aile carénée et vol stationnaire

[alopex]

Hello
Une petite idée comme ca en passant. Sur un avion, la portance qui le maintient en l'air est due au profil de l'aile et à la vitesse relative de celle-ci dans l'air ambiant.
Je me demandais si on peut imaginer un dispositif consistant en une enveloppe alimentée en air par une soufflerie et dans laquelle seraient placées une ou plusieurs (multi-plan) sections d'aile. Avec une soufflerie assez puissante il doit etre possible de faire décoller l'ensemble?
Je crois me souvenir d'un article ou il était question d'un dispositif soviétique pour gros porteurs ou le réacteur était placé en avant de l'aile avec la tuyère soufflant sur l'aile et augmentant la portance (vitesse des gaz>>vitesse aéronef). Bien sur il faut un bon bouclier thermique sur l'aile et éviter d'y stocker le carburant!!
L'intérêt de "mes" ailes carénées serait:
- possibilité de vol stationnaire,
- encombrement réduit en largeur (voir celle de l'A380...)
- atteindre des charges utiles très importantes avec une vitesse de déplacement modérée.
Avis et commentaires bienvenus! @+
-----

[f6bes]

Bsr alopex...
Si j'ai bien compris tu éjectes de l'air sous l'aile et cet air sustante l'avion.
J'ai comme l'impression que tu es en train de décrire les avions à décollage vertical (à l'aide de "ventilateurs" énormes).Cela à exister et ....abandonner :grosse consommation en phase verticale, déplacement "lent",pas de charge utile tant que cela, car en stationnaire , faut aussi la maintenir en l'air en plus du poids de l'avion.
Bonne soirée.

[alopex]

Non je ne parle pas des avions a decollage vertical style harrier ou osprey ou le flux d'air est dirigé verticalement ver s le bas pour assure la sustentation.
Je parle d'un dispositif ou le flux d'air est dirigé horizontalement vers l'aile. C'est une question de mouvement relatif: soit c'est l'aile qui se déplace dans de l'air "immobile" (cas des avions classiques), soit c'est l'air qui est mis en mouvement autour d'une aile immobile (ce que je décris).
Le dispositif que j'imagine comprend un réacteur double flux donc à température d'échappement "raisonnable" qui soufflle dans une sorte de chambre ou sont disposées des ailes qui génèrent la force portante à partir de ce flux de gaz à grande vitesse.
Je ne sais pas si c'est très clair mais j'ai essayé de détailler...

[Ouk A Passi]

Bonjour,

Henri Coanda a déposé un brevet dans les années 30 (ou 50 ?) du siècle dernier.

Il existe de nombreux liens sur la Toile.

[A voir en vidéo sur Futura]

[alopex]

Juste un lien sur que je viens de trouver sur le proto Vought qui fonctionne selon le principe que je décris:
http://prototypes.free.fr/vtol/vtol-8b.htm

[alopex]

Voila j'ai retrouvé, merci du tuyau sur l'effet Coanda.
L'avion russe dont je voulais parler est l'Antonov An-74 et cote US il y a aussi le Boeing YC-14.
Par contre je n'ai pas encore trouvé de lien vers le système que je décris...lol

[Ouk A Passi]

Bjr,

peut-être en cherchant dans "avions furtifs"?

[invitea2955c80]

Voila j'ai retrouvé, merci du tuyau sur l'effet Coanda.
L'avion russe dont je voulais parler est l'Antonov An-74 et cote US il y a aussi le Boeing YC-14.
Par contre je n'ai pas encore trouvé de lien vers le système que je décris...lol

Demande à GOOGLE : Willard CUSTER

[alopex]

J'ai recherché ce fameux Custer. Ces avions sont marrants mais c'est encore pas de ca que je parle. Je vous fais un dessin, ca vaut mieux qu'un long discours. @+

[alopex]

Hello.
Avant de vous livrer le dessin encore une petite idee en passant... Si on place ces ailes dans une soufflerie embarquee dans l aeronef et fonctionnant en circuit ferme, on peut augmenter la masse volumique en augmentant la pression et ainsi majorer la portance a surface de voilure constante.

[Ouk A Passi]

Bonjour à tous,

Un grand merci à Robur71 pour la référence à Custer.

Pour Alopex

soufflerie embarquee dans l'aeronef et fonctionnant en circuit ferme

Je ne vois pas bien... Tu aurais déjà dû mettre un schéma pour que nous puissions tenter de comprende.

Il y a sur le site une discussion concernant une mouche dans un bocal ou quelquechose de similaire.
Il me semble déceler certaines analogies.
Si on met une soufflerie dans le bocal, la mouche va voler à contre-courant, mais ce n'est pas pour cela que le bocal va décoller

Mais ton idée mérite sans doute d'être approfondie.

