Résolu création d'une aile à profils multiples

Bonjour Franck,

Je suis en train de modéliser mon aile volante Megafun pour bien connatitre ses capacités de vol, et pour pouvoir la motoriser.. Tout est déjà fait, mais je bloque sur un 'petit' détail, l'affectation de profil pour chacun des 2 panneaux différents. En effet il y a un fuselage porteur, largeur 500mm, corde 840, et les ailes en E186.

Le premier panneau, ou trapèze dans PredimRC, fait 250 mm de long, corde 840, avec le profil 'fuselage' que j'ai modélisé.

Le second trapèze consiste en l'aile, corde 450 à 300mm , longueur 800, flèche 60, ni vrillage ni dièdre, le truc simple, profil E186.

Vous m'avez indiqué que pour le multiprofil il faut suivre les indications du mode d'emploi de PredimRC, mais je ne vois pas du tout où je peux renseigner le profil pour chacun des 2 trapèzes, qui n'ont pas du tout la même corde. J'ai essayé avec 'vrillage' mais je ne comprend pas ce que ça fait et comment ça marche, ayant obtenu un résultat de 41.5° de vrillage, j'ai des doutes ...

- pourriez-vous m'aider sur ce point de comment affecter un profil à un trapèze ?

- une idée d'amélioration de PrédimRC serait justement d'affecter un profil à chaque trapèze

En tous cas merci pour PrédimRC, j'en apprend tous les jours sur l'aérodynamisme maintenant que j'essaye de l'utiliser.

Stéphane

Bonjour Stéphane,

Il y a quatre aspects à distinguer quand on fait du multi-profils sur une aile :

- les répartitions de Cz et portance le long de l'envergure : elles ne dépendent que de la géométrie plane de l'aile et du vrillage aérodynamique de chaque corde (c'est la notion manipulée par PredimRC). Ce dernier étant la somme du vrillage géométrique (celui physiquement utilisé lors de la réalisation de l'aile) et de l'écart d'incidence de portance nulle (notée Alpha0, caculé par Xfoil) des profils de chaque corde par rapport à l'emplanture. Comme expliqué dans le manuel, deux manières de traiter cela :
. soit on est en train de concevoir une aile de zéro, dans ce cas on travaille dans PredimRC comme si l'aile était monoprofil (donc sans se préoccuper des Alpha0 profil) et il suffit, une fois choisis les profils, de reporter les écarts d'Alpha0 sur le plan de réalisation pour avoir le vrillage géométrique à utiliser.
. soit on analyse une aile existante, ce qui est le cas ici. On souffle d'abord les différents profils utilisés sur l'aile, puis on relève leurs Alpha0 (indiqués dans les fiches profils) qu'on introduit dans les cellules "vrillage" de la géométrie de l'aile, sous la forme de la différence de Alpha0 entre le profil local et celui d'emplanture (plus le vrillage géométrique s'il y en a). L'explication est simple : pour une incidence donnée, une différence de Alpha0 engendre un offset de portance entre les profils (celui qui a le Alpha0 le plus faible portera plus que l'autre de la valeur de cet offset, comme si on avait introduit un vrillage de même angle).
Exemple : si à l'emplanture on a un profil avec Alpha0 = -1° et en corde 2 un Alpha0 = -1.5° et un vrillage de -2°, on saisit dans PredimRC un vrillage de corde 2 de "= -2 + (-1) - (-1.5)" (rappel : on peut saisir une équation dans PredimRC, pas seulement une valeur), soit un vrillage aéro de -1.5°.

- le calage d'aile : son calcul utilise les éléments saisis dans la géométrie de l'aile suivant ce qui précède, ainsi que les plaires Xfoil du profil moyen de l'aile. Pour cela, on utilise la fonction "Interpolation profils" de l'onglet "1-Profils" avec le ratio des surfaces alaires correspondant à chaque profils (par exemple, si l'aile utilise un profil X sur 25% de la surface alaire et un profil Y sur les 75% restants).

- le calage de stab : rien à faire de plus.

