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Lecture-32 Wing Géométrie Définitions

(Reportez-vous à l'heure de la diapositive: 00:17)

Examinons quelques paramètres de géométrie des ailes. Maintenant, la configuration géométrique de base d'une aile est supposée être une aile trapézoïdale et il s'agit de certains des paramètres géométriques importants. Le premier paramètre est le chord racine, qui est le cordon de l'aile non à l'endroit où il se fixe avec le fuselage, mais à l'emplacement de la ligne du centre étendu du fuselage.

Donc, c'est une erreur très courante, parfois beaucoup de gens prennent le chord racine comme l'endroit où l'aile et le fuselage sont physiquement réunis, mais, le chord racine est défini théoriquement comme le cordon de l'aile lorsqu'il rencontre la ligne de centre théorique étendue du fuselage. Vous avez également un cordon d'extrémité, qui, comme le nom l'indique, est le cordon de l'aile lorsqu'il est à l'extrémité. La distance entre les deux extrémités de l'aile est appelée comme la moitié de la bande de la travée est appelée la demi-travée s. S est normalement réservé en tant que zone de référence de l'aile de paramètre, c'est-à-dire la zone de l'aile vue dans la vue supérieure, y compris la partie immergée à l'intérieur du fuselage. Bien que la zone hachurée de ce chiffre soit la définition de la zone de référence de l'aile, il s'agit d'une référence. Donc, tant que tout le monde comprend ce qu'il signifie, il n'y aura pas de confusion. Il est donc important de se rappeler la définition de la zone de référence de l'aile.

Vous avez alors une épaisseur t, qui, comme vous pouvez le voir dans cette figure, est la distance maximale entre la partie supérieure et la surface inférieure de l'aéroglisseur, vous avez la corde C, qui est la distance entre le bord de tête et le bord de fuite de l'aéroglisseur ou de l'aile. Et l'angle d'attaque est l'angle qui est fait par le vecteur vent ambiant avec une ligne de référence sur l'avion.

Il y a certains paramètres dérivés comme le rapport de conicité, qui est un rapport de l'extrémité de l'extrémité à la corde racinaire. Il y a un rapport d'aspect qui est une indication de son élancement est défini comme le carré de la travée sur l'aire de référence de l'aile. Et nous avons une épaisseur au rapport chord ou le rapport t / c, qui est le rapport de l'épaisseur maximale divisée par la corde aérodynamique moyenne de l'aile.
(Référez-vous à l'heure de la diapositive 03:20)

Maintenant, les paramètres géométriques de l'aile comme le cambré de l'aéroglisseur, le rapport d'épaisseur du rapport d'aspect de la feuille d'air, le rapport de défilement et l'angle de balayage de bord de pointe, ils affectent tous les caractéristiques aérodynamiques et le poids de façon assez importante. Et elle est résumée dans ce tableau. Mais regardons chacun de ces éléments un par un pour avoir une meilleure compréhension. Le premier paramètre qui affecte est le cambré. Camber de la feuille d'avion est essentiellement une indication de sa courbure.

Donc, la ligne noire est pour la géométrie de référence de l'avion de base et la ligne rouge est pour l'effet du changement ou de l'augmentation dans un paramètre particulier. Donc, nous remarquons ici que lorsque vous augmentez le cambré, alors le coefficient de levage augmente. En fait, vous avez une ligne qui est presque parallèle à la ligne originale. Donc, le coefficient de levage augmente, mais le coefficient de traînée augmente aussi en ce qui concerne le poids, l'effet du cambré sur le poids de l'avion n'est pas si important.

Et les valeurs typiques du cambré que vous voyez se trouvent entre 0% qui est un aéroglisseur symétrique à environ 6% de la corde. Le rapport d'épaisseur de la feuille d'air est un autre paramètre qui affecte la courbe CLα, principalement, il augmente en fait l'angle auquel il stalle. Donc, il augmente la CLmax, mais il augmente aussi le coefficient de traînée. Cependant, lorsque vous avez une épaisseur plus élevée au rapport d'accord, vous pouvez généralement obtenir un poids d'aile inférieur.

