Usage des spoilers ou des volets ou des aérofreins
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J'aimerai ouvrir une discussion sur le bon usage de ces 3 types de commandes annexes de vols.
Il semble en effet qu'il existe une certaine confusion quant à leur effet et donc aussi à leur domaine d'utilisation.
Les avionneurs et les planeuristes ont peut être des habitudes différentes qu'ils pourront peut être justifier.
Merci d'avance pour vos réponses et vos explications ou même si vous portez un intérêt sur ce sujet dites ce qui vous intéresse sur cette question.
Bien cordialement -
Aérofreins = on freine aerodynamiquement, c’est donc une augmentation de la traînée à la demande, car montés sur la commande de gaz ( crantée).
D’aileurs on pilote la pente, exactement comme au moteur, et on garde la vitesse à la profondeur.
On perd peu de portance.
C’est donc intéressant sur les ailes à grand allongement, car si on perd assez peu de portance, on casse la finesse, ce qui est excellent pour viser la piste sans l’effacer !
Les volets ont une toute autre utilité.
On gagne de la portance. S’ils sont bien conçus, plus le braquage ( vers le bas ) augmente, plus la portance augmente, car on augmente la courbure de l’aile, mais jusqu’à une certaine limite.
En effet’ pour un braquage proche de 90 º, on peut considérer que ça se comporte comme un aérofrein, et ce n’est pas l’objectif.
Il y a des volets plus ou moins performants. Sur de grosses machines sophistiquées et performantes ( jets ), on trouve des volets à fente, pour en en augmenter la performance.
Dans ce cas on peut trouver des braquages Max vers les 70 º.
La commande de volets idéale est l’inter 3 positions : décollage ou lisse, atterrissage.
Sur un avion de ligne on trouve couramment la commande de braquage des volets à 5, 15 ou 20º qui sont réservées à la plage décollage ou approche initiale, puis les crans 30, 45 ou 60 ° voir plus en fonction des machines.
Les spoilers sont des volets braqués vers le haut. Sur les jets, il est typique de les voir sur les extrados, sous forme d’une simple palette.
On peut aussi utiliser un mixage avec les volets, qui seront braqués cette fois vers le haut, ou mêmes les ailerons.
Des spoilers ( gacheurs en anglais ) comme son nom l’indique servent a gâcher la portance...sans freiner !
Leur fonction principale ( jets ) est de plaquer l’avion au sol, afin de comprimer les trains d’atterrissage.
On rend ainsi le système de freinage plus efficace, en évitant les rebonds.
Sur nos joujoux, l’utilibation des spoilers seuls est rare.
Par contre on les trouve plus spécifiquement en combinaison avec les volets ( braqués vers le bas ).
Le mixage volets+spoilers ( appelé fonction butterfly sur nos ensembles radio ) se commande également par la commande de gaz crantée.
On peut donc jouer sur la pente un peu comme des aérofreins.
La combinaison a un résultat assez similaire d’aileurs aux aérofreins.
Cela évite d’avoir des aérofreins sur les ailes. On fait donc l’économie d’une commande de vol, mais sur des petites machines avec peu d’inertie.
La fonction proportionnelle au manche de gaz permet de doser la pente de la même manière, et de bénéficier de l’effet « spoilers « pour les atterrissages de précision.
C’est pour cela qu’on voit ça sur les F5J où il faut se poser au plus près de la cible.
Attention au dosage, le mieux est de ne pas trop bidouiller en finale ( rentrer, sortir, rentrer), mais essayer de stabiliser sa machine pour « calibrer » sa pente, comme on le fait au moteur. Sans ça on risque de faire de grandes oscillations qui peuvent devenir dangereuses pour la machine.
C’esr vrai aussi dans une certaine mesure pour les aérofreins. -
merci beaucoup pour ces explications extrêmement détaillées et précises.
Je me permets de te demander, si ma compréhension de ces gouvernes et correcte, cela permet de compléter et préciser une discussion sur j'ai eu sur le terrain.
