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AILE VOLANTE Stabilité




  1. #1
    antoinej48

    Smile AILE VOLANTE Stabilité

    Bonjour à tous, je travaille sur les avantages de l'aile volante, et je voudrais savoir, pourquoi l'aile volante aura une meilleur caractéristique aérodynamique qu'un avion civil actuel? mais aussi pourquoi celle ci n'est pas stable ?(j'aimerai des réponses argumentés car je n'ai pas trouvé grand chose sur ce sujet) Merci à tous d'avance! Bonne soirée

    -----


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  3. #2
    polo974

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    1. qu'entends tu par "pas stable"?
    2. as-tu entendu parler des profils autostables?
    3. qui a dit que les ailes volantes n'étaient pas stable?
    4. il y a des avions "classiques" (aile + empennage arrière) qui ne sont pas naturellement stables, mais dont la stabilité est obtenue grâce à un paquets de capteurs, de logiciels et d'actuateurs, bref des avions qui tombe en cas de panne des systèmes...

    enfin, à ta question:
    pourquoi l'aile volante aura une meilleur caractéristique aérodynamique qu'un avion civil actuel?
    on peut répondre parce que les ingés sont des ânes, que les industriels aiment faire compliqué et que les compagnies aériennes aiment brûler du carburant pour rien.

    ou pas...

    (bref, si c'est pas clair, qu'est-ce qui te permet d'affirmer la supériorité de l'aile volante sur la structure classique?)

    ne pas oublier qu'un avion a des contraintes très différentes selon son régime de vol:
    au décollage, charge maxi du fait du plein de carburant, vitesse pas très élevée, présence du sol sous les roues et les ailes (si, si, ça a des implications...)
    en vol, altitude élevée (renseigne-toi sur la densité de l'air, là-haut), accessoirement la température...
    à l’atterrissage, vitesse faible, rencontre avec le sol, (ce qui est très différent du décollage...)
    accessoirement, rouler sur les taxiways
    et durant tout ce temps, les passagers doivent être assez libre de leurs mouvements (il y a des vols qui durent plus de 12h...).
    Daudet, tu vas nous manquer...

  4. #3
    antoinej48

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Beh à malgré que ses caractéristiques aérodynamiques lui fassent gagner de la portance et de la vitesse. Elle est instable, incontrolable parait-il, des ordinateurs et systèmes sont obligés de la contrôler. Oui je crois, le b-2 spirit, grace à des systèmes il est auto-stable.
    Je l'ai vu sur internet.. surtout à cause de sa forte rigidité de cellule.
    Excusez moi mais vous me donnez les Avantages de l'aile volante ici? Car je ne comprend pas trop là..


  5. #4
    PIXEL

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    si les avantages dépassaient les inconvénients , tu en verrais plus en l'air....

    les ingés n'étant pas TOUS des ânes (Merci Polo )
    Dernière modification par PIXEL ; 15/01/2014 à 14h50.

  6. #5
    VirGuke

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Bonjour,

    L'aéronautique c'est pas tout noir ou tout blanc, il y a des avantages et des inconvénients à toute situation.
    Si tu veux comprendre ce qui se passe tu vas devoir faire un effort de lecture :
    -> Wikipedia : Stabilité longitudinale
    -> Wikipedia : aile volante

    La stabilité c'est comme quand tu essaie de faire tenir un crayon sur tes doigts, si tu mets deux doigts tu peux les mettre un peu comme tu veux, le crayon ne bouge pas et son poids se réparti sur les deux doigts, c'est "facile" à équilibrer, si tu mets un doigt il faut absolument le mettre au niveau du centre de gravité de ton crayon sinon il tombe.

    Un avion c'est pareil si t'as une aile et un empennage, si tu mets l'aile devant le centre de gravité, l'avion à tendance à tomber vers l'arrière donc il faut le porter avec l'empennage, si tu mets l'aile derrière le centre de gravité l'avion tombe vers l'avant et il faut le retenir avec l'empennage qui déporte vers le bas. Là où ça devient compliqué c'est que si l'avion s'incline légèrement vers le haut, la portance de l'aile augmente et il faut que l'empennage compense pour avoir toujours un équilibre et sans rentrer dans les détails, la deuxième solution marche mieux.

