Quest-ce quun générateur de vortex?

Pour être plus général, un générateur de vortex est une petite plaque angulaire installée sur une surface externe dun corps aérodynamique. Langle de la plaque fait tourbillonner lair, créant un vortex derrière elle. Cet effet permet au flux dair de rester «attaché» à la surface même aux points où le flux sans vortex se séparerait de la surface.

Lune des utilisations les plus courantes des générateurs de vortex est sur les ailes davions vers lavant des ailerons. Lorsque laile de lavion cale , le flux se détache des ailes. Cela signifie que le flux se détachera avant datteindre les ailerons, ce qui les rendra inefficaces. Lutilisation de générateurs de vortex aide les ailerons à assurer le contrôle même si le reste de laile est calé.

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Bien sûr, ceux-ci ajoutent également de la traînée, même lorsque laile ne cale pas, donc ils ne sont ajoutés que si nécessaire.

Ils sont également utilisés à dautres endroits, comme le moteur, comme dans le commentaire de Farhan « ci-dessus , et aussi sur la queue du 737 .

Je vais essayer dexpliquer le mécanisme physique, en ajoutant des informations supplémentaires par rapport aux réponses précédentes.

Comme mentionné précédemment, le générateur de vortex prend généralement la forme dune plaque. Ce que fait cette plaque est de générer un petit vortex. Ce vortex est essentiellement une région où le flux tourne autour de son axe. Fondamentalement, cette plaque extrait lénergie du flux générant cette rotation sur th Le flux.

Ok, ce flux de rotation a de lénergie et, sil est correctement orienté, interagit avec la couche limite au-dessus de laile en lui fournissant plus dénergie. Avec cette énergie supplémentaire, la couche limite est plus résistante à la séparation, ce qui signifie que vous pouvez augmenter encore langle dattaque et obtenir un coefficient de portance plus élevé pour la même aile.

Maintenant vient le pourquoi ?. Un générateur de vortex crée toujours de la traînée, mais il peut réduire la consommation de carburant de lavion. Comment?

Pensez à la conception globale de lavion, pour une condition de vol donnée, la quantité de portance générée peut être obtenue grand coefficient de portance multiplié par la surface de laile.

Imaginez maintenant, que nous sommes conception de lavion et nous avons constaté que la condition qui dimensionne la taille nécessaire de laile est, par exemple, la longueur de piste maximale au décollage, afin de la réduire, vous devez générer plus de portance à une vitesse spécifique. Pour être en mesure daccomplir cela, vous pouvez soit augmenter la surface de laile, soit augmenter la portance maximale que vous pouvez obtenir de laile, et vous pouvez y parvenir en introduisant des générateurs de vortex intelligemment conçus pour cette condition.

Un compromis se fait ensuite entre laugmentation de la surface de laile (avec limpact de la traînée et du poids) et lintégration des générateurs de vortex. Donc, bien que lajout de ces générateurs de vortex ajoute de la traînée par rapport à une aile propre, il se peut que vous réduisiez réellement la consommation de carburant, car lautre alternative est dajouter plus de surface daile et la solution optimale est devenue les générateurs de vortex.

Il y a plusieurs emplacements de générateurs de vortex, certains sur le plan vertical améliorant lefficacité de la gouverne de direction, dautres dans la surface supérieure de laile, dautres au-dessus du moteur affectant la latte pendant le décollage ou latterrissage.

Une autre utilisation du vortex est après avoir conçu lavion comme solution rapide pour résoudre des «problèmes inattendus».

Ce sont de petites choses de type winglet que vous installez sur la surface des ailes pour encourager un flux dair laminaire et pour décourager les décrochages. Considérez-les comme une «assurance bon marché pour quand vous« ne surveillez pas très bien votre vitesse ».

Modifier pour les futurs lecteurs: devrait être lié au flux, pas au flux laminaire. Voir les commentaires ci-dessous pour lexplication.

Commentaires

• uh-o – replace " laminar " avec " attaché " et la réponse semble bonne.
• Daccord, enseigne moi. Je pensais quil y avait deux types découlement dans un fluide (lair dans ce cas) – laminaire et turbulent.Je pensais que les transitions de lair entre un flux laminaire sur la surface dune aile et un flux turbulent (calé), et les générateurs de vortex retardaient dune manière ou dune autre cette transition.
• @Calphool Wikipedia a un bon aperçu rapide , tout comme limage dans la réponse de fooot '. En gros, ' est le changement entre " attaché " et " écoulement détaché " (le point de séparation) qui compte pour retarder le décrochage, et lécoulement attaché peut être laminaire ou turbulent. Les couches limites turbulentes attachées résistent plus au détachement de la surface (aile) quune couche limite laminaire, donc fondamentalement les générateurs de vortex retardent la séparation de flux en rendant lair plus turbulent dune manière particulière de sorte quil ' est moins susceptible de se séparer de laile.
• @Calphool: voretaq7 ma battu à la bonne réponse. Il sagit essentiellement de mélanger lécoulement près de la surface de laile (qui est ralenti en raison du frottement) avec un écoulement à une certaine distance qui peut ensuite revigorer la couche limite (écoulement près de la surface de laile). Si lécoulement près de laile est ralenti jusquà larrêt, lécoulement se sépare et laile perd une partie de son efficacité. Si vous posez une nouvelle question, je vais lexpliquer plus en détail que ce qui est possible dans un commentaire.
• @Calphool: laminaire et turbulente sont les deux types de couche limite, une feuille mince, presque microscopique, de lair près de la surface. Lécoulement attaché et séparé est un autre concept (et celui que les générateurs de vortex abordent) qui concerne le modèle découlement macroscopique autour des corps. Les générateurs de vortex veilleront à ce que la couche limite derrière eux soit turbulente, cest donc la raison de ma première remarque.