Les aérofreins ou speed brackes (en anglais) sont des surfaces mobiles actionnées manuellement par le pilote à l'aide d'une commande associée de câbles et de tringleries. Ils servent à augmenter la traînée et à diminuer dans certains cas la portance.
Ils sont utilisés :
- pour diminuer la vitesse sur une pente donnée ;
- pour augmenter le taux de chute en conservant une vitesse constante ;
- pour diminuer la vitesse et augmenter le taux de chute ;
- ils peuvent également servir à stabiliser le planeur dans les phases d'approche et d'atterrissage.
Sur les planeurs anciens comme le Nord 1300, le Javelot, le Bijave et bien d'autres, les aérofreins se situent à l'extrados et à l'intrados.
Ci-dessous Le SNCAN Nord 1300.
Aérofreins de type Schempp-Hirth.
Principe de fonctionnement :
Quatre panneaux (deux par aile) actionnés par une tringlerie coulissent latéralement pour se déployer perpendiculairement au vent relatif. Sur certains planeurs, ces panneaux sont munis de trous pour canaliser l'écoulement de l'air.
Aérofreins de type A60 Fauconnet.
Principe de fonctionnement :
Les panneaux s'ouvrent à l'opposé. Le panneau extrados s'ouvre vers le bord d'attaque alors que le panneau intrados s'ouvre vers le bord de fuite. Ce principe permet de sortir ou de rentrer les aérofreins sans exercer une force excessive sur la timonerie.
Sur certains planeurs modernes, les aérofreins ne sont situés que sur l'extrados de l'aile. Ils modifient la circulation de l'air autour de celle-ci, en affectant localement la portance et en augmentant la traînée induite.
Ci-dessous, le Duo-Discus à l'atterrissage.
Vue détaillée d'un panneau d'extrados avec volets de courbure sortis.
En augmentant le coefficient de traînée Cx, les aérofreins modifient la polaire Eiffel du planeur en la décalant vers la droite sur l'axe Cx. Mais comme les aérofreins sont installés sur les ailes, ils produisent également une détérioration plus ou moins importante du coefficient Cz. Cette détérioration est faible par rapport à l'augmentation du coefficient de traînée.
La légère détérioration de la portance entraîne une diminution du Czmax donc une augmentation de la vitesse de décrochage.
Le braquage des aérofreins dégrade le rapport qui exprime la finesse aérodynamique maximale :
Attention : les courbes et les chiffres ci-dessous sont donnés à titre d'exemple et ne correspondent à aucune données réelles.
Ci-dessous, courbes avec aérofreins rentrés et avec aérofreins complétement sortis.
La modification des forces de traînée et, dans une moindre mesure de portance, entraîne une modification des forces appliquées sur le planeur. Selon l'implantation des aérofreins sur les ailes, leur sortie ou leur rentrée peuvent s'accompagner de couples autour de l'axe de tangage dont le sens et l'intensité dépendent du planeur.
Certains planeurs sont équipés de parachute logé dans le cône de queue du fuselage. On peut considérer que le parachute est un aérofrein pur, car il n'influence pas la portance. À l'aide d'une commande manuelle, le pilote a la possibilité de sortir le parachute en approche avant l'atterrissage pour augmenter la traînée, donc soit de diminuer la vitesse, soit d'augmenter le taux de chute ou bien les deux à la fois.
Mais sa sortie en vol est irréversible. En cas de sortie involontaire du parachute, le pilote a la possibilité de le larguer.
Ci-dessous, atterrissage d'un Phoebus DR avec aérofreins et parachute de queue sortis.