Voilure supercritique


Voilure supercritique
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La voilure supercritique (en bas), maintient un nombre de Mach plus faible sur sa surface supérieure qu'une voilure conventionnelle (en haut) ce qui induit une moindre onde de choc.

Une voilure supercritique est un type de voilure dont la vitesse critique est plus grande que pour une voilure conventionelle. Au-delà de cette vitesse, l'écoulement d'air sur la partie supérieure de l'aile atteint localement la vitesse du son ce qui produit une trainée d'onde.

Les voilures supercritiques ont été conçues par la NASA dans les années 1960[1] avant d'être testée sur le Vought F-8 Crusader. Le Dassault Falcon 50 fut le premier avion civil à être équipé d'une voilure supercritique[2]. Les effets étant une augmentation de la vitesse de croisière, économie de carburant, augmentation de la capacité des réservoirs.

Selon la forte volonté de la Lufthansa, l'Airbus adopta cette voilure pour son A310[3]. En dépit d'un prévu négatif de Boeing, cet appareil eut le vent en poupe. Désormais, les voilures classiques furent remplacées par les voilures supercritiques.

Le profil des ailes qui équipent les avions de ligne modernes (famille Dassault, Airbus, …) est supercritique. La vitesse des avions de ligne (de l'ordre de Mach 0.8) est relativement proche de la vitesse du son (Mach 1). Les filets d'air subissent une accélération autour d'un profil en particulier sur l'extrados de l'aile.

Cette accélération donne naissance, sur les profils classiques, à des zones où la vitesse d'écoulement est localement supersonique (Mach supérieur à 1). Cette zone d'écoulement supersonique génère une onde de choc qui s'accompagne d'une importante dégradation des performances de l'avion.

Sur les profils supercritiques, le nombre de Mach local maximal à l'extrados est atteint rapidement, et reste sensiblement stationnaire lorsque le Mach général augmente. L'intensité du choc de recompression (à l'arrière de l'onde de choc la vitesse redevient subsonique) reste ainsi limitée[1].

Ce type du profil, en plus de ces avantages aérodynamiques, permet donc de disposer d'une épaisseur relative plus importante, permettant d'accroître la capacité en carburant dans la voilure.

La forme du profil supercritique est caractérisé par :

  • une ligne moyenne à double courbure, inversée dans la partie avant (concavité vers le haut),
  • un extrados aplati,
  • un intrados « creusé » dans sa partie arrière.

Voir aussi

Notes et références


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