Dérives sur chasseurs

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Kikitoyz
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# 30 janvier 2011 17:40
Bonjour à tous,

Voilà, j'aurai quelques questions à poser concernant la ou les dérives des avions de chasse.

Tout d'abord, certains en ont une, et d'autres deux, quel est l'intérêt d'en mettre un seconde, ou quelles concessions doit-on faire (s'il y en a), lorsque l'avion ne dispose de qu'une dérive ?

Ensuite, on voit sur les chasseurs bidérives plusieurs sortes de configurations.

Sur le F-117, ou le Fouga par exemple, les dérives sont jointes en leur base, et l'angle exterieur est faible.
Sur le F-15 elles sont quasiment normales au fuselage, et sur le SR-71 elles sont plus "rentrées" vers l'interieur.

J'aurai voulu savoir en quoi cet angle d'inclinaison des dérives avait une influence sur le pilotage.
Je suis pas sûr d'avoir été trop clair, c'est pour ça que j'ai donné les noms des avions ^^

Merci d'avance et bon vol à tous

Kiki

(Dernière édition le 30 janvier 2011 17:42)


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lequebecois
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# 30 janvier 2011 17:56
Bonjour,

Surement quelque chose à voir avec la signature radar entre autres. Lightweight pourra vous en dire plus.

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Le bonheur est une pause entre deux emmerdes !

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Beochien
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# 30 janvier 2011 19:13
La première, et principale raison, pour les doubles dérives, est la signature Radar !
L'angle ouvert y contribue beaucoup, aussi !
Noter que la nouvelle mouture du F15 , semi stealth à vu l'angle des ses dérives ouvert, alors qu'elles étaient verticales et quasi parallèles avant , bien, il à gagné une soute à armement aussi, passage obligatoire, pour la discrétion !

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JPRS
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LightWeight
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# 31 janvier 2011 10:14
Bonjour,

A la fin des années 60, le bidérive s' est imposé aux US s' il l' on fait exception du F16, le plus petit en taille.
Les 3.15 m à peine d' envergure des 2 apex (à l' emplanture des ailes) permettent que la dérive soit bien ventilée par les 2 vortex crées par ces apex aux grands angles d' incidence, malgré une dérive masquée par le fuselage en vue de face.
Impossibilité évidement d' incliner cette dérive, mais la discrétion n' était pas d' actualité à l' époque.
Les futurs européens ont repris ce choix (Grippen/Tornado/Typhoon/Rafale), mais sans apex générateur de vortex, d' où leur perte d' efficacité en lacet au delà d' une certaine incidence, nettement inférieure à ceux qui allaient suivre.
F14, le plus grand, bidérive surtout pour une question de hauteur au sol compatible avec les hangars des PA
F15 avec des dérives verticales car la question de la discrétion ne se posait toujours pas.
F18 idem mais légère inclinaison probablement liée à la recherche d' une meilleure efficacité compte tenu des caractéristiques des vortex sur cet appareil.
F22 pour manoeuvrabilité et discrétion maximale
F35 idem avec un peu moins de manoeuvrabilité car un peu moins motorisé en tant que monomoteur et hauteur des hangars PA.
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LightWeight
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# 31 janvier 2011 10:41
L' empennage papillon a eu quelques applications( Fouga, planeur Bréguet Fauvette) car il permettait en théorie au moins un gain de poids et de surface mouillée relativement aux 3 surfaces nécessaires pour les fonctions lacet et tangage.
Sur le F117, c'est essentiellement pour la discrétion, ce 1er avion discret n' était pas un véritable avion de combat: Incidence de vol limitée par sa relativement faible puissance et aérodynamique anguleuse lui permettant tout de même d' arriver au transonique.

L' inclinaison des dérives n' a pas d' influence sur le pilotage.

Ce "mimétisme monodérive sans apex à arrêtes saillantes" des 4 européens (malgré les bons modèles existant déjà lors de leurs lancements), est au moins une partie de l' explication de la difficulté à les exporter (si on fait abstraction des Tornados et Typhoon saoudiens liés aux liens anciens des Britanniques avec l' Arabie).