Cela n'est pas très intuitif parce que beaucoup de gens pensent qu'une aile plus épaisse devrait en fait peser davantage parce qu'ils pensent qu'elle est plus grande en taille. Cependant, n'oubliez pas que l'un des éléments principaux de l'avion qui est lourd est la principale et la spar arrière ou le spar qui sont présents et les pièces de rechange elles-mêmes se composent d'un bord tombé et d'un web. Maintenant, dans une aile avec une épaisseur plus élevée au rapport d'accord, ces brides de spar sont plus éloignées parce que le web est plus grand en taille.

Et parce qu'ils sont plus grands, parce qu'ils sont loin qu'ils aient un ça nous donne. Il donne un moment d'inertie plus élevé et un moment d'inertie plus élevé vous donne une valeur plus petite du moment de flexion, qui est la charge principale qu'un spar a à transporter. Donc, jusqu'à un point, l'augmentation de t / c peut en fait conduire à une réduction du poids de l'avion.

Le poids de l'escadre, la gamme des valeurs pour les aéronefs subsoniques, est compris entre 5 et 18%. Et pour les avions supersoniques, le rapport épaisseur / corde reste faible à cause de la forte traînée entre 3 et 7%. Le paramètre suivant important est le rapport d'aspect, le rapport d'aspect est un paramètre aérodynamique très important comme je l'ai mentionné, il est une indication de l'élancement de l'aile. Il améliore le coefficient de traînée induit K et réduit en fait le traînée induit à cause de cela.

Et un autre problème avec le rapport d'aspect de plus en plus important est que plus vous augmentez le rapport d'aspect le plus réduit l'aile devient et une aile mince va être plus sujet aux problèmes aéroélastiques à cause de la flexibilité. Et aussi, pour le rendre suffisamment rigide, nous devons fournir un énorme soutien et cela conduit à une augmentation du poids de l'aile. En fait, l'augmentation du rapport d'aspect de l'aile conduit à une augmentation très importante du poids de l'aile.

Et l'aile représente environ 12% du poids de l'avion dans la plupart des cas entre 10 et 12%. Donc, elle affecte substantiellement le poids de l'avion. Ainsi, le rapport de valeur recommandée est compris entre 7 à 9 ou 10 pour les avions subsoniques, à l'exception de ceux qui sont conçus pour une très longue endurance et pour les avions supersoniques, la valeur recommandée se situe entre 2 et 4. Le rapport des couches est un autre paramètre qui est très important pour réduire à la fois le poids de l'aile et la traînée induite de l'avion.

Cependant, donner un grand défilement va créer un problème avec la distribution de l'ascenseur. Ainsi, le taux de conicité est généralement de 4 à 14 pour les avions subsoniques et de 2 à 5 pour les avions supersoniques.
Et enfin, nous regardons l'angle de balayage de pointe. L'angle de balayage réduit définitivement le C D0 mais augmente le coefficient de traînée induit et rend l'aile lourde. Donc, les avions subsoniques ne les voient normalement pas étranges plus de 35 degrés.

Mais pour les appareils supersoniques, vous voyez normalement le balayage de 35 à 70 degrés ou même plus parfois, on peut noter que le seul avantage du balayage de l'aile est de réduire la traînée à haute vitesse et pour toutes les autres considérations, le balayage de l'aile est en fait nuisible. Ainsi, le balayage d'aile ne doit pas être fourni à moins qu'il ne soit essentiel pour des raisons aérodynamiques pures.
(Référez-vous à la diapositive 09:23)

La planforme de l'aile de référence est toujours considérée comme trapézoïdale et nous avons déjà vu l'effet du rapport d'aspect. Si vous augmentez le rapport d'aspect, nous voyons que la traînée induite diminue.
Mais une autre bonne chose est que l'angle de décrochage de l'avion va aussi diminuer.
Ainsi, la L/D subsonique de l'avion augmente à cause de la diminution de la traînée induite. Mais, comme je l'ai déjà mentionné, il y a une augmentation substantielle des incidents de torsion de balayage du poids des ailes sont d'autres paramètres qui sont très importants en ce qui concerne le choix géométrique d'un avion.
(Référez-vous à la diapositive 10:07)

Donc, je n'ai pas mentionné à vous que le rapport de défilement de l'avion le bénéfice de cela est qu'il givesque facile de construction, mais il rend l'aile lourde si vous ne donnez pas de défilement, vous avez une aile rectangulaire et elle vous donne une aile plus lourde. Lorsque vous avez un rapport de défilement inférieur, vous avez une aile plus légère parce que le moment de flexion de la racine de l'aile est réduit. Cependant, la concentration de l'ascenseur se déplace vers l'extrémité.

