

[Amanuensis]

Les ailes d'un avion à aile delta sont souvent plus larges que longues !

Augmenter la largeur augmente la portance mais aussi la traînée. Ce n'est donc pas "mieux c'est", il y a d'autres critères que la portance.

La finesse (rapport portance/traînée) est meilleure pour les ailes de faible largeur par rapport à la longueur (d'où le choix pour les hélicoptères, et surtout les planeurs, ...)

On peut voir aussi les volets et becs comme une manière d'augmenter la largeur. On les emploie là où on veut augmenter la portance mais on se soucie moins de la traînée, mais pas là où la finesse compte aussi (moindre consommation pour rester à altitude constante...)

[obi76]

De plus pour les hélicoptères, leur vitesse est limité par la vitesse en bout de pale. Plus les pales sont longues, plus leurs extrémités vont vite, moins l'hélicoptère peut avancer rapidement.

[invite93617dcd]

Ce n'est pas la première fois que je pose des questions sur l'aérodynamisme, et cette histoire de trainée reste toujours assez trouble dans ma tête.

Je ne vois pas en quoi augmenter la largeur d'une aile augmente sa trainée, puisque de toute façon l'air doit dans tous les cas s'écouler ! C'est comme franchir une petite bosse ou une grande bosse pour moi.

[A voir en vidéo sur Futura]

[obi76]

C'est comme franchir une petite bosse ou une grande bosse pour moi.

Tout à fait, sauf que la force qu'exerce la bosse sur toi est d'autant plus grande que la bosse est grosse. Il en est de même pour une aile : la force de trainée sera d'autant plus grande que l'air aura du mal à la contourner...

[invitee0b658bd]

Bonjour,
dans le cas d'une aile, ou d'une pale il y a aussi ce qui est appelé tourbillon marginal. la pression à l'intrados(dessous) est superieure à celle de l"extrados(dessus) c'est la portance.
l'air du dessous à donc tendance à contourner aussi l'aile sur le coté, de la haute pression vers la basse pression en creant un tourbillon trés consommateur d'energie. Plus l'aile est allongée , plus ce tourbillon diminue
une aile a fort allongement traine donc moins (est plus efficace)
fred

[obi76]

creant un tourbillon trés consommateur d'energie

C'est pour ça que maintenant on met des winglet.

[calculair]

Bonjour,

Si on néglige les problèmes de conception mécanique, selon le type d',avion, il y a un optimum sur le rapport envergure / corde ou largeur de l'aile. Ce rapport s'appelle l'allongement.

Pour l'allongement optimum on a la meilleure portance pour la traine e minimum

[invitee0b658bd]

bonjour,
un autre critere est aussi a prendre en compte c'est la forme de l'aile, il à été prouvé que la repartition de la portance optimum le long de l'envergure d'une aile classique à une forme elliptique (c'est une des raison des performances du spitfire) mais cette repartition pose des soucis de pilotage (decrochage trés violent)
cette prise en compte pour des ailes trapezoidales est traduite par le coeficient d'effilement.

fred

[invitee0b658bd]

re,

Pour l'allongement optimum on a la meilleure portance pour la traine e minimum

je ne suis pas certain qu'il existe ,en ne prenant en compte que l'aerodynamisme , un allongement optimum.
à chaque fois que l'evolution des materiaux le permet, l'allongement des planeurs augmente
fred

[obi76]

(c'est une des raison des performances du spitfire) mais cette repartition pose des soucis de pilotage (decrochage trés violent)

Effectivement, j'en ai vu un crash (un vrai), ça vole comme un fer à repasser à faible vitesse...

[calculair]

re,

je ne suis pas certain qu'il existe ,en ne prenant en compte que l'aerodynamisme , un allongement optimum.
à chaque fois que l'evolution des materiaux le permet, l'allongement des planeurs augmente
fred

Bonjour verdifre

Tu as raison dans ta formulation,c'est moi qui n'a pas été assez précis
Pour une aile d'un profil donnée, et pour une envergure donnée,il y a un allongement optimall

Si les dimensions sont faibles, ou les vitesses de vol très faibles, il faudra prendre e compte les effets néfastes des faibles nombres de Reynold, qui perturbent fortement la portance des profils et augmentent (sans doute la traine e).

Si on prend le problème de la façon suivante. Quelle est l'aile optimale pour un avion de masse fuselage donnée,pour le faire voler avec l'énergie minimum, il faudra sans doute rechercher l'allongement optimal, pour une aile de corde minimale,tout en tenant compte des contraintes des résistances des matériaux, et prendre en compte les effets des nombres de Reynolds.
Bref, il faudra faire sans doute plusieurs simulations pour définir, la meilleure aile selon ces critères.

[invitee0b658bd]

Bonjour,
Tu pourras peut être être interessé par cet article
http://startair.chez.com/J_C_DEBREYER.pdf
ou une demarche d'optimisation, qui dans ce cas conduit à un allongement raisonable, est présentée
fred

[calculair]

Bonjour,
Tu pourras peut être être interessé par cet article
http://startair.chez.com/J_C_DEBREYER.pdf
ou une demarche d'optimisation, qui dans ce cas conduit à un allongement raisonable, est présentée
fred

Bonjour,

Article interressant. Dommage qu'il manque parfois des justifications théoriques.
Les avions de ligne qui doivent être sombres en kérosène constituent un exemple d'optimisation dans ce domaine.

[invitee0b658bd]

Bonjour,
même si l'article est incomplet, je trouve que la relation entre cahier des charges et optimisation est interessante et que de plus le résultat est impressionnant, 8,5 CV pour faire voler une personne avec des contraintes de pente de montée etc..... c'est assez joli comme resultat pratique de la methode.
En fouillant un peu sur le net on trouve d'autres articles de JC debreyer
fred