Winglets

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winglet34
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Inscrit le 08/03/2009
3 messages postés

# 8 mars 2009 08:37
Bonjour,
Je suis étudiant en math sup ptsi et dans le cadre d'un tipe (travail d'initiative personnel encadré) j'ai choisi d'étudier l' utilité de winglets sur les ailes d'avion.
J'ai commencé à collecter des informations sur l'aérodynamique et les trainées parasites.Cependant toutes les informations que j'ai pu avoir sur les winglets sont d'ordre général et ne font pas référence à des données scientifiques.Je vous serais très reconnaissant si vous pouviez me donner des informations,ou des ouvrages pouvant me servir dans mon étude.
Je vous en remercie par avance.
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lequebecois
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# 8 mars 2009 09:51
Bonjour,

Il y a ce site de la NASA

http://oea.larc.nasa.gov/PAIS/Concept2R ... glets.html

Tu peux également aller voir le site du plus gros fabricant de winglet Aviation Partners :

http://www.aviationpartners.com/index.html

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winglet34
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Inscrit le 08/03/2009
3 messages postés

# 8 mars 2009 21:27
Bonsoir,
J'ai déjà vu ces sites mais j'arrive pas à trouver des études qui s'appuient sur des données scientifiques.
Merci quand même.
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LIGHTWEIGHT1
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581 messages postés

# 8 mars 2009 21:31
Les détails plutôt top secret je pense.....
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papap
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45 messages postés

# 9 mars 2009 09:59
Il faudrait se renseigner auprès d'une école aéronautique: SupAéro, Ensma, Ensica. Si ce n'est pas secret, ils doivent le savoir.
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winglet34
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# 9 mars 2009 22:32
Merci de vos réponses.
Je vais me tourner vers les écoles d'ingénieurs concernées.
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Plxdesi
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Inscrit le 17/05/2009
19 messages postés

# 25 mai 2009 10:32
C'est un sujet particulièrement difficile. Il s'agit d'une optimisation de finesse (portance/traînée) d'une aile donnée (nouveau projet ou aile existante), dans des conditions données (montée, croisière, charge max ou non). Dans certains cas, (ailes d'avions anciens manquant de finesse ou d'envergure trop faible) le montage de winglets est bénéfique, surtout en montée (à Cz élevé), dans d'autres cas l'avantage est réduit. L'optimisation aérodynamique du winglet est aussi très difficile et demande de gros moyens expérimentaux : écoulement 3D difficiles à modéliser, interaction avec l'aile, modification de la répartition de portance en envergure. Dernier point, la part d'intox "high-tech" des campagnes de communication...
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Vector
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# 25 mai 2009 22:03
De toute évidence, plus la portance est élevée, plus les winglet sont efficaces, mais l'étude des champs de pression autour du bout de l'aile doit indiquer clairement où la surface doit se trouver pour réduire les tourbillons marginaux. Il est également évident que le point d'origine du vortex se déplace en fonction de l'incidence, mais alors une simple plaque mince (genre Wing fence sur la Caravelle) ne suffirait-elle pas pour obtenir l'effet désiré? C'est à peu près l'effet des rails de missiles au même endroit. Je ne vois pas bien la difficulté de concevoir des surfaces de ce genre. Si le but est aussi d'accroître la portance, on pourrait allonger la voilure avec une petite pénalité de traînée, ou réduire l'angle d'attaque par un vrillage approprié du bout de l'aile. Est-ce que la difficulté tiendrait aux contraintes de retrofit ou à des risques de flutter?

(Dernière édition le 25 mai 2009 22:05)


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eolien
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# 26 mai 2009 09:50
Plxdesi a écrit :... écoulement 3D difficiles à modéliser...
Quelques vortex ...

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Vector
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# 26 mai 2009 12:38
Superbes photos, mais les 4 et 5 sont particulièrement intéressantes car elle montrent clairement la déflexion de l'air loin derrière et en desssous de l'aile. La rotation du F-15C n'est pas mal non plus... et sans tailstrike!

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Plxdesi
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19 messages postés

# 26 mai 2009 17:21
> l'étude des champs de pression autour du bout de l'aile doit indiquer clairement où la surface doit se trouver pour réduire les tourbillons marginaux.
Les winglets ne "réduisent" pas les tourbillons marginaux, ils les diffusent et sutout ils récupèrent une partie de leur énergie (l'écoulement oblique est redressé) : léger effet propulsif qui peut compenser la traînée de frottement du winglet.
> Une simple plaque mince (genre Wing fence sur la Caravelle) ne suffirait-elle pas pour obtenir l'effet désiré? ... Je ne vois pas bien la difficulté de concevoir des surfaces de ce genre.
Pour récupérer une partie de l'énergie des tourbillons marginaux, une "simple plaque" ne suffit pas : les winglets (Whitcomb) sont des surfaces cambrées et disposées avec une certaine incidence par rapport au flux local pour développer une portance dont la composante longitudinale est si possible légèrement propulsive.