Regarder GFS-UAV Project sur:
http://jnaudin.free.fr/

Amicalement

[alopex]

Hi,
Comme promis ci joint un petit schema du dispositif envisage pour l une des variantes du systeme a savoir aile monoplan et soufflerie en circuit ferme. Pour avis et commentaires...a+

[alopex]

NB.: l interet du circuit ferme est que l on peut augmenter la portance en jouant sur la masse volumique. Ainsi, si on envoie de l air a 5 bars, on multiplie la portance par 5. On a assez vite un probleme lie a la masse de l enveloppe pour supporter la pression toutefois...
On peut aussi jouer sur la nature du gaz en circulation pour influencer la portance. Si on met du CO2 pur meme a pression ambiante on multiplie la portance par 1,5.

[_Goel_]

Salut !

Ce que tu décris est déjà utilisé dans... tous les avions ! (mais à petite échelle)

- En fait, on ne peut pas caréner l'aile dans une sorte de chambre : en effet la portance créée sur l'aile (dirigée vers le haut) serait contrée par la "portance" dirigée vers le bas, qui s'appliquerait sur la paroi intérieure de la chambre. Le gain est nul => pas de chambre.

- on peut alors juste souffler l'air avec de grosses turbines placées juste devant. Mais dans ce cas, il y a un "souci" : on crée un portance en accélérant horizontalement un très gros volume d'air. Or si cet avion accélère horizontalement beaucoup d'air dans un sens, par réaction, il va accélerer dans l'autre sens. Notre avion va donc comencer à avancer, à accélerer. Alors, au flux d'air créé par les moteurs, va venir s'ajouter le flux d'air créé par l'avion qui avance. Comme notre avion accélère horizontalement, le flux d'air dû à sa vitesse horizontale va augmenter.... et augmenter la portance de l'appareil. Et dans la pratique, il s'avère que pour une distance de roulement de l'appareil suffisament grande, la portance due à la vitesse de déplacement de l'appareil est très supérieure à la portance créée par les moteurs. Pour donner un exemple (valeurs fictives) s'il faut un moteur de 1000CV pour provoquer un flux d'air suffisant pour faire décoller l'avion, juste par le mouvement de l'air créé par les moteurs; il suffira d'un moteur de 50CV pour faire rouler (et donc accélérer) l'appareil, jusqu'à ce qu'il atteingne une vitesse de déplaccement suffisante pour décoller.

L'homme étant très radin, et très écolo, il préfère utiliser un moteur de "50CV"... Et utiliser cet avion... comme n'importe quel avion actuel.

Nota : En voltige, lorsque les pilotes font des décrochages (volontaires), ils mettent les gaz à fond pour récupérer l'appareil. le flux d'air accéléré par l'hélice suffit à "recoller" l'air sur une partie de l'aile (cad recréer de la portance), notamment ou se situent les ailerons, gouverne de profondeur et de lacet. Ainsi, ils peuvent reprendre en partie les commandes de leur appareil.

[_Goel_]

Complément :
Je crois que pour des raisons de construction, de sécurité et autres, on a finalement préféré mettre les réacteurs sous les ailes (quitte à perdre très légèrement en portance).
(a confirmer)

[invite4e5d163c]

C'est surtout pour des problèmes d'entretient courant. Un moteur en nacelle pendu sous une aile est très accéssible, à hauteur d'homme même, très facile à changer (on glisse un chariot sur roues en dessous, on le décroche, et hop, fini), etc etc...

Les réacteur ne serait-ce que de Caravelle, en nacelle de chaque coté du fuselage, obligeaient les mécanos à sortir les échelles et les échafaudage pour atteindre le moteur, sans parler des contorsions pour atteindre le moteur coté fuselage...

Certains avions russe (Antonov il me semble) on des moteurs coté extrados pour récupérer de la portance (ça marche bien !), mais ça doit être galère en entretien, car il faut que "la mécanique" grimpe jusque sur les ailes pour vérifier le niveau d'huile... Pas top.

[alopex]

- En fait, on ne peut pas caréner l'aile dans une sorte de chambre : en effet la portance créée sur l'aile (dirigée vers le haut) serait contrée par la "portance" dirigée vers le bas, qui s'appliquerait sur la paroi intérieure de la chambre. Le gain est nul => pas de chambre.

A priori, je ne vois pas qu'elle force opposée à la portance de l'aile pourrait résulter du fait que l'écoulement se fait dans un carénage. Si on prend un écoulement gazeux dans un tube ou une enveloppe quelconque, celui-ci ne génère pas de portance mais une pression hydrostatique. La présence de l'aile dans cet écoulement modifie certes le champ de pressions (compression à l'intrados et dépression à l'extrados) mais je ne vois pas très bien en quoi ca contrebalance la portance. Merci de me l'expliquer.

Pour donner un exemple (valeurs fictives) s'il faut un moteur de 1000CV pour provoquer un flux d'air suffisant pour faire décoller l'avion, juste par le mouvement de l'air créé par les moteurs; il suffira d'un moteur de 50CV pour faire rouler (et donc accélérer) l'appareil, jusqu'à ce qu'il atteingne une vitesse de déplaccement suffisante pour décoller.

