PROFIL ABRIAL
Comme nous n'avons pas pu éclairer simultanément et d’une manière suffisante l’intrados et l’extrados, nous avons dû étudier séparément les écoulements de chaque côté de l'aile.
Étude de l'écoulement sur l’intrados.
Nous avons pris des photos des écoulements sur l’intrados à diverses incidences pour une vitesse déterminée du courant général (1,02 m/s).
Nous avons résumé leur restitution sur les figures 2, 3, 4, 5.
Sur toutes les figures nous n'indiquons que le rapport de la vitesse au T
point considéré à la vitesse à l'infini amont : v — Ve
La restitution se fait de la façon suivante : 1° Incidence 5°.
L'enregistrement indique une vilesse du disque de 2 994 t/mn. Le moulinet placé en amont de l’aile donne 1,02 m/s pour VX. ; V Les points où nl RE correspondent à un « tiret » d’une longueur
égale à :
Abrial 3 Incidence 1 - 5°
Vo = 1.02 /sec.
üg 089 -103 +096
Fig. 2. — Restitution de l'écoulement sur l’intrados du profil A. 3. Incidence : 5 degrés. Vitesse du courant général : 1,02 m/s
Abrial 3
Incidence : . 10°
Fig. 3. — Restitution de l'écoulement sur l'intrados du profil A. 3. Incidence : 10 degrés. Vitesse du courant général : 1,02 m/s
one
Incidence i . 15°
Fig. 4. — Restitution de l'écoulement sur l'intrados du profil A. 3. Incidence : 15 degrés. Vitesse du courant général : 1,02 m/s
Abrial 3
Incidence i. 25°
Fig. 5. — Restitution de l'écoulement sur l’intrados du profil A, 3. Incidence : 25 degrés. Vitesse du courant général : 1,02 m/s
ee
NoTE. — Pour faire court, nous appelons « liret » la distance entre le début d’un trait et le début du trait suivant; celle distance correspond, évidemment, à deux instants consécutifs où la lumière prend, en se désoccultant, la même intensité.
Pour effectuer une mesure nous marquons, sur le cliché, les débuts de deux traits consécutifs; nous reportons la distance « 7 » de ces deux points sur une règle graduée avec un compas à pointes sèches (en réalité avec un compas à réduction).
C’est ainsi que les longueurs mesurées sur la règle représentent 51=L.
Donc v, correspond à une longueur mesurée :
Lo 200 4 De HUE : ÿ Le rapport Di tient compte du rapport des cordes du profil sur l’agrandissement et en réalité.
Aux autres points, on a :
DES Tr
à : He V é On remarque à l’avant du profil une diminution du rapport >: ce qui D indique la présence d’une légère zone de surpression qui disparaît vers le milieu du profil pour réapparaiître vers le bord de fuite.
La perturbation de l'écoulement s'éloigne peu de l'obstacle.
20 Incidence 100.
Vitesse du disque 2 938 t/mn :
Mêmes remarques que pour 5 degrés.
30 Incidence 15°.
Vitesse du disque 3 015 t/mn :
LE en — 995.
49 Incidence 25°.
Vitesse du disque 3 015 t/mn : L, = 225.
Des figures 2, 3, 4, 5, il apparaît que :
1° lorsque l'incidence croît, le « point d'arrêt avant » s'éloigne sur l’intrados (voir photos II, IV, V et VI).
20 lorsque l'incidence croît, la zone de surpression s'étend davantage vers le bord de fuite.
Photo IIT. Point d'arrêt avant dans l’écoulement autour du profil A. 3. Incidence : 0 degré. Vitesse du courant général : 1 m/s
Photo IV. Point d'arrêt avant dans l'écoulement autour du profil A, 3. Incidence : 10 degrés. Vitesse du courant général : 1 m/s
Photo V. — Point d'arrêt avant dans l'écoulement autour du profil À 3. Incidence : 15 degrés. Vitesse du courant général : 1 m/s
oies
3° sauf aux très grandes incidences (non utilisées dans la pratique), la perturbation apportée au courant général par la présence de l’obstacle n’atteint pas une largeur égale à la longueur de la corde.
Photo VI. — Point d'arrêt avant dans l’écoulement autour du profil A. 3. Incidence : 20 degrés. Vitesse du courant général : 1 m/s
Influence de la vitesse,
Nous avons étudié l'écoulement lorsque la vitesse VX prenait les valeurs suivantes : 0,35 m/s, 0,50 m/s, 1 m/s, 1,50 m/s, 2 m/s.
