Avion : Décrochage
Un décrochage d'avion résulte d'une diminution rapide de la portance causée par la séparation du flux d'air de la surface de l'aile provoquée par le dépassement de l'angle d'attaque critique. Un décrochage peut se produire à n'importe quelle assiette longitudinale ou vitesse. Les décrochages sont l'un des domaines les plus mal compris de l'aérodynamique, car les pilotes pensent souvent qu'un profil aérodynamique cesse de produire de la portance lorsqu'il décroche. Dans un décrochage, l'aile ne cesse pas totalement de produire de la portance. Au contraire, il ne peut pas générer une portance suffisante pour maintenir le vol en palier.
Étant donné que le CL augmente avec une augmentation de l'AOA, à un moment donné, le CL culmine puis commence à chuter. Ce pic est appelé le CL-MAX. La quantité de portance que l'aile produit chute considérablement après avoir dépassé le CL-MAX ou AOA critique, mais comme indiqué ci-dessus, elle n'arrête pas complètement de produire de la portance.
Dans la plupart des aéronefs à voilure droite, l'aile est conçue pour décrocher d'abord le pied de l'aile. L'emplanture de l'aile atteint son AOA critique en premier, faisant progresser le décrochage vers l'extérieur vers le bout de l'aile. En ayant le pied d'aile décroché en premier, l'efficacité des ailerons est maintenue aux extrémités des ailes, maintenant la contrôlabilité de l'avion. Diverses méthodes de conception sont utilisées pour obtenir le décrochage du pied d'aile en premier. Dans une conception, l'aile est «tordue» à un AOA plus élevé à la racine de l'aile. L'installation de bandes de décrochage sur les 20 à 25 premiers pour cent du bord d'attaque de l'aile est une autre méthode pour introduire un décrochage prématurément.
L'aile n'arrête jamais complètement de produire de la portance dans un état de décrochage. Si c'était le cas, l'avion tomberait sur la Terre. La plupart des avions d'entraînement sont conçus pour que le nez de l'avion s'abaisse pendant un décrochage, ce qui réduit l'angle d'attaque et « désinstalle » l'aile. La tendance à piquer est due au fait que le CL est en arrière du CG. La plage CG est très importante en ce qui concerne les caractéristiques de récupération de décrochage. Si un aéronef est autorisé à être exploité en dehors de la plage de centrage, le pilote peut avoir des difficultés à se remettre d'un décrochage. La violation de CG la plus critique se produirait lors de l'utilisation d'un CG qui dépasse la limite arrière. Dans cette situation, un pilote peut ne pas être en mesure de générer une force suffisante avec la gouverne de profondeur pour contrer l'excès de poids à l'arrière du CG. Sans la possibilité de diminuer l'AOA,
La vitesse de décrochage d'un aéronef particulier n'est pas une valeur fixe pour toutes les situations de vol, mais un aéronef donné décroche toujours au même AOA indépendamment de la vitesse, de la masse, du facteur de charge ou de l'altitude-densité. Chaque avion a un AOA particulier où le flux d'air se sépare de la surface supérieure de l'aile et le décrochage se produit. Cet AOA critique varie d'environ 16° à 20° selon la conception de l'avion. Mais chaque avion n'a qu'un AOA spécifique où le décrochage se produit.
Il existe trois situations de vol dans lesquelles l'angle d'attaque critique est le plus souvent dépassé : basse vitesse, haute vitesse et virage.
Dans un sens, l'avion peut être bloqué en vol rectiligne en palier en volant trop lentement. Au fur et à mesure que la vitesse diminue, l'angle d'attaque doit être augmenté pour conserver la portance nécessaire au maintien de l'altitude. Plus la vitesse diminue, plus l'angle d'attaque doit être augmenté. Finalement, un AOA est atteint, ce qui fait que l'aile ne produit pas assez de portance pour supporter l'avion, qui commence alors à se stabiliser. Si la vitesse est réduite davantage, l'avion décroche car l'angle d'attaque a dépassé l'angle critique et le flux d'air au-dessus de l'aile est perturbé.
