Meilleure réponse
Le glissement de profil est généralement compris comme étant composé de deux types de glissement…. pressure (ou Form) glisser et frottement de la peau glisser. Si vous pensez à cela graphiquement, cela aide à comprendre les différents types de traînée. Comme son nom lindique, la forme de lobjet est un facteur déterminant important dans le calcul de ce type de traînée. Ainsi, le profil, ou la zone exposée au flux dair, est ce qui détermine la quantité de traînée qui entre dans cette catégorie. Si vous réduisez dune manière ou dune autre cette exposition au flux dair, vous réduisez ce type de traînée.
Les deux types de traînée qui composent la traînée de profil:
La friction de la peau est causée par la friction dun fluide lorsquil passe sur la peau dun corps. Comme vous pouvez limaginer, cela augmente avec la vitesse et la surface exposée au flux dair … la surface est parfois appelée «surface mouillée».
La traînée de pression , ou comme on lappelle parfois couramment, la traînée de forme, est leffet intégré de la pression statique sur la surface mouillée dun objet.
Jespère que cela aide.
Réponse
Si la couche limite se sépare du profil aérodynamique, le coefficient de portance augmente-t-il ou diminue-t-il? Pourquoi? La force de traînée augmente-t-elle ou diminue-t-elle? Pourquoi?
Pour répondre à cette question, jai extrait quelques images de cette présentation vidéo de mon ami et collègue, le Dr Patrick Hanley.
Analysez, exportez et imprimez les profils aérodynamiques NACA à 4, 5 et 6 chiffres .
Ceci montre le coefficient de portance en fonction de langle dattaque. Un tel tracé est appelé une courbe de portance. Voici les courbes de portance pour trois profils différents.
Ils atteignent tous leur coefficient de portance maximal à environ 15 ° dangle dattaque. Le coefficient de portance diminue après ce point. Cette réduction du coefficient de portance est appelée décrochage et elle est due à la séparation dans la couche limite que vous avez posée.
Voici un graphique du coefficient de portance par rapport au coefficient de traînée. Cest ce quon appelle une polaire de traînée.
La plupart des polaires de traînée ne montrent pas ce qui arrive au coefficient de traînée au-delà du point où laile stalles. Celui-ci le fait, et cest pourquoi je lutilise.
Si vous suivez les courbes de haut en bas, vous verrez les coefficients de portance atteindre un maximum (au décrochage) puis recommencer à baisser . Mais vous pouvez également voir que les coefficients de traînée continuent daugmenter. Cela répond à une autre partie de votre question. La traînée continue daugmenter lorsque laile cale.
Les parties les plus difficiles de vos questions sont les pourquoi. Mais je vais essayer. Un aspect difficile est de trouver des images à illustrer. Jen ai trouvé sur ce lien:
Le Le problème est que les images illustrent quelque chose que lauteur montre en rapport avec le contrôle de la séparation en utilisant des courants électriques. Cest le sujet de lannotation sur lanode et la cathode. Je vais utiliser les images et prétendre que le courant électrique ne se produit pas. Cela illustrera encore conceptuellement les idées que je veux décrire.
Tout dabord, voici une image dun écoulement assez normal (écoulement non séparé) sur un profil aérodynamique:
Je nai pas lu larticle qui va avec, donc je devine en partie. La région dombre, je crois, est une région qui na pas été éclairée par une lumière venant den haut. Cela me porte à croire quil sagit de mesures expérimentales réelles plutôt que de lignes de courant calculées. Je crois aussi que le flux est maintenu attaché par leffet électrique parce que la notation dit que lanode est pulsée. Cette aile est à un angle dattaque assez grand, et sans leffet électrique, le flux serait séparé. Mais je veux juste que vous imaginiez que cela représente un écoulement normal sur une aile. Mais cela se produirait à un angle dattaque inférieur.
Que se passe-t-il maintenant lorsque nous obtenons un flux séparé?
Vous pouvez voir une région au-dessus de la partie arrière de laile où le flux est séparé. Dans cette région, la pression sur cette partie arrière est inférieure à ce quelle aurait été sans la séparation. Cest une région découlement de recirculation, et cest une région de basse pression. Cette basse pression est ce qui augmente la traînée. Il aspire à la surface et a un composant en arrière et cest une force de traînée.
Voici la partie délicate. Si c’est une région de basse pression et qu’elle aspire à l’arrière de l’aile, pourquoi n’augmente-t-elle pas la portance? C’est un peu plus difficile à expliquer. Dans cette région, lélévation est plus élevée. Mais lécoulement sur la partie avant de laile est affecté lorsque le débit sur la partie arrière change.Si vous comparez le flux sur la partie avant de laile dans les deux images ci-dessus, vous verrez que les lignes sont plus rapprochées dans la première image et plus éloignées dans la deuxième image. Les voici côte à côte à la même échelle:
La boîte rouge que jai ajoutée montre comment le flux est concentré dans un région plus petite pour lécoulement à gauche (pas de séparation découlement) par rapport à lécoulement à droite qui est bloqué. Cela signifie que le flux à gauche est plus rapide que le flux à droite. Donc sur cette partie supérieure de laile, il y a plus daspiration sur laile gauche et moins daspiration sur laile droite. Autrement dit, lorsque laile cale (à droite), le flux ralentit sur la partie avant de laile. Cela entraîne une forte réduction de la portance à lavant et cette réduction lemporte sur laugmentation de la portance à larrière de laile dans la région séparée. C’est pourquoi la portance nette diminue avec la séparation de la couche limite.
Forts de cette compréhension, nous pouvons également prédire qu’il y aura un moment de piqué lorsque le flux se séparera. Plus de portance à larrière et moins de portance à lavant inclineront le nez vers le bas. Nous devons trouver un tracé différent pour vérifier cela.
En voici un. Jai copié ceci à partir dun endroit sur le Web, mais je suis très convaincu que cette image provient du livre, «Theory of Wing Sections», par Abbott et von Doenhoff, donc je vais vous donner cela comme attribution. >
À gauche, nous avons la courbe de portance familière et à droite nous avons la polaire de traînée. À propos, remarquez comment la polaire de traînée sarrête au décrochage. Il ne montre pas la traînée augmentant après ce point. Je ne sais pas pourquoi ils ont tronqué les données de cette façon.
Mais nous voyons aussi un graphique du coefficient de moment, C\_m. sur le même graphique que la courbe de portance. Par convention, nous définissons un coefficient de moment à cabrer comme étant positif . On voit que le coefficient de moment chute rapidement à des angles dattaque supérieurs à environ 15 °, cest là que cette aile cale. C’est exactement ce que nous avions prédit. C’est un moment à piquer. Cela se produit également dans la direction opposée sur le côté gauche du graphique lorsque laile est à lenvers et cale de ce côté.
Eh bien, cétait une réponse longue et compliquée. Je suis surpris d’avoir pu trouver suffisamment d’informations sur le Web pour illustrer tout cela. Je ne mattendais pas vraiment à accomplir cela lorsque jai commencé cette réponse. Mais ça sest bien passé à la fin.