Question:
Pourquoi le Concorde n'a-t-il pas de clôtures latérales?
DrZ214
2016-06-06 15:01:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Une clôture d'aile est une "clôture" droite et verticale qui va de l'avant vers l'arrière sur l'aile.

enter image description here

Ceci MiG-17 a trois clôtures par aile. Je les ai également vus sur des avions à ailes delta comme le MiG-25.

Le but de la clôture d'aile est d'empêcher l'air de circuler latéralement au-dessus de l'aile. L'air est plutôt emprisonné entre les clôtures et s'écoule d'avant en arrière comme d'habitude. C'est la condition idéale pour créer de la portance, car l'air suit la cambrure de l'aile.

Alors pourquoi le Concorde n'en a pas?

enter image description here

Le balayage encore plus extrême (au début) de l'aile du Concorde me semble qu'il induirait encore plus d'air qui coule latéralement, ce qui signifie qu'il devrait bénéficier encore plus des clôtures d'aile.

(J'ai remarqué que le Tupolev Tu-144 n'en a pas non plus.)

Au moins dans certains cas, le remplacement moderne est un vortilon. Mais il semble que les conceptions d'ailes les plus modernes et sophistiquées n'aient pas besoin de clôtures. https://en.wikipedia.org/wiki/Vortilon
Si je comprends bien, les clôtures d'aile n'aident vraiment que lorsque l'avion approche de la vitesse de décrochage. Le flux d'air plus lent au-dessus de l'aile commence à se déplacer latéralement, ce qui entraîne une augmentation de la vitesse de décrochage et une tendance à cabrer en cas de décrochage. Je suppose qu'une partie de la solution utilisée sur le Concorde était de voler au-dessus de la vitesse de décrochage suffisamment élevée pour ne pas induire ce problème.
Voler au-dessus de la vitesse de décrochage est intelligent ^^
Je ne suis pas sûr que j'appellerais même les ailes MiG-25 un delta. Le bord d'attaque n'est pas trop balayé. Moins que celui de MiG-15/17/19 je pense.
@JanHudec Je l'ai entendu décrit comme un "delta recadré". Dans tous les cas, c'est un engin Mach 2+ avec un balayage d'aile relativement élevé, alors j'ai pensé que lui et le Concorde pousseraient l'air sur le côté plus que d'avant en arrière. L'un a des ailes tandis que l'autre n'en a pas, c'est pourquoi je l'ai mentionné.
@DrZ214, MiG-25 a un balayage d'aile d'environ 40 °, bien trop bas pour que le flux normal reste subsonique à la vitesse maximale (donc l'aile doit être, et est, supersonique) et bien trop basse pour générer une portance vortex sans extensions de bord d'attaque ce qu'il n'a pas.
Les clôtures d'aile étaient un moyen simple et grossier de faire les choses dans les années 40 et 50, lorsque nous savions peu de choses sur le flux d'air en général et sur le flux trans et supersonique en particulier. Nous avons beaucoup appris depuis, donc nous avons de meilleures façons depuis. La conception de Concorde était une technologie de pointe, nous n'utilisons toujours pas toute cette technologie, même aujourd'hui.
Pourriez-vous trouver votre image? Ou (si photo personnelle) nous indiquer l'emplacement?
Deux réponses:
aeroalias
2016-06-06 18:35:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Le principal but de la clôture d'aile est d'empêcher l'épaississement de la couche limite dans l'aile en raison de l'écoulement dans le sens de l'envergure observé dans l'aile balayée, comme on peut le voir ci-dessous.

Spanwise flow

Image tirée de fuckyeahfluiddynamics.tumblr.com

C'est la raison pour laquelle il y a des clôtures d'aile dans les avions telles que Mig-25- pour éviter le décrochage et améliorer la stabilité. Dans le cas d'une aile très balayée comme le Concorde, cela n'est pas nécessaire car le mode de génération de portance est différent - en utilisant vortex lift.

Concorde wing

Vortex au dessus de l'aile du Concorde, Séparation en flux tridimensionnel régulier, ONERA

En fait, il y a un flux transversal important, comme on peut le voir sur l'image suivante:

Cross sectional Flow

Flux au-dessus de l'aile Concorde, séparation en flux tridimensionnel régulier, ONERA

Pour cette raison, les clôtures d'aile ne sont pas nécessaires dans le cas d'ailes fortement balayées comme les ailes Delta et Ogival (comme dans Concorde), où la séparation conduit à la portance vortex. Mig - 25 ailes, bien que très balayées, n'était ni l'une ni l'autre - la portance générée par l'aile de manière conventionnelle.

Étrange. Pourquoi ces "tourbillons de bout d'aile" se trouvent-ils au milieu de l'aile au lieu de la pointe?
@DrZ214 Ce ne sont pas les tourbillons classiques en bout d'aile. Le mécanisme de génération d'ascenseur dans ce cas est différent - c'est à travers les tourbillons eux-mêmes. Voir la [question sur le vortex lift] (http://aviation.stackexchange.com/questions/21069/what-is-vortex-lift) pour plus de détails.
@DrZ214: Le vortex dans les ailes delta (et en fait une aile carrée ou circulaire) est différent du vortex en bout d'aile. Pensez-y de cette façon: tenez un grand morceau de carton carré ou de mousse verticalement (comme un mur, pas une aile). Puis poussez-le vers l'avant. De toute évidence, la zone derrière elle sera un vide partiel. Il est également évident que le vide ne peut pas durer, de l'air se précipitera pour le remplir - formant ainsi le vortex. C'est ce vide partiel qui est une source de portance, pas le vortex. C'est une des raisons pour lesquelles ce type d'ascenseur est appelé «effusion de vortex» parce que le vortex est créé et détruit en permanence.
«l'épaississement de la couche limite dans l'aile en raison de l'écoulement dans le sens de l'envergure observé dans l'aile balayée» Qu'est-ce que cela signifie exactement? Parlez-vous d'un chauffage par compression contre le bord d'attaque? De plus, dans cette première image en niveaux de gris, les points les plus clairs sont-ils représentatifs d'un écoulement «plus épais»?
Je suis assez naïf avec ce concept, mais il semblerait que les clôtures ne soient pas seulement inutiles, mais nuiraient à l'effet de portance du vortex en diminuant éventuellement le flux transversal au-dessus de l'aile au bas du vortex. Est-ce exact?
Jordy
2016-06-06 17:27:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Le Concorde utilise la portance vortex ( lien).
Si l’une des raisons de l’application de clôtures à ailes est d’empêcher l’air de circuler latéralement, elles sont également capables de créer des vortex ( R. Whitford, Design for Air Combat, 1987 ), bien que cela ne s'applique qu'aux clôtures d'aile qui ne s'étendent pas sur toute l'aile.

Le besoin de générateurs de vortex peut être surmonté si l'aile elle-même est conçue de manière à générer un vortex. De plus, le vortex lui-même est très stable et empêche également l'air de circuler latéralement.

Concorde vortex flow ( source)



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
Loading...