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Réduction de la traînée d’onde au moyen d’aérospikes sur des ailes transsoniques

La traînée d’onde et la séparation de la couche limite induite par le choc sont des questions importantes des écoulements autour des ailes transsoniques. Aux vitesses transsoniques, le régime d’écoulement supersonique qui se forme localement au-dessus des ailes, est terminé par une onde de choc. Cela se produit en particulier dans des conditions de vol non prévues et entraîne une traînée d’onde. En outre, l’interaction entre l’onde de choc et la couche limite peut provoquer une séparation de la couche limite, ce qui peut entraîner des pertes supplémentaires et, finalement, un buffeting. Ces phénomènes limitent la vitesse de croisière économique maximale des avions. L’effet négatif du régime d’écoulement transsonique peut être atténué en contrôlant le choc qui termine la région supersonique au-dessus de l’aile. Dans le passé, de nombreux concepts différents basés, par exemple, sur la ventilation passive (plaques perforées, fentes, rainures), la succion active, les bosses de contour ou les murs adaptatifs ont été étudiés. La plupart de ces méthodes de contrôle sont basées sur une approche bidimensionnelle, c’est-à-dire que les dispositifs de contrôle sont appliqués uniformément sur toute la portée. Plus récemment, il a été démontré que les dispositifs de contrôle tridimensionnels avaient un effet positif sur la portance et la traînée. Toutes ces approches ont en commun que les mesures de contrôle du choc sont appliquées directement à la surface de l’aile. Cependant, un contrôle de l’onde de choc est également possible en plaçant des dispositifs externes au-dessus de la surface de l’aile dans le régime d’écoulement supersonique. Ce dernier concept, qui est lié à celui des aérospikes sur les corps émoussés, est étudié dans le présent article. Comme dans le cas des mesures de contrôle de l’écoulement qui sont appliquées directement à la surface d’une aile, l’idée de base des aerospikes est d’obtenir l’augmentation de pression à travers un système de chocs obliques et normaux au lieu d’un seul choc normal, réduisant ainsi les pertes d’ondes. Dans la présente étude, des chocs obliques ont été produits en perturbant l’écoulement supersonique au-dessus de l’aile. Dans une série d’essais, l’efficacité d’une variété de corps différents en forme de pointes placés au-dessus d’une aile transsonique a été testée au DNW-TWG, Göttingen. En plus des mesures de pression, un système de schlieren en couleur a été mis en place pour fournir des informations sur l’influence des pointes sur le champ d’écoulement. Dans ce qui suit, nous expliquons d’abord les principes de base des pointes sur les ailes transsoniques. Ensuite, les expériences en soufflerie sont décrites et les résultats des mesures sont présentés et discutés. Ceci est suivi par une conclusion.