Par conséquent, comme la valeur du ratio de défilement réduit le démarrage de l'embout, cela signifie que les conseils vont commencer à s'arrêter d'abord et que ce n'est pas souhaitable en ce qui concerne la contrôlabilité.
Pour une bonne contrôlabilité dans le scénario post-décrochage, nous ne voulons pas que les conseils de décrochage d'abord nous voulons que la route décroit d'abord, parce que lorsque la route stalle d'abord elle donne une sorte de vibration et de sensation physique à la queue.

Et aussi, si la route se bloque avant la pointe, alors l'aileron qui est normalement hors-bord se trouve dans une aile ininterrompue. Donc, ils fournissent encore le moment nécessaire à la contrôlabilité. Alors que, si la pointe stalle en premier, les ailerons qui sont à l'extrémité seront également dans l'état bloqué et ils seront inefficaces. Il sera donc difficile de se remettre d'une perturbation spécialement en rouleau. Ainsi, la valeur de compromis du rapport papier est normalement comprise entre 0,4 et 0,6 dans la plupart des aéronefs. Grâce à votre attention, nous allons maintenant passer à la section suivante.

Lecture-33 Options pour la mise en page de l'escadre

(Référez-vous à l'heure de la diapositive 00:29)

Examinons les options disponibles pour la disposition de l'aile. D'une manière générale, nous avons 3 choix ; il peut s'agir d'une aile haute, d'une aile moyenne ou d'une aile basse. Chaque poste a ses propres avantages et inconvénients que nous allons maintenant examiner.
(Référez-vous à la diapositive 00:38)

Donc, ce sont les images de certains avions célèbres qui ont ces configurations. La haute configuration de l'aile montrée ici est l'avion Dornier 228, 212, qui a été produit sous licence par HAL Kanpur.

(Référez-vous à la diapositive 01:06)

Sous les ailes basses, nous avons un look ici à l'Airbus A 380, 100 avions. Et pour le milieu de l'aile, l'exemple choisi est celui de l'avion RAFALE qui est acheté. Commençons d'abord par examiner les avantages de la mise en page des ailes.
(Référez-vous à la diapositive 1:29)

Le premier avantage d'une disposition à ailes élevées est de faciliter le chargement et le déchargement de la cargaison parce que l'aile est montée au-dessus du fuselage ; par conséquent, la hauteur du fuselage tend à être faible. C'est un très bon exemple d'avion cargo militaire.
(Vidéo: 02:00)
Il s'agit de l'avion de la galaxie C 5 et nous avons un examen de la façon dont il est utilisé pour charger et décharger du fret lourd. Dans ce clip, nous voyons un grand nombre d'objets chargés dans l'avion. Nous voyons un hélicoptère, avec ses pales de rotor, l'avion C5 de la galaxie peut gérer 2 grands réservoirs abrs, plusieurs de ces jeeps et une énorme quantité de cargaison. Tout cela peut être facilement chargé en raison de la configuration de la rampe donnée à l'arrière du fuselage et vous pouvez voir quand vous vous déplacez dans ces articles lourds, nous les craverons sur le plancher de l'avion avec les ancres qui empêchent le mouvement relatif de ces articles lorsque l'avion est en opération.
(Video Ends: 03:10) Donc, tous les avions militaires, qui sont lourds, ont généralement une configuration à ailes hautes et un plancher très bas du fuselage.
(Référez-vous à la diapositive: 03:26)

Un avantage supplémentaire d'une disposition à ailes élevées est que vous pouvez construire l'aile entière en une seule pièce et la placer littéralement au-dessus du fuselage, la fixer avec quelques boulons et vous pouvez l'appuyer à l'extérieur en utilisant des accolades comme celle vue dans cet avion. Donc, cela donne un énorme avantage structurel et donne des résultats dans une structure de poids léger.
(Référez-vous à la diapositive 03:55)