    Quand t'as une aile volante il faut absolument que la portance soit alignée avec le centre de gravité et qu'un changement d'inclinaison ne foute pas tout en l'air, bref c'est jamais le cas, il faut en permanence compenser avec un calculateur, si l'aile pique du nez donner l'ordre de la redresser et inversement. On peut faciliter les choses avec les profils dits auto-stables, mais ça consiste surtout à choisir où l'aile porte, ça n'a rien de général.


    Les avantages supposés aérodynamiquement c'est que à priori sur un avion classique le fuselage ne sert à rien si ce n'est à créer de la traînée donc l'idée c'est que si on l'intègre dans une aile ce sera mieux, idem pour l'empennage.
    L'avantage pour un avion militaire c'est que sans empennage l'avion a une très faible signature radar.

    Les désavantages c'est les implications de la non-stabilité de l'aile, si tu la design stable au décollage elle ne le sera pas en vol transsonique, tu ne peux pas mettre de volets parce qu'ils font piquer du nez et que sur une aile volante tu ne peux pas le compenser, donc faut augmenter la portance au décollage en dégradant la traînée en vol etc...
    En plus y'a tous les problèmes de structure, et le fait que si tes passagers sont au milieu ils sont à 20m du premier hublot ce qui n'est pas très agréable.

    Bref, y'a a boire et à manger, ça dépend de la mission et des contraintes de l'avion.
    Dernière modification par VirGuke ; 15/01/2014 à 16h14.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Michel S.

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Bonjour antoinej48, je viens de regarder le wiki sur la stabilité et les ailes ...
    - En ce qui concerne la stabilité, je ne me lancerait pas à "vérifier" les calculs; par contre en ce qui concerne la limite de centrage arrière, il faut savoir que c'est une limite à ne pas franchir, car en cas de décrochage, on a très peu de chances de reprendre le contrôle de l'avion ( je me souviens que les essais de limite de centrage arrière du prototype du Morane Rally à fait deux morts, bien que ces essais se fassent avec des charges en principe "largables") .
    Ces avions ont été limités à 110 kg à l'arrière, et dans certain club il y avait un pèse personne pour vérifier que l'on respectait cette limite !
    - Pour les ailes volantes, j'ai eu le plaisir de voler sur "AV36", le pilotage en est en effet un peu particulier:
    -très instable en tangage, en se penchant en avant, puis en se redressant (commandes lâchées) on fait des "montagnes russes": donc tu imagine des passagers
    qui se promènent dans le couloir ...
    - la "direction" est comme indiqué, peu efficace: faut prendre son temps pour les mises en virage et les sorties .
    - l'AV36 n'a pas d’aérofreins, mais des volets d'intrados ( volets de courbure qui ne concerne que la face "intrados", l'extrados étant "rigide"; on en trouve par exemple sur le "T6" ); il est exacte que la sortie de ces volets induit un couple piqueur non négligeable .
    - un avantage de l'aile volante en planeur, est sa traînée réduite en virage .
    Cordialement, Michel .

  9. #7
    polo974

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Citation Envoyé par antoinej48 Voir le message
    ... Elle est instable, incontrolable parait-il, ...
    Je l'ai vu sur internet..
    Excusez moi mais vous me donnez les Avantages de l'aile volante ici? Car je ne comprend pas trop là..
    Ben non, une aile volante n'est pas obligatoirement instable, c'est juste une question de choix (ou d'erreur...) dans la conception.