L'étude par vision directe a permis de voir que pour les deux premières valeurs de VX l'écoulement était sensiblement le même, et que pour les trois dernières les écoulements présentaient une très grande analogie.
Les figures 4, 5, 6 et 7 montrent les lignes de courant pour Vx = 0,50 m/s, V>= = 1 m/s, et pour les deux medencemesoketr= 250!
Il résulte que, pour une même incidence, lorsque VX passe de 0,50 m/s AMIENS: :
1° le point d'arrêt avant s'éloigne sur l’intrados;
2° la courbure des lignes de courant à la hauteur du bord d'attaque aug-
mente sensiblement, l’augmentation allant en s’atténuant lorsque l’on s'éloigne du profil, pour s’annuler à une distance voisine de la longueur de la corde.
En résumé, à partir d’un nombre de REyNozps voisin de R — 100 000, les lignes de courant sur l’intrados ne se modifient plus lorsqu'on augmente la vitesse Vk; on pourra donc, par la suite, se contenter d'étudier les caractéristiques du courant général pour une seule valeur de R supérieure à 100 000.
Étude de l’écoulement sur l’extrados.
Les figures 8, 9, 10, 11, 12 et 13 donnent les restitutions de quelques clichés.
De ces restitutions, il apparaît que :
1° pour les incidences positives inférieures à 20°, il y a vers le bord d'attaque une zone de dépression qui disparaît vers le bord de fuite;
Ds
D Profil Abrial 3 Incidence i . 15° A
Fig. 6. — Lignes de courant de l'écoulement sur l’intrados du profil A. 3. Incidence : 15 degrés. Vitesse du courant général : 0,50 m/s
Fig. 7. — Lignes de courant de l'écoulement sur l’intrados du profil A. 3. Incidence : 25 degrés. Vitesse du courant général : 0,50 m/s
ET
EN
Profil Abrial 3 Incidence ï. 0 Va = 0, ec.
Fig. 8. — Restitulion de l'écoulement autour du profil A. 3. Incidence : 0 degré, Vitesse du courant général : 0,55 m/s
Abrial 5 Incidence 15°
Fig. 9. — Restitution de l'écoulement autour du profil A. 3. Incidence : 15 degrés. Vitesse du courant général : 0,55 m/s
RTE
Fig. 10. — Restitution de l'écoulement autour du profil A. 3. Incidence: 15 degrés. Vitesse du courant général : 0,93 m/s. On aperçoit une profonde modification du sillage
= EE y) 08 099 —115—115 __108
Profil Abrial 3
Incidence : - 15°
Fig. 11. — Restitution de l'écoulement autour du profil A. 5. Incidence 15 degrés. Vitesse du courant général : 1,60 m/s
Ode.
Fig. 12. — Restitution de l'écoulement autour du profil A. 3. Incidence 20 degrés. Vitesse du courant général : 2,04 m/s
7 110 né
Fig. 13. — Restitution de l'écoulement autour du profil A. 3. Incidence : 29 degrés. Vitesse du courant général : 0, 55 m/s. On remarque l'apparition des tourbillons alternés
RC ee
20 les écoulements pour Vx— 1,60 m/s el 2,04 m/s présentent une très grande analogie;
3° quand l'incidence croît, le lieu des points où v, —1, partant du bord d'attaque, s’abaisse sur la corde du profil:
40 à 15° et pour Vx—0,93 m/s, on a un écoulement spécial sur lequel nous reviendrons ;
5° pour Vr —0,55 m/s. l'écoulement change de forme vers 259, incidence a te]
où apparaissent les tourbillons alternés ;
6° pour une même incidence la largeur du sillage décroît lorsque la vitesse augmente;
7° pour toutes les vilesses la largeur du fluide où l'écoulement est perturbé dépasse la longueur de la corde.
L'étude par vision directe a montré, d'autre part, que lorsque la vitesse V passe de 0,50 m/s à 1 m/s, l'incidence pour laquelle ont lieu le décollement total et l'apparition des tourbillons alternés augmente de plusieurs degrés (5° environ).
Étude du décollement. — Oscillation de l'écoulement.
Nous avons pris une série de photographies destinées à mettre en évidence ce qui se passe au voisinage immédiat de l’extrados.
Pour cela, nous nous sommes arrangé à faire venir une grande quantité de particules d'aluminium près du profil.
De l'observation de ces clichés il résulte que, même pour les faibles incidences (5°), on trouve, suivant immédiatement le point à maître-couple maximum, une zone très visible où l'écoulement est turbulent. Pour ces incidences, le courant général contourne cette région, puis revient vers le bord de fuite (photos NII, VIII, IX).