- les performances :  rien à faire de plus (si ce n'est cliquer sur le bouton "Regen VLM" pour injecter les calculs du facteur d'Oswald dans les courbes de perfos).

Ensuite, quelques éléments complémentaires :

- Cette notion de "fuselage porteur" n'est pas appropriée au cas de cette aile volante. C'est juste un tronçon d'aile avec un profil [très] différent.

- Attention aux évolutions trop drastiques de profil, surtout discontinues. Sauf cas particulier, et maîtrisé, c'est rarement une solution pertinente, généralement on utilise plutôt les évolutions de profils à partir d'un profil de base qu'on modifie "en douceur" de manière à l'adapter aux conditions locales d'écoulement (typiquement le Reynolds, avec affinage de l'épaisseur max. et avancée de la position de l'épaisseur max. quand on se rapproche du saumon).

- Dans le cas d'une aile avec discontinuité de profil, il faut être très attentif à la différence d'Alpha0 entre les profils, de manière à caler angulairement les panneaux entre eux pour éviter un "beau" décroché dans la répartition de Cz (avec toutes les conséquences qui s'ensuivent question perfo et comportement). Il me semble que cela a été oublié dans le cas de la MegaFun (qui par ailleurs est typiquement une aile volante sur laquelle un profil constant sur toute l'envergure serait bien plus approprié).

- Tout l'avantage de la méthode de gestion du multi-profil utilisée par PredimRC est justement d'aborder ces aspects... et donc les maîtriser au lieu de les éluder ! Certes, il serait en apparence tellement plus pratique d'avoir un sélecteur de profil par corde, mais cela ne permet plus de distinguer et comprendre les différentes conséquences de ces choix, et ne dispense pas non plus de devoir jouer sur les vrillages pour obtenir des répartitions de Cz et portance correctes. Ok, on aurait directement des courbes et des résultats, sans avoir à réfléchir à ces "^!$ù^%" d'Alpha0... mais après ? Quoi en faire ? Sur quel paramètre jouer pour améliorer tel ou tel point ? Répondre à cette problématique demande pas mal d'expérience et une bonne maîtrise du sujet et, malgré cela, il y a moyen d'y passer des heures à tester un nombre incalculables de mix de profils, alors qu'en décomposant proprement les choses (ce qui coûte initialement quelques d'efforts de compréhension, certes), on va directement à l'essentiel et cela de manière très efficace.

Franck

[EDIT] Application pratique cette MegaFun (cliquer sur les images pour agrandir) :

Deux profils sont utilisés, l'un sur le panneau central (désignation inconnue) et l'autre (Eppler 186) sur les panneaux extérieurs (j'ai ajouté à la comparaison le FAD16, pour le principe) :

Dans les fiches profils, on relève les Alpha0 des profils étudiés : profil central = +2.2°, profil extérieur = +0.7°. Soit +1.5° de différence de Alpha0 entre le profil central et le profil extérieur (concrètement : pour une incidence d'aile donnée, le profil extérieur porte plus que le profil central, avec un offset de +1.5° sur la pente de portance).

On peut alors modéliser la géométrie, en incluant la différence de Alpha0 entre les profils calculée ci-avant (sachant que, sur le plan de la MegaFun, ces profils sont calés géométriquement à 0° l'un par rapport à l'autre et sont utilisés sans vrillage, sinon il aurait bien évidemment fallut prendre en compte ces éléments) :

On peut noter la marche importante (à la transition entre le panneau central et les panneaux extérieurs) des courbes de répartition de Cz et de portance. L'impact sur le rendement de forme est sensible (voir courbe de coef. d'Oswald, elle plafonne à 0.7 et s'écroule à faible Cz).

Le panneau central représente 45% de la surface totale, donc le profil moyen (qui servira aux calculs de perfo) est un mix de 45% du profil central et 55% du profil extérieur. Direction l'atelier profil pour réaliser ce mix (avec le bouton "Interpolation profils") :

On peut maintenant sélectionner ce profil moyen pour les perfos (en bleu), ici comparées à celles de la même aile équipée d'un FAD16 sur toute l'envergure (en rouge) :

Les fichiers PredimRC sont ici.