    Il semble que tu ne maîtrises pas le début du commencement de la mécanique de vol, donc on va faire simple:
    un profil d'aile a en gros 3 caractéristiques (en fonction de l'incidence et de la vitesse):
    • Cl = Cz = coef de portance (en gros le Cz augmente de 0.1 par degré d'incidence jusqu'au moment où l'air en a marre de porter tout ça, et là l'avion tombe)
    • Cd = Cx = coef de traînée (en gros les frottements de l'air sur l'aile) on obtient assez facilement des Cz/Cx de 50 à 100, mais on arrive à tout gâcher très facilement aussi...)
    • Cmo = coef de moment (arghhhh, c'est quoi ce gros mot ? ? ?)
    Donc le Cmo est un truc bien obscur qui fait que en général plus l'aile porte, plus l'aile aura tendance à cabrer, donc à porter plus, donc à cabrer plus, donc .... instable prise toute seule dans son coin...
    (Précision, selon le pays la convention du signe du Cmo n'est pas la même (ben oui, pourquoi faire simple...))

    Il y a des profils dont le Cmo est nul (ou presque): ce sont les profils symétriques, mais du coup, le Cz/Cx est nettement moins bon, et l'essence coule à flot...

    Il y a des profils auto-stables dont le Cmo fait que l'aile est en soit stable, mais le Cz/Cx est moins bon que pour un profil normal (en général, ça ressemble à un profil normal sur lequel on a relevé sérieusement le bord de fuite (l'arrière)).

    Bref, la technique (version (très) simplifiée), pour avoir un coucou stable est d'avoir à l'avant un (bout de) profil portant, et à l'arrière un (bout de) profil déportant. Et de centrer l'appareil de sorte qu'il s'enfonce sur l'avant et pas sur l'arrière (la marche arrière étant assez mal vue en aviation).
    Un avion normal, le stab (le truc horizontal à l'arrière) peut être tout petit vu qu'il dispose d'un grand bras de levier pour agir.
    Une aile volante, c'est moins le cas vu que le stab fait partie de l'aile...

    Enfin, si on donne de la flèche à une aile volante (la flèche, c'est les ailes qui partent vers l'arrière aux extrémités), on dispose de parties de l'aile plus en arrière que la partie centrale, donc, on en profite pour y mettre en place le bout de profil qui assurera la stabilité (et en plus, ça devrait être moins casse gueule en cas de décrochage)...

    Mais dans tout ça, on n'a pas trop parlé de la répartition de la portance, hors c'est aussi là-dessus qu'on peut gagner (ou perdre, c'est plus facile...) de la performance, hors sur une aile volante, on est quasi obligatoirement loin de la répartition elliptique optimale...

    Donc, un avion classique constitué:
    • d'une aile portante,
    • d'un gros tuyau (résistant facilement à la pression) dans le sens de la longueur dans lequel on met les passagers
    • au bout duquel on fixe le stab
    est une architecture pas trop facile à égaler...

    Pour finir, toutes mes excuses aux puristes sur les imprécisions et raccourcis que j'ai pu faire, mais en gros, je pense que ça résume assez bien le problème au niveau de ce fil...
    Daudet, tu vas nous manquer...

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  11. #8
    antoinej48

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Merci pour vos réponses, c'est difficile à comprendre ton explication Polo974 Après j'ai entendu qu'elle etait instable mais vous m'aviez prouver que non, mais aussi que c'était un avantage pour le b2-spirit car il a besoin de faire des tanguages rotation etc.. Et donc aussi comment fait on pour tourner et monter/descendre avec? Car il n'y a pas d'empennage... Merci à tous

  12. #9
    antoinej48

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Pour info: http://fr.wikipedia.org/wiki/Aile_volante
    (aile volante instable selon eux dans le civil) Ah oui aussi, j'ai oublié ce que je veux montrer exactement c'est que niveau civil, elle a des avantages de fou comme aérodynamique(pourquoi?) mais elle a aussi des désavantages(instable, trop d'envergures.. etc) mais qui devient un avantages pour les militaires comme l'instabilité(b-2) et c'est ici que je veux montrer Pourquoi le b-2 a t'il était utilisé par les militaires. Merci !

  13. #10
    harmoniciste

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Je suppose que les militaires ont cherché la plus faible réflexion possible des signaux radar. Pour çà, il leur fallait éviter grandes surfaces verticales des flancs de fuselage, ainsi que les empennages verticaux.