Le troisième avantage d'une disposition à ailes élevées est de permettre une meilleure performance de décollage et d'atterrissage, parce que nous avons une énorme aile ininterrompue montée sur le fuselage, vous pouvez avoir des rabats sur une travée beaucoup plus grande et puisque vous êtes loin du sol, vous pourrez aussi avoir un effet de sol moindre. L'effet au sol est utile lorsque vous avez décollé, mais cela peut être néfaste lorsque vous venez pour la terre. Donc, dans une aile haute, puisque l'aile est loin du sol, vous avez un effet de sol plus bas et donc vous avez une meilleure performance de décrochage.
(Référez-vous à la diapositive 04:45)

Il y a un quatrième avantage de l'aménagement de l'aile haute, qui est de donner une meilleure performance sur le terrain par des performances de terrain difficiles, nous entendons l'exploitation de l'avion à partir de pistes et d'aéroports qui ne sont pas pavés et convenablement entretenus à partir de terres herbeuses, etc.
(Vidéo: 05:10) Laissez-nous jeter un coup d'oeil à une vidéo qui nous montre la polyvalence de cet avion appelé Twin Otter.
Cet aéronef est exploité à partir d'une ferme d'une ferme située dans une ferme. Et comme vous pouvez le voir, à mesure que l'avion arrive en terre, il y a un grand nombre de bosses que le train d'atterrissage doit rencontrer. Et à cause de ça, beaucoup de boue et de saleté sont jetées. Une aile haute est très utile, parce que dans une configuration à ailes hautes, l'aile est loin de toute cette saleté, des nuages qui sont jetés.
(ID vidéo: 05:10) (voir l'heure de la diapositive 05:45)

Voici un exemple de montage de l'aile haute, vous pouvez voir que vous pouvez avoir un à travers et à travers spar. Comme vous pouvez le voir ici, le spar peut être à travers le spar arrière et c'est le spar avant. Les deux peuvent être à travers et à travers. Et cela entraîne d'énormes avantages structurels.
(Référez-vous à la diapositive 06:08)

Maintenant, le haut de l'aile a aussi quelques inconvénients. Un inconvénient est visible dans cet avion, vous pouvez voir le train d'atterrissage de l'avion est monté en dessous du moteur monté de l'aile Nacelle, mais vous pouvez voir le train d'atterrissage est très mince. Dans la plupart des avions à voilure fixe, vous n'avez pas la possibilité de monter des trains d'atterrissage comme celui-ci ; nous allons devoir les monter sur le côté du fuselage, ce qui mène à ses propres problèmes.
(Référez-vous à la diapositive 06:42)

Une grave préoccupation pour une aile élevée est une mauvaise visibilité des pilotes, surtout lorsqu'ils entrent en vol de virage et d'escalade. Comme vous pouvez le voir ici, la vue côté port de ce pilote est obstruée dans une large mesure par la présence de cette structure d'aile particulière. Maintenant, des caractéristiques spéciales doivent être fournies dans l'avion. Par exemple, vous pouvez voir dans cet avion, ils ont en fait créé une coupe dans l'aile à la racine et sur le dessus de la verrière du fuselage.

C'est en fait une couverture de perspex et cette couverture de perspex permet une bonne vue. Ainsi, on prétend que, dans cet appareil particulier appelé Zenith 701, il y a une très bonne visibilité vers l'avant et vers le bas disponible pour le pilote et aussi un peu de visibilité sur le côté parce que l'aile a un type particulier de configuration. Mais ce qu'il nous montre, c'est que certains éléments spéciaux doivent être fournis à bord de l'avion pour accroître sa visibilité lors de la rotation et de l'escalade s'il s'agit d'une disposition à voilure fixe.
(Référez-vous à la diapositive 08:03)

Un autre inconvénient du plan de l'aile haute, que j'ai discuté il y a quelques minutes, est également dû au fait que le train d'atterrissage étant lourd, le train d'atterrissage est lourd parce que le train d'atterrissage ne peut pas toujours être monté sur l'aile, vous pouvez voir que le train d'atterrissage est monté ici le long du côté du fuselage, vous devez avoir une quantité suffisante de roue pour la stabilité dans le mouvement du sol.