Une faible vitesse n'est pas nécessaire pour produire un décrochage. L'aile peut être amenée dans une AOA excessive à n'importe quelle vitesse. Par exemple, un avion est en piqué à une vitesse de 100 nœuds lorsque le pilote tire brusquement sur la commande de profondeur. La gravité et la force centrifuge empêchent une modification immédiate de la trajectoire de vol, mais l'angle d'attaque de l'avion passe brusquement d'assez faible à très élevé. Étant donné que la trajectoire de vol de l'avion par rapport à l'air venant en sens inverse détermine la direction du vent relatif, l'angle d'attaque est soudainement augmenté et l'avion atteindrait l'angle de décrochage à une vitesse bien supérieure à la vitesse de décrochage normale.
La vitesse de décrochage d'un avion est également plus élevée dans un virage en palier qu'en vol rectiligne en palier. La force centrifuge est ajoutée au poids de l'avion et l'aile doit produire une portance supplémentaire suffisante pour contrebalancer la charge imposée par la combinaison de la force centrifuge et du poids. Dans un virage, la portance supplémentaire nécessaire est acquise en appliquant une contre-pression sur la commande de profondeur. Cela augmente l'AOA de l'aile et se traduit par une portance accrue. L'angle d'attaque doit augmenter à mesure que l'angle d'inclinaison augmente pour contrer la charge croissante causée par la force centrifuge. Si à tout moment pendant un virage l'angle d'attaque devient excessif, l'avion décroche.
À ce stade, l'action de l'aéronef lors d'un décrochage doit être examinée. Pour équilibrer l'aérodynamisme de l'avion, le CL est normalement situé à l'arrière du CG. Bien que cela rende l'avion intrinsèquement lourd en piqué, le lavage vers le bas sur le stabilisateur horizontal contrecarre cette condition. Au point de décrochage, lorsque la force vers le haut de la portance de l'aile diminue en dessous de celle requise pour un vol soutenu et que la force de queue vers le bas diminue jusqu'à un point d'inefficacité, ou lui fait avoir une force vers le haut, une condition déséquilibrée existe. Cela fait piquer brusquement l'avion, tournant autour de son centre de gravité. Pendant cette assiette à piquer, l'angle d'attaque diminue et la vitesse augmente à nouveau. Le flux d'air régulier au-dessus de l'aile recommence, la portance revient et l'avion recommence à voler. Une altitude considérable peut être perdue avant la fin de ce cycle.
La forme du profil aérodynamique et la dégradation de cette forme doivent également être prises en compte dans une discussion sur les décrochages. Par exemple, si de la glace, de la neige et du givre s'accumulent à la surface d'un avion, le flux d'air régulier au-dessus de l'aile est perturbé. Cela provoque la séparation de la couche limite à un AOA inférieur à celui de l'angle critique. La portance est fortement réduite, ce qui altère les performances attendues de l'avion. Si de la glace est autorisée à s'accumuler sur l'avion pendant le vol, le poids de l'avion est augmenté tandis que la capacité à générer de la portance est diminuée. Aussi peu que 0,8 millimètre de glace sur la surface supérieure de l'aile augmente la traînée et réduit la portance de l'avion de 25 %.
Les pilotes peuvent rencontrer du givrage en toute saison, n'importe où dans le pays, à des altitudes allant jusqu'à 18 000 pieds et parfois plus. Les petits aéronefs, y compris les avions de banlieue, sont les plus vulnérables car ils volent à des altitudes plus basses où la glace est plus répandue. Ils manquent également de mécanismes communs sur les avions à réaction qui empêchent l'accumulation de glace en chauffant les bords avant des ailes.
Le givrage peut se produire dans les nuages chaque fois que la température descend sous le point de congélation et que des gouttelettes surfondues s'accumulent sur un avion et gèlent. (Les gouttelettes super refroidies sont toujours liquides même si la température est inférieure à 32 ° Fahrenheit (F) ou 0 ° Celsius (C).
