Migration longitudinale de la portance

Les PUL qui nous intéressent (delta et parapente) sont dits à pilotage pendulaire, ce qui sous-entend que le contrôle en tangage est obtenu par une migration de la portance qui vient rééquilibrer tout déplacement longitudinal du centre de gravité par rapport à l'aile.

La problématique est un peu différente de l'étude de la stabilité d'un aéronef classique où l'empennage déporteur ou le reflex viennent créer un moment cabreur.

Pour cette seconde étude, en raison de son importance et depuis le temps que ce problème  a commencé à être étudié, on trouve nombre d'ouvrages et d'informations qui circonscrivent parfaitement le problème.

En raison de certaines habitudes et conventions qui ont été prises depuis le début, il est beaucoup plus difficile de trouver des informations simples et justes qui soient facilement accessibles et utilisables pratiquement. (demandez à l'instructeur qui vous a délivré le brevet de vous expliquer ce qu'est le foyer d'un profil!)

Théorie orthodoxe de la stabilité des aéronefs

Dans le cas pendulaire où l'artifice de l'empennage déporteur n'existe pas par définition  je n'ai strictement rien trouvé (à part quelques prémices chez Olivier Caldara et Pierre Puiseux).

C'est la raison pour laquelle, il me semble impératif de développer les extensions nécessitées par l'application à notre cas.

Les moyens actuels à notre disposition sont  supérieurs à ceux dont disposait Eiffel il y a plus de 100 ans lorsqu'il s'interrogeait  sur les raisons qui faisaient s'envoler les tôles d'un viaduc en construction, et les résolvait en attaquant rationnellement le problème à sa source ce qui le conduisait incidemment à construire une soufflerie encore en service qui fut à l'origine de l'essor de l'aviation française au début du siècle précédent.

Les compte-rendus d'essai d'aile (y compris ceux des tests de  certification) sont de la pure poésie et pas plus que les notices des constructeurs, ils ne donnent la moindre information quantifiée scientifiquement.

Pourtant, beaucoup de comportements de nos ailes sont gouvernés par ce phénomène.

• Le gonflage des parapentes (en particulier celui des voiles rincées)
• Leur comportement au décrochage
• Le cabré final des deltas

 Je suis étonné d'être le seul à m'étonner de cette vacuité culturelle dont s’accommodent  la totalité des pratiquants et les organismes qui se targuent de gérer la sécurité.

Je vais tenter de mettre rationnellement en forme les données disponibles afin de quantifier des phénomènes qui ne sont connus que qualitativement.

Je ne prétends en aucune manière résoudre définitivement le problème (en particulier en raison du choix de ne tenir compte dans un premier temps que des profils rigides dans leur plan), mais simplement apporter une première pierre que voudront bien compléter ceux qui lui trouveront des failles (en particulier en fournissant les polaires des vrais PUL).

État actuel des connaissances

Commençons par récupérer les données du passage en soufflerie du profil le plus connu le Naca 23012.

On notera que ces données sont dans le domaine public depuis près de 80 ans.

On trace la portance et la traînée en fonction de l'incidence.
suivant les conventions d'Eiffel: dans le repère de la soufflerie

suivant les conventions de Lilienthal: dans le repère du profil

Dans les 2 repères, les portances sont quasiment équivalentes mais la traînée est négative aux grands angles dans le repère de Lilienthal.

Çà ne permet pas le mouvement perpétuel, l'incidence restant supérieure à l'inclinaison de la portance la traînée ne peut être motrice (le produit scalaire avec le vecteur vitesse reste positif), mais ça explique qu'aux grands angles les ailes d'un planeurs tendent à se refermer par l'avant donc le sens des contreventements de longerons qui l'empêchent.

On commence à voir l'origine des causes

•  du gonflage des parapentes alors qu'ils sont couchés sur l'intrados et qu'ils présentent leur bord de fuite au vent 
• de leur shoot brutal dans la zone de décrochage
• des difficultés à franchir franchement cette zone pour poser proprement un delta

CB