Par conséquent, vous devez prendre les roues du train d'atterrissage principal peu de temps et cela conduit à la nécessité de fournir cette plaquette dans le train d'atterrissage. Donc, ces blisters sont ceux que tu sais créer beaucoup de traînée. Alors qu'ils sont sur le terrain, vous pouvez voir que le train d'atterrissage est visible.
(Référez-vous à la diapositive 08:59)

Et quand l'avion décollé et le train d'atterrissage est rétracté, il y a une exigence pour ces gros blisters sur le fuselage et ces blisters créent une traînée supplémentaire et aussi du poids supplémentaire.
(Référez-vous à la diapositive 09:17)

Passons à la mise en page du milieu. L'agencement moyen de l'aile est un agencement dans lequel, comme on peut le voir dans ce Piper PA-60-600 aérostar, l'aile est montée au centre du fuselage.
(Heure de la diapositive 09:32)

Maintenant, l'avantage le plus important d'un agencement en milieu d'aile est l'avantage aérodynamique. Un avion moyen a le moins d'interférence avec la traînée et il a aussi une stabilité neutre. Ces paramètres en font la configuration de choix pour tous les avions acrobatiques dans la plupart des avions de combat et des avions acrobatiques, nous avons observé que nous allons pour un agencement en milieu d'aile.
(Référez-vous à la diapositive 10:03)

Cependant, une disposition en milieu d'aile conduit à une restriction de la conception de la structure de transport par la structure et le spar parce que, dans des circonstances normales, dans un aéronef à voilure intermédiaire, le spar transporté par la structure passe par le fuselage et cela créera beaucoup de problèmes ou la perturbation dans la cabine passagers. Une solution pour un tel problème est d'avoir une configuration dans laquelle l'ensemble de la cabine passagers est en avance sur l'aile telle que celle de cet avion Hansa.

Dans cet avion comme nous pouvons le constater, le montage du fuselage et de la structure des ailes se trouve derrière la cabine passagers. Il s'agit d'un avion à réaction de 10 places. Les passagers sont donc assis devant l'aile.
(Référez-vous à la diapositive 11:03)

Un autre exemple de cette configuration est le Piaggio P 180 avanti, où vous pouvez voir clairement que les passagers sont assis en face de l'aile et que vous avez une structure de l'aile qui lui donne une rigidité structurelle suffisante. Donc, quand vous pouvez aller pour ce genre de transport par structure, alors le mid wing est possible. Mais en dehors de ces 2 exemples, il y a très peu d'avions qui ont en fait une configuration intermédiaire pour un avion de ligne.
(Référez-vous à la diapositive: 11:53)

(Référez-vous à la diapositive: 11:56)

Enfin, nous sommes arrivés à la configuration de l'aile basse comme celle de cet avion à feu. Le premier avantage d'une disposition à ailes basses est qu'elle conduit à une masse structurelle plus faible, ce qui devient extrêmement important et pertinent, lorsque nous regardons les gros avions de transport tels que le bus A 380 ou le Boeing 787. Dans ces avions, il a été démontré que la configuration de la configuration permet d'atteindre le poids structurel le moins possible.
Voici une photo de la zone d'attachement de l'aile sur le fuselage pour un avion de ligne vous remarquez qu'il y a cette énorme structure et une configuration d'aile basse vous permet en fait de disposer d'une cabine passagers ininterrompue située au-dessus de l'aile.

