AILERONS ENCASTRÉS
Nous allons étudier rapidement l’écoulement autour d’un profil muni d’un aileron simple, c’est-à-dire s’encastrant dans le profil, le tout ne formant qu'un seul élément sustentateur, en opposition à l’aileron à fente qui forme un élément sustentateur distinct du profil principal sur lequel il est fixé.
Influence sur l’écoulement d’intrados.
Les figures 1, 2 et 3 résument cette étude.
L’incidence du profil primitif est de 10°; les braquages de laileron sont respectivement : 0°, + 30° et — 30° environ.
Fig. 1. — Restitution de l'écoulement sur l’intrados du profil B., avec aileron droit redonnant le profil de base
a) Braquage Oo.
Nous avons l'écoulement autour du profil primitif: région de forte surpression vers le bord d'attaque, qui diminue à mesure que l’on s'approche du bord de fuite, et disparaît peu après.
b) Braquage + 30°.
Dans la région du bord d'attaque, la surpression est augmentée par rapport au cas précédent. Si nous suivons une ligne de courant voisine du
Fig. 2. — Restitution de l'écoulement sur l’intrados du profil B., avec aileron braqué
Fig. 3. — Restitution de l'écoulement sur l’intrados du profil B., avec aileron relevé
profil, nous remarquons une augmentation de la vitesse jusqu’à la moitié de la corde environ, après quoi on note un fort ralentissement qui est maximum peu
RASE ne
avant d'arriver à la hauteur de l’encastrement de l’aileron; les vitesses recommencent à augmenter à mesure que l’on contourne l’aileron. En aval du bord de fuite de l’aileron, maïs sur une faible profondeur seulement, on note une assez forte dépression qui s’atténue très rapidement quand on s'éloigne du sillage.
En résumé, dans la région avant du profil, la présence d'un aileron braqué positivement équivaut, en gros, pour le champ des vitesses, à une augmentation de l’incidence; dans la partie arrière nous trouvons une réparlition différente des vitesses avec une zone de forte surpression à la hauteur du bord d'attaque de l’aileron.
c) Braquage — 30.
Dans la région du bord d'attaque règne une surpression, mais plus faible que dans le cas (a). Dès le milieu du profil elle a disparu et une zone de
dépression commence, qui s'étend jusqu’au bord de fuite de l’aileron; cette zone reste au voisinage du profil.
Dans la partie avant du profil, la présence de l’aileron correspond à une diminution de l’incidence; mais, dans la partie arrière, on trouve une région de forte dépression qui n’existerait pas avec un profil simple.
Influence sur l’écoulement d’extrados.
Nous allons étudier l’influence de la présence d’un aileron sur l’écoule-
Fig. 4. — Restitution de l'écoulement autour du profil B., avec aileron droit redonnant le profil de base
ment d’extrados pour une incidence très faible du profil primitif; ceci permettra de mettre particulièrement en lumière l'effet des braquages négatifs.
L’incidence du profil est fixée à + 40.
a) Braquage ©.
Comme nous l’avons montré précédemment, on trouve en avant du bord d'attaque une région de surpression qui est la même que celle de l'intrados;
Fig. 6. — Restitution de l'écoulement autour du profil B., avec aileron relevé
puis, partant approximativement du bord d'attaque, la ligne Ne 1, à partir de =.
laquelle commence la région de dépression qui s'étend à peu près jusqu'au
bord de fuite de l’aileron; en arrière du profil se trouve/une région de légère
surpression (jig. 4).
EU
Fig. 8. — Restitution de l’écoulement autour du profil B., avec aileron droit redonnant le profil primitif
opte
b) Braquage positif.
; Y j ; : La ligne 4 — 1 se déplace et se rabat vers l’avant; la dépression est
accentuée sur le profil, et le point de vitesse maximum se déplace vers le bord d'attaque. Nous savons que ce sont là les signes caractéristiques de l’évolution de l'écoulement lorsque augmente l'incidence d’un profil.
Le décollement est augmenté non seulement sur l’extrados de laileron, mais aussi sur la parlie arrière du profil primitif; ceci entraîne, par rapport au cas précédent, une modification du champ des vilesses vers l’arrière du profil, mais sans grande importance (fig. 5).
c) Braquage négatif.
La figure 6 montre qu’un fort braquage négatif, pour une incidence faible, peut faire disparaître entièrement la dépression d’extrados qui existait sur le profil primitif. D’autre part, à la hauteur de l’encastrement de laileron, nous notons une forte surpression. Dans le cas de la figure 6, il est à peu près certain que la portance a changé de signe par suite du braquage négatif de l’aileron.
