CELLULE   DES   AÉRONEFS

LES AÉROFREINS ET SPOILERS


But des aérofreins

Les aérofreins ou speed brackes (en anglais) sont des surfaces mobiles actionnées par l'énergie hydraulique (sauf pour les planeurs et avions légers) qui servent à augmenter la traînée.
Ils sont utilisés:
- pour diminuer la vitesse
- pour augmenter le taux de descente sans augmenter la vitesse
- ils peuvent également servir à stabiliser l'aérodyne dans les phases d'approche et d'atterrissage.

Différents types d'aérofreins

Au-dessus du fuselage

Les aérofreins placés sur le fuselage n'ont pas d'influence sur la portance. Certains avions de chasse utilisent ce type d'aérofreins comme Eurofighter Typhoon, F-15 ou le McDonnel-Douglas F-15 Eagle.
Principe de fonctionnement : Un vérin hydraulique braque vers le haut une partie du dessus du fuselage.

Exemple: McDonnel-Douglas F-15 Eagle

aerofreins Eagle 15

Ci-dessous l'Eurofighter Typhoon au meeting de Farnborough en juillet 2008.

aerofreins Photo Eurofighter Typhoon

En-dessous du fuselage

Ce type d'aérofreins est aussi utilisé par certains avions de chasse comme l'Etendard IVM ou Super-Etendard.

aerofreins Etendard IVM

Ci-dessous l'un des quatre panneaux d'aérofreins déployés autour de la tuyère du Mig 23.

aerofreins Photo Mig 23.png

Dans le cône de queue

Ils sont utilisés par certains avions de transport comme le BAe 146 ou les Fokker 28, 70, 100.

Exemple: Fokker 28-4000

aerofreins Fokker 28

Ci-dessous le BAE 146

aerofreins BAE 146

Sur les ailes

Ce type d'aérofreins étaient utilisés par la SE-210 Caravelle et la SN-600 Corvette.

Exemple: SE 210 Caravelle

aerofreins SE210 Caravelle

Détail
Les aérofreins extrados sont surélevés pour éviter de perturber la couche limite et de modifier la portance.

aerofreins SE210 sortis

Ils sont souvent percés de trous pour augmenter la surface de frottement avec l'air afin d'augmenter la trainée. Un vérin hydraulique ouvre l'aérofrein intrados, qui par l'intermédiaire d'une biellette de liaison va ouvrir l'aérofrein extrados.

aerofreins SE210 detail

Ci-dessous photographie informatique du système tourbillonnaire créé par la sortie des aérofreins style SE210 caravelle.

 Photo aérofreins tourbillons

Ci-dessous les aérofreins du Transall C-160 ayant une autre cinématique

aerofreins Transall sortis

Les aérofreins de planeurs

Il est bien évident que sur un planeur le braquage des aérofreins ne peut se faire ni par un vérin hydraulique, ni par un vérin électrique. Il se fait simplement par une association de câbles et de tringleries.
Le principe d'aérofreins similaire à la Caravelle équipait certains planeurs comme le A60 Fauconnet.

Aérofrein de type Schempp-Hirth
Principe de fonctionnement: Deux panneaux actionnés par une tringlerie coulissent latéralement pour rentrer dans l'aile. Sur certains planeurs ces panneaux sont munis de trous pour canaliser l'écoulement de l'air.

schéma aerofreins planeur

Les planeurs anciens comme le Nord 1300, le javelot, le Bijave et bien d'autres étaient équipés d'un panneau extrados et d'un panneau intrados sur chaque aile.
Alors que les planeurs modernes comme le Twin Astir, le Janus etc... sont équipés d'un seul panneau extrados sur chaque aile.

aerofreins planeur astir sortis

Influence des aérofreins sur la polaire

Les aérofreins ont une influence uniquement que sur la trainée. Lorsque les aérofreins sortent le Cx augmente, le Cz reste constant et la finesse diminue . Le Cz max étant constant, la vitesse de décrochage restera constante à la sortie des aérofreins.

Courbe influence aérofreins

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Les spoilers

Les spoilers sont des surfaces mobiles d'extrados dont le braquage provoque, sur l'aile concernée, un accroissement de traînée et une diminution de portance. Pour ne pas perturber l'écoulement aérodynamique sur l'aileron, les spoilers sont toujours décalés par rapport aux ailerons.
L'airbus 319 servira de base pour les explications suivantes.
Sur cet appareil cinq panneaux mobiles numérotés de 1 à 5 composent les spoilers.

Photo spoilers sortis atterrrissage

Chaque panneau est commandé par un vérin hydraulique. Ce vérin hydraulique étant lui-même commandé par une servo-valve qui reçoit des ordres électriques provenant du boitier de commande.


Spoilers airbus

Principe de fonctionnement

En vol: commandés symétriquement par une manette ils font fonction d'aérofreins. commandés différentiellement, ils jouent le rôle d'aide aux ailerons pour le "gauchissement" ce qui améliore la maniabilité de l'appareil.

Au sol: à l'atterrissage après le toucher des roues, braqués symétriquement ils jouent le rôle d'aérofreins et de destructeurs de portance. A vitesse élevée l'avion est ainsi plaqué au sol ce qui augmente l'efficacité du freinage.

Spoilers description

Principe des spoilers après atterrissage

En approche lors de la check-list le pilote "arme" les spoilers, à l'atterrissage ceux-ci sortiront automatiquement si:
- les manettes de puissance sont en position ralenti
- les amortisseurs gauche et droit du train principal sont comprimés
- la vitesse des roues du train principal est supérieure à 85KT
Dans le cas où les spoilers n'ont pas été armés, ceux-ci sortiront dès qu'une ou plusieurs reverses seront passées et si les conditions ci-dessus sont remplies.
Sur certains avions, lorsque les spoilers sont complètement sortis après l'atterrissage le Cz de l'aile devient négatif.

Note: Lors d'une remise de gaz pour une raison quelconque, les spoilers rentreront automatiquement sans aucune intervention du pilote.

Influence des spoilers sur la polaire

Lorsque les spoilers sortent le Cz diminue, le Cx augmente et la finesse diminue. Le Cz max diminuant, la vitesse de décrochage augmentera à la sortie des spoilers.

Courbe influence spoilers

Parachute

Le but du parachute est de diminuer la vitesse de l'avion à l'atterrissage ou pendant une accélération arrêt. Sur la Caravelle il était utilisé principalement sur piste mouillée ou verglacée comme moyen supplémentaire de freinage.
Placé généralement dans le cône de queue il est sorti par le pilote grâce à une système d'éjection.
Actuellement seuls quelques avions de chasse utilisent encore un parachute.

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