  14. #11
    PIXEL

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    c'est comme ça que le chasseur furtif F117 vole comme un fer à repasser,
    et n'est pas si furtif que ça

  15. #12
    polo974

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Citation Envoyé par antoinej48 Voir le message
    ... mais elle a aussi des désavantages(instable, trop d'envergures.. etc)
    .... Merci !
    Pourquoi trop d'envergure ? ? ?

    Petit détail sur l'envergure:
    Il y a une traînée dite induite qui peut se comprendre par le fait qu'au bout de l'aile, il y a un court-circuit entre le dessous et le dessus, et ça engendre des tourbillons en bout d'aile, mais la mise en mouvement de ces tourbillons bouffe de l'énergie qui ne sert pas à tenir l'avion en l'air.

    Elle dépend pour une charge donnée en gros de l'inverse de l'envergure. On a donc toujours intérêt à avoir la plus grande envergure possible, mais...
    Les limites étant la largeur disponible un peu partout sur l'aéroport et la résistance des matériaux.
    Pour le premier point, on triche un peu en repliant les ailes vers le haut (winglets).
    Pour le second point, on change de techno genre fibre de carbone pour remplacer l'alu, etc...
    Daudet, tu vas nous manquer...

  16. #13
    VirGuke

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Citation Envoyé par polo974 Voir le message
    Elle dépend pour une charge donnée en gros de l'inverse de l'envergure. On a donc toujours intérêt à avoir la plus grande envergure possible, mais...
    Les limites étant la largeur disponible un peu partout sur l'aéroport et la résistance des matériaux.
    Pour le premier point, on triche un peu en repliant les ailes vers le haut (winglets).
    Si ton optimum de forme a une envergure de 150m, tu pourras mettre tous les winglets que tu voudras tu l'auras quand même dans l'os...

    ce que je veux montrer exactement c'est que niveau civil, elle a des avantages de fou comme aérodynamique(pourquoi?)
    Ca c'est toi qui le dis.

    Et donc aussi comment fait on pour tourner et monter/descendre avec? Car il n'y a pas d'empennage...
    C'est le même principe qu'avec un avion normal, avec les ailerons tu peux contrôler le roulis et le tangage, après c'est la même mécanique de vol.

  17. #14
    polo974

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Citation Envoyé par VirGuke Voir le message
    Si ton optimum de forme a une envergure de 150m, tu pourras mettre tous les winglets que tu voudras tu l'auras quand même dans l'os...
    ...
    Réponse raisonnable: j'ai dis "tricher un peu", pas résoudre des cahiers des charges impossibles.

    Réponse juste mais aussi peu pertinente que la critique: si l'espace dispo est de 149m, ça ne pose aucun problème (c'est facile avec des "si")...
    Daudet, tu vas nous manquer...

  18. #15
    VirGuke

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Ben en fait l'A380 a été designé comme ça, la limite des aéroports étant de 82m ils ont pris 80 et une aile volante a tendance à être encore plus large, ce serait compliqué de faire ne serait-ce qu'un équivalent de l'A320.

  19. #16
    polo974

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Citation Envoyé par VirGuke Voir le message
    ... et une aile volante a tendance à être encore plus large...
    Allez, on passe en biplan ...
    Daudet, tu vas nous manquer...

  20. #17
    harmoniciste

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Antoine à seulement parlé de l'intérêt/inconvénient des ailes volantes comme avions de transport. Pas forcément des plus gros.

  21. #18
    antoinej48

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Merci de vos messages, oui mais surtout les avantages et j'aimerai savoir pourquoi cette forme ? (caractéristiques aérodynamiques quoi.. )car les militaires l'on adopté pour ses carac'. et pas pour le civil malgré ses carac' mais ça je sais pourquoi il n'est pas utilisé(trop dangereux quand il y a 1000personnes, exemple:boeing 797) Moi c'est vraiment les avantages.. Merci et bonne soirée !

  22. #19
    VirGuke

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Citation Envoyé par polo974 Voir le message
    Allez, on passe en biplan ...
    Ben tu rigoles mais en poussant l'idée au bout, y'en a qui ont pensé faire des ailes rhomboïdales, prolonger les winglets pour faire un biplan. Mais bon, ça vient aussi avec son lot de problèmes ^^

    Antoine, on t'a déjà plus ou moins répondu.