(Dernière édition le 31 janvier 2011 10:43)

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Kikitoyz
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# 1 février 2011 19:09
Merci beaucoup pour toutes ces réponses qui vont même au delà de la question, j'en ai beaucoup appris.

Par contre, je saisis pas trop, quel est le but de ventiler la dérive ? Pour minimiser la signature thermique ? Et de quoi dépend la formation de ces vortex de part et d'autre de l'avion ?

Merci

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okhly
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# 2 février 2011 14:47
bonjour,
la dérive c'est la quille du bateau , Ele permet de voler bien droit dans l'air . Quand l'avion est cabré , la dérive est masquée en partie par le fuselage , elle est mal ventilée , c'est à dire qu' elle est abritée du courant d'air dans sa partie inférieure , et donc moins efficace. Il faudrait qu'elle soit beaucoup plus grande pour maintenir l'avion en ligne droite . Quand la dérive est masquée l'avion est comme un savonnette dans un bac à douche .Faire une dérive très grande n'est pas possible pour plusieurs raisons ( solidité , vibrations , encombrement ) . Alors on en fait 2 qui sont penchées pour s'écarter du fuselage et mieux rester dans le courant d'air quand l'avion se cabre .
Une autre façon de mieux ventiler une dérive partiellement cachée c'est de créer à l'avant du fuselage ,de chaque côté , un tourbillon à l'aide de surfaces ( Apex , aigrettes , canards ) qui font éclater le courant d'air derrière ces profils . Les tourbillons ainsi généreés prennent la dérive en sandwich et lui conserve une efficacité .

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Vector
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# 2 février 2011 17:39
Certains avions ont aussi une ou des quilles de roulis qui complètent l'action de la ou des dérives. Cela pose des problèmes de "garde au sol" et si je me souviens bien, le X-15 devait larguer sa dérive inférieure avant l'atterrissage.
L'empennage papillon a été introduit par le Bonanza V-35 me semble-t-il.
À l'inverse, les ailes volantes n'ont pas de dérive (Northrop), mais leur stabilité est douteuse, surtout avec une poussée asymétrique (YB-49). C'est en observant leur signature radar qu'on en est arrivé au concept de furtivité, d'où la forme adoptée pour le B-2

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Kikitoyz
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# 2 février 2011 18:06
Ah ok, c'est pour ça qu'elles sont plus ou moins inclinées alors. Merci pour vos réponses.

Mais alors, quel rapport avec la signature radar ? Les vortex créés aux apex y entrent en compte ?

Et à ce moment là, l'écart entre la base des deux dérives est fonction de quoi ?

(Désolé si je pose toutes ces questions qui sont sûrement répétitives, mais bien que je veuille devenir ingénieur aéro plus tard, je le suis pas encore ^^, et j'aimerai tout comprendre)

Merci beaucoup de prendre le temps de répondre

Kiki

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nago
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# 2 février 2011 19:49
Les formes des dérives n'a rien à voir avec la signature radar.
L'empennage et sa/ses dérives ne sont que les derniers éléments de la chaine aérodynamique régissant le vol d'un mobile.
Il est donc normale que la forme et l'implantation des dérives doivent corriger les "anomalies" engendrées en amont et faire en sorte que la masse se déplace dans l'axe de vol le plus favorable.
D'où la multitude des formes...
Tenez, jetez un œil sur les girouettes de nos toits. La dérive toujours en rapport avec la bête !!!
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okhly
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# 2 février 2011 20:00
En me relisant je retrouve mes fautes . J'ai toujours été fâché avec le clavier qui capte trop mon attention . Je ne me vois pas piloter avec une machine à écrire et une souris ! J'admire les hommes modernes dont les gènes ont muté et parcourt l'univers en pianotant .
OK Vector pour les quilles . On en trouve sur F1 pour contrer une tendance au roulis hollandais , l'avion qui fait sa coquette en dandinant du cul .
Pour Kiki il ne faut pas confondre bidérive ( F18 ) et empennage papillon (YF117 ) . Dans le premier cas on a une séparation totale des fonctions profondeur et direction avec 3 empennages ,dans le second il n'y a plus que 2 empennages et profondeur et direction sont mélangées . Quant à l'écartement au pied il est fixé par la largeur au droit des cadres de reprise des attaches et l'inclinaison est déterminée pour éviter toute interaction aérodynamique dans le couloir interdérive