Je suis d'accord sur le principe mais le dispositif que je décris vise plutôt les gros porteurs que les petits avions de voltige. On ne peut pas augmenter indéfiniment les surfaces de voilures (800 m2 pour un 380!) pour cause d'adaptation aux infrastructures existantes.
Or, il existe à mon sens un intérêt à concevoir un aéronef avec environ 500 tonnes de CU (20 semi) avec une vitesse de croisière de 100 m/s maxi. Une sorte de "TGV de marchandises des airs".
Or si on considère un moteur Trent 900 d'A380, celui produit une poussée de 76 tonnes (760 kN) avec un débit de 1870 kg/s soit une vitesse d'éjection de 400 m/s qui pourrait générer une portance autrement plus importante que les 230 m/s de vitesse de croisière.

C'est surtout pour des problèmes d'entretient courant. Un moteur en nacelle pendu sous une aile est très accéssible, à hauteur d'homme même, très facile à changer (on glisse un chariot sur roues en dessous, on le décroche, et hop, fini), etc etc...

La question de la facilité de maintenance est certes fondamentale, mais la mécanique avion dispose sans doute de plus de moyens que le garagiste du coin. Une nacelle élévatrice automotrice ne doit pas leur être inaccessible. De plus, je ne suis pas certain qu'un réacteur de long-courrier puisse être entretenu simplement en étant debout à côté, si?

[invitea2955c80]

Hi,
Comme promis ci joint un petit schema du dispositif envisage pour l une des variantes du systeme a savoir aile monoplan et soufflerie en circuit ferme. Pour avis et commentaires...a+

Bonjour alopex,bonjour à toutes et à tous,

Si on se place dans la coupe AA de ton croquis, l’extrados de l’aile est en dépression ,comme le veut Bernoulli ,malheureusement la face interne supérieure du carénage aussi ….
Pareil pour l’intrados et la face interne inférieure du carénage.....
Tu peux par conséquent installer un ventilateur de 1000 ch en entrée du système, ton avion restera désespérément cloué au sol

Cluster avait supprimé la partie supérieure du carénage, son aile etait donc soumise à l’intrados à la pression atmosphérique et à l’extrados à la pression statique égale à la pression atmosphérique moins la pression dynamique du courant d’air provoqué par l’hélice.
Il paraît que son engin décollait à vitesse nulle ( retenu à l’arrêt par un câble )
On peut cependant lui reprocher la forme circulaire des carénages qui ne permettait de récupérer que la projection verticale des forces aérodynamiques .

[alopex]

Hello,
Donc si je comprend bien:
- à l'extrados on a une dépression et de ce fait le carénage est "poussé vers le bas" par la pression atmosphérique extérieure.
- à l'intrados, on a une surpression et de ce fait le carénage est "tiré vers le bas" par cette surpression.
- au total, on a deux actions dirigées vers le bas qui annulent la portance de l'aile solidaire du carénage de sorte que l'ensemble "reste par terre".
C'est bien ca?

[invitea2955c80]

Hello,
Donc si je comprend bien:
- à l'extrados on a une dépression et de ce fait le carénage est "poussé vers le bas" par la pression atmosphérique extérieure.
- à l'intrados, on a une surpression et de ce fait le carénage est "tiré vers le bas" par cette surpression.
- au total, on a deux actions dirigées vers le bas qui annulent la portance de l'aile solidaire du carénage de sorte que l'ensemble "reste par terre".
C'est bien ca?

Tu as parfaitement compris ! l'ensemble reste par terre

[alopex]

Hello,
Tout bien reflechis cette analyse me pose quand meme un probleme. Si on considere une ailette du rotor d une turbine a gaz ou a vapeur, il s agit d une aile miniature soumise a un ecoulement gazeux a l interieur d une enveloppe donc un dispositif analogue dans son principe a celui que je decris. Or, la presence de l enveloppe n empeche pas dans ce cas la formation d une portance qui produit un couple sur le rotor. Comment concilier ces deux constats apparemment incompatibles??

[alopex]

Juste un petit mot pour remonter ce post a la surface avant qu il ne coule...merci

[invitea2955c80]

Hello,
Tout bien reflechis cette analyse me pose quand meme un probleme. Si on considere une ailette du rotor d une turbine a gaz ou a vapeur, il s agit d une aile miniature soumise a un ecoulement gazeux a l interieur d une enveloppe donc un dispositif analogue dans son principe a celui que je decris. Or, la presence de l enveloppe n empeche pas dans ce cas la formation d une portance qui produit un couple sur le rotor. Comment concilier ces deux constats apparemment incompatibles??

Dans la coupe AA de ton croquis, les vecteurs vitesses en amont et en aval de l’aile sont identiques en raison de la présence du carénage.

Il n’y a donc pas de modification de la quantité de mouvement, donc pas de force.

Dans compresseur axial, le vecteur vitesse est modifié ( en direction ).