Projet de Kenza Essoulami, Imane Louzi & Othmane Agouzal

Les dispositifs hypersustentateurs

Les dispositifs hypersustentateurs

Durant certaines phases de vol, la portance de l’avion à besoin d’être augmenter pour éviter un décrochage, c’est le cas lors du décollage ou de l’atterrissage lorsque l’avion vol à basse vitesse. Pour cela, il existe des dispositifs hypersustentateurs. Leur but est de diminuer la vitesse de sustentation en augmentant le Cz max. Il y a deux types de ces dispositifs, les volets et les becs.

Les volets : Appelès volets (ou « flaps » en anglais), ils se situent au bord de fuite de l’aile entre les ailerons (volet articulé placé à l’arrière d’une aile dont la manoeuvre permet l’inclinaison ou le redressement latéral de l’appareil) et le fuselage. Ils augmentent la courbure de l’aile, et donc la portance mais aussi la traînée.

Ces courbes représentent le coefficient de portance (ou Cz) en fonction de l’incidence avec et sans volets. A une incidence de 0°, l’aile, sans volet ne possède aucune portance. En revanche, l’ajout de volets pivotant de 15° vers le bas peuvent permettre l’apparition d’une phénomène de portance, même lorsque l’aile à un angle d’incidence 0°. Cela s’explique par une augmentation de la courbure ou de la surface alaire.

A – Volets d’intrados :

Seul l’intrados de l’aile est changé, il se braque vers le bas augmentant ainsi la portance mais aussi la traînée. La déviation du volet donne un effet de courbure retardant ainsi le décollement. Ce dispositif est maintenant peu utilisé.

B – Volet d’intrados avec déplacement vers l’arrière :

Ce volet appelé « volet Zap » combine un déplacement vers l’arrière, augmentant ainsi la surface alaire ainsi qu’un braquage ou déflexion vers le bas pour augmenter la courbure.

C – Volet de courbure :

Ce volet permet, comme son nom l’indique, d’augmenter la courbure et donc la portance mais aussi la traînée. Il est articulé à la partie arrière de l’avion (au bord de fuite) il occupe 20 à 30% de l’aile. Celui-ci s’articule vers le bas créant ainsi une dépression sur l’extrados du volet et de l’aile.

Cependant ce type de volet n’augmente pas la portance de façon prodigieuse et augmente également la traînée. Ce volet n’est donc plus utilisé.

Il peut également être braqué vers le haut pour augmenter la vitesse de trajectoire en diminuant la portance et la traînée. Cela est utilisé par les planeurs qui souhaitent par exemple sortir rapidement d’une zone défavorable.

D-Volet Fowler :

Le volet Fowler (d’après H.D. Fowler) consiste en une aile auxiliaire qui vient se loger sous l’extrados de l’aile principale (dessin ci-dessous). Cette pseudo aile est reculée en même temps qu’elle est braquée. On combine ainsi les effets de courbure, de fente et de variation de surface.

E- LES BECS

Les becs d’attaque (ou « slats » en anglais) sont les dispositifs du bord d’attaque. Il s’agit d’une partie du bord d’attaque de la voilure qui s’étend vers le bas et vers l’avant. Ils permettent :

  • une plus forte incidence que les volets du bord de fuite ;
  • le retardement du décollement des filets d’air sur l’extrados par effet de fente ;
  • une augmentation de la cambrure ;
  • une augmentation de la surface alaire.

On retrouve une nouvelle fois des courbes reprsentant le coefficient de portance en fonction de l’incidence (Cz = f(incidence)) avec et sans bec. On remarque qu’avec un bec, la portance maximale (Cz max) est augmentée par augmentation de l’incidence.

F- Les becs à fente :

Ce type de dispositif permet le retardement du décollement de la couche laminaire sur l’extrados. la fente positionné sur le bord d’attaque permet d’évacuer la pression de l’intrados ce qui va redonner de l’énergie à la couche limite sur l’extrados et repousser vers le bord de fuite le point de décollement des filets d’air. On notera aussi qu’il permet d’augmenter la courbure. Ces becs peuvent être fixes, automatiques ou encore être commandés par le pilote.

G- Bec d’attaque basculant :

Dans ce type de dispositif, c’est en fait le bord d’attaque qui bascule comme un volet. Il augmente ainsi la cambrure de l’aile. Ce dispositif est utilisé sur les avions de chasse, notamment les avions Dassault.

Les dispositifs hypersustentateurs sont des éléments essentiels pour le vol de n’importe quel avion : en effet, ils permettent d’augmenter la portance. En revanche, les avions sont également dotés de dispositifs hyposustentateurs, permettant, au contraire, de diminuer la portance.