Aile delta

Une aile delta, de la lettre majuscule grecque delta (Δ), est une configuration d'aile sans empennage caractérisée par une voilure en forme de triangle isocèle. Elle connaît de nombreuses variantes s'éloignant de cette géométrie – tronquée, brisée (ou double delta) ou encore aile gothique (ou en ogive). Une aile delta avec empennage n'est pas communément denommée "delta".
Brevetée en 1867 mais popularisée qu'à partir des années 1930, l'aile delta est aujourd'hui encore privilégiée par de nombreux avions de chasse supersoniques pour sa bonne résistance structurelle allié à un poids restreint, et sa capacité d'emport conséquente. Dans le domaine civil, seuls les supersoniques franco-anglais Concorde et soviétique Tupolev Tu-144 sont équipés d'une aile delta, ou plus précisément de sa variante gothique.

Sommaire

Historique

Le Convair XF-92A, premier aéronef américain à aile delta.

Le 19 juillet 1867, les inventeurs anglais James William Butler et Edmund Edwards déposent un brevet pour un avion à aile delta propulsé par un jet de vapeur. Pour autant, cette configuration d'aile ne prend réellement de l'ampleur que dans les années 1930, d'abord en France avec les prototypes de Nicolas Roland Payen, puis en Allemagne avec les travaux de Alexander Lippisch. En 1948, inspiré des travaux de Lippisch, le Convair XF-92A devient le premier aéronef américain à aile delta à voler.

Caractéristiques et variantes

L'aile delta a la même caractéristique qu'une aile en flèche prononcée : elle est ainsi bien adaptée au vol à vitesse supersonique car sa forme est proche de celles du cône de Mach. La longue corde à l'emplanture, souvent supérieure à l'envergure, permet de concilier faible épaisseur relative (3 %) et épaisseur absolue suffisante pour la tenue structurelle (longerons) et le logement des accessoires (train, systèmes mécaniques, réservoirs). Ayant par ailleurs généralement une surface plus grande, elle peut renfermer un volume de carburant plus important.

Le coefficient de portance (Cz) maximal d'un aile delta est limité par l'absence de dispositifs hypersustentateurs. Pour cette raison, l'aile en flèche classique avec empennage offre une portance maximale plus élevée, favorable aux évolutions serrées. Cet inconvénient est en partie compensé sur l'aile delta par les suppléments de portance apportés par la portance tourbillonnaire, par l'effet de sol (important pour une aile basse en position cabrée, le bord de fuite étant près du sol) ou encore par la composante verticale de la poussée au décollage, compte tenu de l'angle d'attaque élevé. L'aile delta est par ailleurs caractérisée par une très forte traînée induite due à son faible allongement. Les grandes incidences possibles (faible pente de portance) peuvent enfin amener un masquage aérodynamique de l'empennage vertical.

L'aile gothique (ou en ogive) est une aile delta à flèche variable. Le supersonique civil Concorde et le bombardier Avro Vulcan sont notamment caractérisés par cette configuration mise au point par l'Office national d'études et de recherches aérospatiales (Onera) dans les années 1950. À l'emplanture, la flèche est très accentuée puis diminue vers le bord de fuite. Les extrémités d'aile sont à courbure parabolique. Ces modifications sont destinées à augmenter la portance tourbillonnaire à forte incidence et faible vitesse en générant des vortex hypersustentateurs au dessus de l'aile[1],[2] ; elle est d'environ 15 à 20 % supérieure à la pente de portance théorique d'une aile delta. En revanche, une aile gothique présente une forte traînée induite[1].

Wing tailless delta.svg
Delta simple
Wing cropped delta.svg
Delta tronquée
Wing compound delta.svgWing cranked arrow.svg
Brisée ou double delta
Wing ogival delta.svg
Gothique

Utilisation

Le Concorde, supersonique civil à aile en ogive.

Dans le domaine civil, l'aile delta a uniquement été utilisée par les supersoniques franco-anglais Concorde et soviétique Tupolev Tu-144.

Dans le domaine militaire, l'aile delta a été utilisée notamment pour les avions suivants :

Notes et références

  1. a et b Alban Jolie, « Géométries d'ailes », Association Aéronautique & Astronautique de France [PDF]
  2. Configurations d'avion, typologie d'ailes sur avionslegendaires.net. Consulté le 20 août 2011

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