Déviation du flux d'air

 

      "Mais alors, comment font les avions pour voler sur le dos ?" cette pertinante question reste parfois sans réponse. Explication.

      Lorsqu'un avion se retourne, les ailes se retrouvent à l'envers, l'intrados et l'extrados sont inversés. Il devrait alors se créer une dépression sous l'aile et une surpression sur l'aile. L'avion serait alors automatiquement aspiré vers le sol au grand péril du pilote. Mais alors comment ces avions peuvent-ils voler sur le dos tout en restant stable ?

      En réalité, ces avions ont un profil d'aile symétrique (c'est à dire que l'intrados et l'extrados ont exactement la même forme). Lorsque l'aile est légèrement inclinée par rapport au flux d'air on dit que l'aile est en incidence, celle-ci devient un obstacle à l'écoulement du flux. Ce phénomène est la dévation du flux d'air. Cela signifie que l'aile exerce une force sur le fluide (l'action), et donc le fluide exerce une force sur l'aile (la réaction). Ces avions volent en permanence avec un angle d'incidence positif, ce qui crée une réaction de l'air orientée vers le ciel qu'il soient sur le dos ou sur le ventre. Cet air vient buté contre l'extrados ; il y a donc une surpression qui maintient encore plus l'avion dans les airs.

 

 

 Angle d'incidence

 

 

      Cependant ces phénomènes, qui permettent d'augmenter ou diminuer la portance, possèdent quelques contraintes qui limitent les possibilités de manoeuvres. C'est ce que l'on appelle l'enveloppe de vol ; ce sont toutes les valeurs maximales et minimales des paramètres du pilotage, qui permettent à l'avion de voler en toute sécurité.

      La limite de vol la plus importante est le décrochage. Cet incident est malheureusemet assez fréquent au cours d'un vol. Il apparait lorsque la force de portance devient très inférieur au poids total de l'avion. Il existe plusieurs causes de décrochage:

  • le manque de vitesse: à incidence nulle, lorsque l'avion ne va pas assez vite, la différence de pression entre l'intrados et l'extrados est trop faible pour pouvoir soulever l'avion. Celui-ci pique alors du nez et s'enfonce.
  • l'incidence de l'aile trop importante: dans ce cas les lignes d'écoulement du flux d'air qui suivent l'extrados ne peuvent plus coller à la paroi de l'aile, il y alors décollage de la couche limite. L'effet Coanda n'est plus justifié, il se crée alors une zone de tourbillons au niveau de l'extrados et le phénomène de sustentation devient nul. La portance des ailes diminue brutalement, il y a aussi décrochage.

 

 

Phénomène du décrochage

 

      La combinaison des deux phénomènes, sustentation et déviation du flux, crée une force totale: l'action de l'air sur l'aile. Cette force se décompose en une force verticale, la portance et en une force horizontale, la traînée. L'une qui permet à l'avion de s'élever, l'autre orientée dans le sens inverse du déplacement et qui ralentit l'avion. Voyons ensuite les caractéristiques de ces forces...

 

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