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Vector
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# 2 février 2011 20:16
La forme peut-être pas, mais la surface verticale est certainement un facteur prépondérant de la signature. Un peu comme si un soldat caché dans un trou lève un drapeau au-dessus de sa tête !
Maintenant, la surface de dérive est calculée en fonction des besoins de stabilité. Le B-2 n'a pas de dérive, mais il est stabilisé par une boucle électronique. Nago a raison puisque l'effet de stabilisation d'une dérive s'appelle l'"effet girouette", c'est aussi le mode de stabilisation des plumes d'une flèche d'arc.
Okhly, je ne savais pas que le F1 avait souffert de roulis hollandais, je croyais que c'était propre aux 707-727.
En fait, c'est un couplage lacet-roulis, similaire au roulis induit. Aujourd'hui, on le contrôle plutôt dynamiquement par le système SAS.

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Kikitoyz
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# 2 février 2011 20:57
Super, merci pour toutes ces explications bien précises, j'en apprend beaucoup.

Par contre qu'est ce qu'une boucle électronique pour le B-2, je vois pas en quoi cette boucle a une action sur la stabilité de l'avion.

J'avais entendu dire que le F-117 et le B-2 (entre autres) étaient un enfer à piloter. Est-ce vrai, et si oui, est-ce du, pour le Northrop, au fait qu'il n'ait aucune dérive; et pour le F-117 à son empennage papillon ? Ou plutôt à leur forme assez peu banale qui pourraient induire des perturbations aérodynamiques ?

Merci

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Vector
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# 2 février 2011 22:37
Pour la boucle électronique, je veux dire un asservissement électronique qui détecte le moindre écart et le corrige avec des gouvernes exotiques (ailerons crocodile, élevons, spoilers, etc.) avant que l'avion ne s'embarque dans un mouvement incontrôlable pour un pilote humain. C'est du travail d'équilibriste, mais mille fois plus précis. L'avion n'est piloté que par des ordinateurs spécialisés et le pilote se contente de contrôler l'ordinateur. Pour le B-2, je dirais qu'il est impilotable sans l'électronique et relève plus du jeu vidéo que de de l'habileté et des qualités du pilote.
Quant au F-117, il se compare défavorablement à un fer à repasser par ses qualités aérodynamiques et ses dérives ne doivent pas beaucoup améliorer la situation.
On n'est plus vraiment dans le domaine de l'aviation et les deux ne tiendraient pas dix minutes en combat tournoyant contre un chasseur.

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LightWeight
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# 3 février 2011 10:03
Bonjour,

Le fait d' avoir 2 dérives fait qu' elles sont plus petites en surface. C' est un plus pour la difficulté de repérage par des radars ennemis.
Le fait qu'elles soient inclinées fait que les ondes ennemies qui arrivent sur la première dérive (en distance par rapport à ce radar), sont réfléchies vert le bas, voire le sol jusqu'à une certaine inclinaison durant un virage par exemple.
Celles qui arrivent sur la dérive la plus éloignée sont réfléchies vers le haut jusqu' à une certaine limite en virage où cette dérive peut se trouver perpendiculaire à l' axe d' arrivée des ondes ennemies.

Vector, les F117 et B2 n' ont pas été faits pour aller au contact, mais pour ne jamais être vus si possible.
Le F117 est proche à la fois de l' aile volante à forte flèche car il ne lui manque que quelques m² (avec un
bord de fuite perpendiculaire à l' axe du fuselage), pour que la totalité de son extrados participe à la portance, et du delta pur type M2000.
Malgré sa forte flèche et l' abscence de becs, étant peu chargé au m² (comme les ailes volantes), il décolle et atterrit à des vitesses comparables aux chasseurs un peu anciens parce que peu motorisé et limité en incidence...

(Dernière édition le 3 février 2011 10:04)

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