    - L'empennage est très repérable au radar donc c'est vraiment très cool de l'enlever chez les militaires
    - Point de vue aérodynamique t'es supposé gagner un peu en terme de traînée en croisière (faut pas croire aux miracles non plus)
    - L'instabilité rend très maniable, l'aile amplifie toute seule tes mouvements, c'est très avantageux pour le combat par contre un avion de ligne le but c'est d'éviter de secouer les gens dans tous les sens. En plus si on perd les commandes de vol électrique y'a pas de siège éjectable.
    - On ne peut pas mettre de becs et volets efficaces donc il faut compenser en ayant une voilure plus grande pour le décollage et l'atterrissage donc plus d'envergure (la page wiki montre le B-2 à côté des F-X c'est flagrant). Ca veut dire aussi plus de frottements visqueux mais moins de traînée induite.
    - La place est disponible en largeur, les bombes s'en fichent, les passagers sont un peu plus sensibles à leur distance au hublot.
    - La forme de l'aile la rend plus délicate à pressuriser
    Y'en a certainement d'autres sur la page wiki

  23. #20
    polo974

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Citation Envoyé par antoinej48 Voir le message
    ...(trop dangereux quand il y a 1000personnes, exemple:boeing 797) ...
    On t'a déjà dit que le Boeing 797, c’était une mauvaise blague, parti d'une photo truquée...
    Daudet, tu vas nous manquer...

  24. #21
    antoinej48

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Merci beaucoup pour ta réponse qui a répondu à ma demande Je sais pas si je l'ai déjà demandé, Mais j'ai lu sur wiki comme quoi Celle ci sera plus légère? Pourquoi donc? Merci

  25. #22
    rediabolo

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Bonjour,

    L'aile volante est structurellement plus légère qu'un avion classique à charge utile identique.

    L'absence du fuselage et des empennages, les traînées d'interaction des ces éléments, leurs surfaces mouillé, font que le rendement aérodynamique d'une aile volante est meilleur que celui d'un avion classique.
    Mais de pas grand chose ! Et avec d'autre contrainte que l'avion classique.
    Pour autant l'aile volante n'est pas strictement instable, son taux d'amortissement en tangage est plus faible q'un avion classique et bien réglé, elle est aussi facilement pilotable qu'un autre appareil.
    Elle est donc plus sensible en tangage.

    En fait il faut comparer les formule aérodynamique par rapport à une utilisation précise ( cahier des charges ) et pas uniquement du point de vu rendement aérodynamique, autonomie, plafond etc.

    Voici un exemple,

    Cahier des charge : La plus faible puissance moteur possible

    http://startair.chez.com/J_C_DEBREYER.pdf

    Bon week-end.

  26. #23
    antoinej48

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Merci de ta réponse Rediabolo! il y a seulement ceci ?
    Qu'est ce que la surface mouillé? je n'ai pas trouvé sur le net...
    Et savez vous la surface en mètres carré du B2 Spirit, car je pense calculer la trainée de celle ci.. merci!

  27. #24
    rediabolo

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Google est ton ami !

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Surface_mouill%C3%A9e

    B2 Spirit surface : 464.5 m²

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Northrop_B-2_Spirit

    Bon courage pour les calculs... c'est plus dur que les recherches sur le net...

  28. #25
    Michel S.

    Re : AILE VOLANTE Stabilité

    Citation Envoyé par antoinej48 Voir le message
    Merci de ta réponse Rediabolo! il y a seulement ceci ?
    Qu'est ce que la surface mouillé? je n'ai pas trouvé sur le net...
    Et savez vous la surface en mètres carré du B2 Spirit, car je pense calculer la trainée de celle ci.. merci!
    Bonjour antoinej48, tu es bien gentil, mais pour calculer la traînée dans une configuration donnée ( en ligne droite ), il te faut aussi :
    le Cx correspondant à l'incidence (liée à la charge).
    et la vitesse correspondant .
    la densité de l'air à l'altitude considérée ...
    tu n'es pas arrivé !!!
    Courage, Michel .

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