(Référez-vous à la diapositive 12:53)

Il s'agit d'une autre photographie du même avion qui montre les 2 ailes introduites pour l'assemblage à l'emplacement.
(Référez-vous à la diapositive 13:04)

Dans le cas d'une structure de chargement comme je l'ai mentionné, vous êtes en mesure de fournir une structure de transport et à travers une structure de transport pour le spar, vous avez un meilleur transfert de charge et vous avez une structure plus légère. Comme vous pouvez le voir dans cette figure, tout le spar passe par l'aile et le joint de fuselage sans interruption.
(Référez-vous à la diapositive 13:30)

Un avantage supplémentaire de la faible mise en page de l'aile est qu'elle vous donne une sécurité supplémentaire lors d'accidents. Au cas où il y a un mauvais atterrissage, dans lequel on peut dire que le train d'atterrissage s'effrite ou qu'il y a un éclatement d'un pneu. Ou comme dans ce cas, quand vous voyez pour un avion JetBlue, il y avait dans une roue de nez verrouillée et il était en fait tourné de côté. Et quand l'avion est arrivé à terre, le pneu de la roue a été si chaud que la roue a pris feu.

Maintenant, si nous regardons une configuration à haute altitude pour un accident similaire, l'incendie aurait immédiatement atteint la cabine passagers et causé des dommages et blessures graves aux passagers. Nous voyons dans ce chiffre comment l'aile de l'avion est en fait une couche protectrice entre les parties perturbées et endommagées ci-dessous et les passagers dans la cabine. Donc, du point de vue de la sécurité des passagers, la faible aile est quelque chose qui entre entre vous et la Terre mère en cas d'accident lors de l'atterrissage.
(Référez-vous à la diapositive 14:49)

Une configuration à voilure basse permet également de monter des moteurs à proximité du sol, et donc pour l'équipe de maintenance. Il est très facile pour eux de s'occuper des moteurs ou de faire l'inspection et les activités de maintenance comme le cas sur cette photo d'un Boeing 737 de 100 avions.
(Référez-vous à l'heure de la diapositive 15:15)

Mais alors, quand vous allez pour des changements dans la longueur du fuselage, quand vous allez pour la mise à niveau de l'avion, le même emplacement de faible aile qui a donné un avantage des moteurs à proximité devient un problème parce que comme dans ce cas, c'est un exemple du même Boeing 737, mais maintenant c'est le tiret 600 version la version 600 avait plus les moteurs CFM 36, qui étaient plus efficaces que la GTA DS qui sont utilisés plus tôt dans le tiret 100 et le tiret 200 moteurs, mais ces moteurs étaient plus gros en taille.

Maintenant, nous ne pouvons pas changer l'emplacement du montage du moteur si facilement parce que cela nécessiterait un remaniement structurel majeur et une refonte. Ainsi, pour s'assurer que les modifications structurelles sont minimales, l'emplacement où le moteur est monté n'est pas perturbé. Et donc, si vous devez mettre un moteur de plus grand diamètre, la seule option que vous avez est de créer une entrée non circulaire, vous devez créer un fond plat pour que la distance minimale entre le bas de la nacelle et le sol qui est typiquement 18 pouces par exigence puisse être maintenue. Ainsi, dans une configuration à faible voilure, l'avantage d'avoir des moteurs près du sol pour l'entretien peut rapidement devenir un inconvénient, si vous examinez les versions de croissance supérieure du même aéronef, dans lesquelles vous devez fournir de telles caractéristiques spéciales et de telles formes à la nacelle de moteur pour accommoder au même endroit.

(Reportez-vous à l'heure de la diapositive 17:11)

Examinons un autre inconvénient de la faible mise en page des ailes. Puisque l'aile est plus proche du sol, il y a une chance beaucoup plus grande de l'objet étranger ingéré par les moteurs sur l'aile et aussi de créer un problème? (Heure de début de la vidéo: 17:29) Voici une vidéo de l'avion Vampire qui décollait d'une piste et vous voyez très bientôt quand le moteur de l'avion est Wrapped jusqu'au régime le plus élevé, vous voyez que l'échappement de l'avion est en train de créer des dommages à la piste. Maintenant, dans les aéronefs à voilure basse, ces débris de la piste ou de tout objet étranger peuvent causer beaucoup de problèmes avec l'ingestion des débris par les moteurs ou les dommages.
(Heure de fin de la vidéo: 17:53) Donc, dans la configuration de l'aile basse, il s'agit d'un problème de haut niveau, mieux vous vous attendez à ce genre de perturbations du sol. Merci de votre attention ; nous allons maintenant passer à la section suivante.