> Si le but est aussi d'accroître la portance
le but est principalement de réduite la traînée induite (par la portance) sans augmenter l'envergure (et le moment féchissant).
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eolien
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# 28 mai 2009 12:28
Bonjour,

Boeing donne 2% de fuel économisé grâce à ses Raked Wingtips :

The Vortex killer !...

Discrets, ils paraissent un compromis élégant entre entre le gain de carburant recherché et l'économie de masse (induite par sa construction)

(Dernière édition le 28 mai 2009 12:31)


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Vector
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# 28 mai 2009 15:32
Redresser l'écoulement pour le rendre parallèle au fuselage est un problème inhérent aux ailes en flèche. C'était exactement le rôle des wing fence. Il est clair que les winglets cherchent à créer une rotation inverse dans le flux d'air qui s'échappe vers l'extérieur et vers le bas du bord marginal. Ma question est: ne pourrait-on pas obtenir le même effets avec une plaque mince fixée au bout de l'aile. d'après mes souvenirs, les réservoirs du T-33 arrivaient empiriquement au même résultat. Un vrillage négatif de l'aile aurait un effet comparable, mais au prix d'un sacrifice de portance. On pourrait aussi concevoir une forme tubulaire creuse jouant un rôle analogue.
Exemple http://www.minix.fr/resultat_determinant.php
Par la suite, on pourrait en faire un statoréacteur!

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Plxdesi
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# 29 mai 2009 17:25
"Redresser l'écoulement pour le rendre parallèle au fuselage est un problème inhérent aux ailes en flèche. C'était exactement le rôle des wing fences".
Le rôle des wing fences (cloisons d'aile, Caravelle, Mig15) n'est pas de redresser l'écoulement mais d'empêcher aux grands angles la couche limite ralentie et proche du décollement de s'étendre vers le bout de l'aile, pour garder le contrôle en roulis.

"Il est clair que les winglets cherchent à créer une rotation inverse dans le flux d'air qui s'échappe vers l'extérieur et vers le bas du bord marginal."
Le flux d'air ne s"échappe pas vers l'extérieur, mais d'abord paralèllement au saumon puis en se rapprochant un peu l'axe de l'avion : la distance entre les tourbillons marginaux est inférieure à l'envergure de l'aile.
Une rotation inverse ?? en tous cas profiter de l'obliquité des écoulements en rotation pour en extraire un effet propulsif.

"Ma question est: ne pourrait-on pas obtenir le même effets avec une plaque mince fixée au bout de l'aile."
S'il suffisait d'une plaque mince (plane) pour obtenir un effet bénéfique, il y a longtemps que tous les avions en auraient.

"d'après mes souvenirs, les réservoirs du T-33 arrivaient empiriquement au même résultat."
Réservoirs profilés (de section circulaire) en bout d'aile : soit ils sont centrés sur le bout d'aile et cela n'augmente pas l'envergure effective (le tourbillon marginal reste au même endroit), soit ils sont rajoutés à l'extérieur de l'aile. Dans ce cas l'envergure est augmentée d'environ un diamètre de réservoir, ce qui augmente l'allongement. Rallonger l'aile de la même valeur serait beaucoup plus efficace. Pour avoir la plus grande envergure effective, un bout d'aile (un réservoir ou un saumon) arrondi est moins efficace qu'un saumon à angles vifs (les angles freinent le contournement en bout d'aile).

"Un vrillage négatif de l'aile aurait un effet comparable"
Je ne vois pas bien comment un vrillage négatif (qui agit sur la répartition de la portance en envergure) pourrait être utilisé pour augmenter l'envergure effective d'une aile !

"On pourrait aussi concevoir une forme tubulaire creuse jouant un rôle analogue."
Il y a des trucs "extraordinaires" dans les revues (Minix, Windgrid), mais on ne les voit pas sur les avions... les gains annoncés (s'il y en a) ne doivent pas compenser la complexité, le poids et le coût.
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nago
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5 500 messages postés

# 29 mai 2009 21:35
Ça commence à faire beaucoup de copiés/collés, alors que beaucoup de choses ont déjà été dites.
Des liens pertinents SVP.
Merci
Bonne fin de semaine.
(Vous avez une idée pour répondre au quiz?)
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