Les figures 7 el 8 montrent un phénomène semblable pour une incidence différente; nous notons en particulier que les points à vitesse maximum se déplacent vers l’arrière lorsque l’on relève l’aileron, et que même pour une incidence de 10° du profil primilif on trouve une zone de surpression au droit de l’encastrement de l’aileron.
Conclusion.
En résumé, les influences de la présence de l’aileron sur lextrados et sur l’intrados s'ajoutent; leurs effets sont de même sens :
un braquage négatif diminue la portance;
un braquage positif l’augmente, à condition que l'accroissement du décollement dû à l’aileron ne le rende pas trop important.
11 resterait à délerminer l'influence des braquages sur le déplacement du centre de poussée de la résultante aérodynamique. Du déplacement vers le bord d'attaque du point à vitesse maximum, et de l'augmentation de la dépression d’extrados, on ne peut déduire un sens de variation du moment par rapport au bord d'attaque; mais la naissance sur l’intrados de l’aileron d’une forte surpression permet d'expliquer que celle variation est dans le sens qui ferait piquer l'aile comme le montrent les essais en girouette.
AILERONS à FENTE Nous venons de voir comment la présence d’un aileron modifie selon son
braquage l’allure générale des lignes de courant et la répartition des vitesses dans la région non perturbée du fluide. Nous avons vu également la modification
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du sillage lorsque, le profil primitif étant fixé à une certaine incidence, on déforme la courbure de ce profil en abaissant ou en relevant l’aileron.
L aileron à fente pose un problème nouveau : visualiser le phénomène d'effet hypersustentateur de ce procédé pour les braquages positifs de l’aileron.
La figure 9 montre la forme exacte de la fente et les modifications de cette fente pour les divers braquages qui ont été étudiés. La maquette avait une corde (distance entre le bord d'attaque du profil et le bord de fuite de laileron) d'une longueur de 120 mm.
Nous allons résumer les résullats obtenus pour trois nombres de Reynolds: 50000, 120000 et 200000; pour chacune de ces valeurs nous étudierons successivement :
1° l’intrados, en insistant sur la région de la fente et de l’aileron;
20 l’extrados, en montrant en particulier l'influence de la fente sur le courant laminaire et sur le sillage;
30 enfin nous comparerons, pour des incidences du profil et des braquages de l'aileron identiques, les écoulements autour du profil muni d’aileron simple et d’aileron à fente.
Braquages négatifs de l’aileron.
Nous allons traiter brièvement le cas des braquages négatifs. En effet, pour de tels braquages, l'effet de la fente paraît être nul : aucune photographie n'a permis de déceler un courant allant de l’intrados vers l’extrados, ou inversement, à travers la fente. Dès lors, l’aileron à fente joue le rôle d’un aileron simple, et nous retrouvons les résultats indiqués au paragraphe précédent.
Les huit figures numérotées de 10 à 17 résument les résultats trouvés.
Nous avons reslitué les photographies relatives aux cinq incidences 0°, 5°, 10°, 15° et 20° avec un braquage de 30° environ. Les nombres de Reynolds correspondants sont 50000, 120 000 et 200 000. II en résulte que les conclusions de l’étude précédente relatives à la répartition des surpressions et des dépressions ne varient pas sensiblement avec le nombre de Reynolds.
Nous notons toujours comme modifications apportées par la présence de l’aileron :
1° sur l’intrados, une zone de « moindre surpression » dans la région aval de la fente;
20 sur l’extrados, une région de surpression au droit de la fente.
Ces deux zones sont assez restreintes en elles-mêmes, mais elles entraînent une modification du champ général des vitesses, surtout sur l’extrados, où la zone de dépression s'arrête pratiquement au droit de la fente.
Enfin, mentionnons que la zone de surpression au droit de la fente paraît s’élendre d'autant plus que les valeurs correspondantes du nombre de Reynolds sont plus faibles.
Fig. 10. — Restitution de l'écoulement sur l’intrados du profil B., avec aileron à fente relevé. R = 50 000
————— } R- 50.000 Re (20000
RQ
Fig. 11. — Restitution des écoulements sur l’intrados du profil B., avec aileron à fente relevé pour deux vitesses du courant général
Fig. 12. — Restitution de l'écoulement autour du profil B., avec aileron à fente relevé. R = 50 000
Fig. 13. — Restitution de l'écoulement autour du profil B., avec aileron à fente relevé. R = 50 000
Fig. 14. — Restitution de l'écoulement sur l'intrados du profil B., avec aileron à fente relevé. R — 120 000
Fig. 15. — Restitution de l'écoulement autour du profil B., avec aileron à fente relevé. R — 120 000
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Fig. 16. — Restitution de l'écoulement autour du profil B., avec aileron à fente relevé. R — 200 000
Fig. 17. — Restitution de l’écoulement autour du profil B., avec aileron fente relevé. R — 200 000