Lorsque l’incidence augmente, cette zone se développe et, vers l’incidence de 15°, est la cause d’une forte séparation du courant, qui s’écarte du profil dès le bord d'attaque (photo X).
Des photos à longue pose (1/5 et 1/2 s), prises dans ces conditions, ont permis de mettre en évidence de violentes fluctuations dans l'écoulement.
Ces résultats viennent confirmer les conclusions auxquelles élait arrivé MELWILL JONES dans une étude qu'il a faite au décollement (1) :
(de De nos expériences, nous avons déduit que pour une aile il existe deux points, dans la couche limite, où, lorsque l'incidence augmente, il y ait tendance au décollement : l’un près du bord d'attaque, l’autre près du bord de fuite.
(1) MELWILL JONES. — The Journal of the Royal Aeronautical Society, 1934.
Photo VII. — Amorce de décollement dès le plan de maïître-couple. Profil A. 3. Incidence : 0 degré. Vitesse du courant général : 1 m/s
Photo VIII. — Amorce de décollement dès le plan de maïître-couple. Profil À. 3. Incidence : 5 degrés. Vitesse du courant général : 1 m/s
Photo IX. — Développement du décollement. Profil A. 3. Incidence : 10 degrés. Vitesse du courant général ; 1 m/s
Photo X. — Décollement total dès le bord d'attaque. Profil A. 3. Incidence : 15 degrés. Vitesse du courant général : 1 m/s
Photo XI. — Deux régimes d'écoulement superposés, indiqués par l'intersection des lignes de courant. Incidence : 15 degrés. Vitesse du courant général : 1 m/s
Photo XII. — Un des deux régimes indiqués sur la photo XI. A noter la différence de volume de la masse tourbillonnaire. Incidence : 15 degrés. Vitesse du courant général : 1 m/s
Sn
» S'il y a, au premier point, un développement des conditions existantes plus important, même légèrement, qu'au deuxième, les violentes fluctuations marquent le Cz maximum; sinon, ces phénomènes apparaissent bien après le Cz maximum. »
Avec le profil Abrial 3, nous sommes dans le premier cas. À l'incidence du Cz maximum (< 20°) nous avons déjà un décollement total.
Les photographies à longue pose ont montré que, dès l’incidence de 15°, le courant général n’est pas à régime permanent.
La photo XI mel en évidence deux écoulements superposés.
Sur les photos XI et XII, correspondant à une vitesse et à une incidence identiques, la région de turbulence présente un aspect différent. Sur la photo XII nous n'avons qu’un seul régime du courant général, identique à l’un des deux régimes de XI.
Nous voyons qu'à partir de l'incidence 15°, le courant général peut osciller entre deux régimes : l’un d’eux correspondant au décollement total.
L'examen des deux clichés XI et XII montre que le passage entre les deux formes d'écoulement doit être très rapide.
Nous avons tiré un film des écoulements, afin de déterminer la durée de chacun des deux régimes.
La vitesse du courant était fixée à 1,50 m/s, l'incidence du profil était de AlD 1500200;
Pour les deux premières incidences, il y a décollement à partir du maîlre-couple; à l’incidence 209, il y a décollement dès le bord d'attaque. Il semble que les durées des deux régimes soient très variables.
Considérations théoriques.
Les photographies obtenues par cette méthode permettent de vérifier aisément certains résullals généraux d’aérodynamique.
Fig. 14. — Définition des axes et des angles relatifs à un profil d’aile.
A.— Nous avons en particulier déterminé graphiquement l'inclinaison du sillage pour quelques incidences.
oue
1e Cette inclinaison est sensiblement indépendante de la vitesse. 20 Si nous appelons (fig. 14): B l’angle de V+ et de l’axe de portance nulle: y l’angle de V+ et de l’axe du sillage, ces deux angles vérifient approxi-
malivement la relation :
Fig. 15. — Valeurs des divers angles pour plusieurs incidences
Pour ce profil, l'angle $’ de l’axe de portance nulle et de la partie rectiligne de l’intrados a la valeur :
ras
Le tableau suivant résume les valeurs trouvées (fig. 15) :
\ i 8 Y m/s degrés 0,55 12 14030” — 70 0,93 2 4030” — 20 2,04 20 22030" — {10 0,93 10 12030" — 6030” 0,55 — 5 — 2030’ + 1030’
B.— La méthode chronophotographique donnant directement les lignes de courant et les vitesses, on peut en déduire la valeur de la circulation.
La portance est donnée par :
Ka 0 VE C,
