LE PLANEUR

VOLETS DE COURBURE ET BALLAST



Les volets de courbure

Leur but est de faire varier la courbure moyenne du profil d'une aile soit en la réduisant, soit en l'augmentant.

Cellule volets

La courbure moyenne a une influence sur les coefficients Cz et Cx du profil. En augmentant la courbure on augmente le Cz donc la portance ce qui permet de diminuer la vitesse notamment en spirales dans les thermiques. Mais on crée également une augmentation de traînée.

VoletCourburePositif

En réduisant la courbure on diminue le Cx donc la traînée à vitesse élevée pour les transits entre thermiques. Mais on crée également une diminue de portance.

VoletCourbureNegatif

A noter également que l'augmentation de portance déplace le CP (centre de poussée) vers l'arrière entraînant un moment de tangage.   Voir Centre de poussée et foyer d'une aile

VoletsDeplaceCP

Influence sur la polaire Eiffel

Donc si les volets sont sortis le Cz augmente, le Cx augmente aussi et la finesse diminue.
Sur le schéma ci-dessous on constate que :
- i point de finesse max.
- Pour un faible braquage Cz et Cx augmente, la finesse varie peu.
- Pour un fort braquage Cz et Cx augmente, la finesse diminue de façon importante.

PolaireInfluenceVolets

Influence sur la polaire des vitesses

Attention : les courbes et les chiffres ci-dessous sont donnés à titre d'exemple et ne correspondent à aucunes données réelles.

Comme la sortie des volets influencent le Cz et Cx de l'aile, les polaires des vitesses seront différentes pour chaque braquage positif ou négatif. La vitesse de décrochage diminue pour un braquage positif et augmente pour un braquage négatif.

CourbeVolets

Utilisation des volets de courbure en virage

Les grandes plages de vitesse utilisées par les planeurs modernes équipés des volets permettent de régler leur position au fur et à mesure que la vitesse est modifiée. Cela permettra à l'aile de voler à l'angle d'attaque optimal et lui donnera la meilleure cambrure pour la phase de vol à un moment donné.
Schéma ci-dessous nous avons :
Inclinaison nulle (en noir)
- Volets 0° = Vzmini 0,65m/s et Vi 74Km/h
- Volets +10° = Vzmini 0,75m/s et Vi 70Km/h
Inclinaison 30° (en bleu)
- Volets 0° = Vzmini 0,78m/s et Vi 87Km/h - Rayon de virage 107 métres
- Volets +10° = Vzmini 0,99m/s et Vi 80Km/h - Rayon de virage 100 métres
Inclinaison 45° (en vert)
- Volets 0° = Vzmini 1,4m/s et Vi 101km/h - Rayon de virage 80 métres
- Volets +10° = Vzmini 1,48m/s et Vi 92Km/h - Rayon de virage 60 métres

CourbeTauxChute

Le rayon des ascendances est en moyenne de l'ordre de 70 mètres. En pratique, le diamètre des ascendances varie entre 150 mètres et 300 mètres. Le pilote d'un planeur à grandes "plumes" aura intérêt à spiraler volets sortis pour diminuer son rayon de virage et rester ainsi au coeur de l'ascendance.

Utilisation des volets de courbure à l'atterrissage

Pour les atterrissages normaux, les volets doivent être réglés sur le premiers crans positifs (+8° à +12°) et les aérofreins utilisés pour contrôler la vitesse et la pente de descente. Cela permet de réduire la vitesse d'approche, la vitesse de décrochage étant plus faible avec les volets sortis.
Les volets abaissés pour l'atterrissage au-delà (30 à 40°) de la quantité utile de portance nécessaire supplémentaire produit une forte traînée. Normalement ce réglage ne devrait pas être utilisé à moins d'être sûr d'atteindre la zone d'atterrissage en toute sécurité. A n'utiliser que pour des atterrissages courts sur des obstacles où une descente abrupte est nécessaire.

Le lest d'eau ou ballast

Influence du ballast sur la polaire des vitesses

Les planeurs de compétition modernes sont équipés de réservoir d'eau. Cette eau agit comme lest dans les ailes et parfois dans la dérive. Le but de cet emport de poids supplémentaire est d'augmenter la vitesse de finesse maximale. Le poids supplémentaire fourni par le lest d'eau est avantageux si les ascendances rencontrées sont susceptible d'être fortes. Ce lest peut également être utilisé pour ajuster le centre de gravité CG de l'aile en vol. En transportant de l'eau dans la partie verticale de l'empennage, on déplace le centre de gravité vers l'arrière et on réduit ainsi une partie de la force aérodynamique du stabilisateur vers le bas et la traînée qui en résulte.  Voir Stabilité longitudinale.
Attention : les courbes et les chiffres ci-dessous sont donnés à titre d'exemple et ne correspondent à aucunes données réelles.
On constate ci-dessous que :
- la vitesse de décrochage Vi augmente avec le poids ;
- la Vz mini augmente avec le poids ;
- la vitesse de finesse max augmente avec le poids ;
Les planeurs lestés ont un léger désavantage lorsqu'ils montent dans l'air ascendant, mais ils atteignent une vitesse plus élevée à n'importe quel angle de plané donné (la finesse maximale est obtenue à plus haute vitesse). Pour effectuer un circuit c'est un avantage dans des conditions de fortes ascendances où les planeurs ne passent que peu de temps à grimper en thermique.

CourbeBallast

Le pilote peut larguer le lest d'eau en vol afin d'alléger le planeur si les conditions météorologiques conviennent mieux à une machine non lestée et également pour éviter d'atterrir avec le ballast. Le surpoids peut endommager la machine en cas d'atterrissage dur. De plus, la vitesse d'approche est plus importante et la longueur de roulage augmentée ce qui est fort défavorable à un atterrissage en campagne.

DelestageEau

Image Suite