1) Les aéro freins permettent non seulement de maintenir la vitesse en descente, mais peuvent ils servir à ralentir l'avion lorsque celui-ci vole un peu vite , mais pour des vitesses pas trop grandes.?
2) Par ailleurs et j'espère que tu confirmeras , la conception des aérofreins est telle qu'ils augmentent la trainée , sans trop modifier la portance, même si celle-ci se trouve peu perturbée. C'est pour cette raison , je pense que les surfaces des aérofreins sont décollées de l'extrados en laissant un espace libre entre eux et l'extrados pour ne pas détruire l'écoulement de la couche limite qui participe à la portance.
D'ailleurs les spoilers ne semblent pas laisser d'espace entre leur surface et l'extrados, justement parce qu'il doivent détruire la portance lorsque l'avion est au sol. De plus comme les surfaces reçoivent le vent relatif , le Cx fortement est augmenté
3) Par contre je ne pensais pas que les spoilers pouvaient être déployer en vol... du fait qu'ils sont utilisables aux vitesses proches d'atterrissage du fait qu'ils augmentent le Cx et cassent la portance sur un avion dont les moteurs sont à faible régime. A moins que cela soit une technique particulière pour nos planeurs modèles réduits. Je comprends alors toute la portée de la remarque finale concernant le dosage entre les volets et les spoilers sur les planeurs....
Je te remercie pour tes explications et peut être tu me corrigeras de la compréhension 100 % théorique que j'ai de ces gouvernes. -
1. Oui les AF peuvent servir à ralentir un avion ou un planeur qui serait en survitesse. Pour un jet c’est même la technique à privilégier.
Maintenant j’insiste bien, le rôle des AF n’est pas de maintenir une vitesse, mais de piloter la pente !
La vitesse, c’est toujours la gouverne de profondeur en montée ou en descente.
En palier, la vitesse c’est le moteur qui gère.
2. C’est tout bon !
3. Oui les spoilers sont utilisables dans tout le domaine de vol. D’ailleurs sur avion de ligne, ce ne sont pas des aérofreins qu’on utilise, mais des spoilers, véritables palettes sur une bonne partie de l’extrados.
Sur la manette qui sert à les sortir, il n’y a pas marqué « spoilers « mais « airbrakes », c’est à dire aérofreins !
En cas de descente d’urgence par ex, on sort les AF ( des spoilers donc ), et on augmente la vitesse à l’aide de la profondeur pour maintenir le Mmo, le Mach maxi opérationnel, c’est à dire la limite du bandeau ( zone rouge de l’anémomètre ), Mach limite permettant de venir fleurter avec l’incompressibilité des molécules d’air, autrement dit le Mach supercritique, qui permet de rester en subsonique.
C’est de cette manière que sera obtenue la pente Max ( en cas de dépressurisation explosive, il faut pouvoir atteindre 10 000 pieds le plus rapidement possible pour que les passagers puissent respirer normalement, avant qu’ils aient vidé la réserve d’oxygène.) -
1) C’est super intéressant, car je n’imaginais pas que les spoilers pouvaient être sortis à haute vitesse du fait des efforts aérodynamiques… ALORS : Quid des volets et aérofreins proprement dits ?
Je suis de plus très surpris que les constructeurs appellent la manette de commande des spoilers « airbrakes » compte tenu de l’existence d’ aérofreins spécifiques .
Comment sont donc appelés la manette de commande des aérofreins proprement dits ?
Heureusement que la pratique est conforme à la vision théorique notamment en phase d’atterrissage freinage. La sortis des spoilers qui détruisent la portance et freinent aérodynamiquement cela permet à l’avion d’améliorer le contact du train au sol en permettant une meilleure efficacité des freins si nécessaire.
2) Ce qui m’a intrigué et intéressé est la phase de vol que tu décrits lors d’une descente d’urgence. L’avion est mis en descente avec la vitesse max autorisée par la structure de l’avion. Les filets d’air fleurtent avec la vitesse du son sur le profil des ailes.
La compréhension que j’ai dans cette phase particulière de vol , est qu’il faut détruire la portance et faire chuter l’avion le plus vite possible, la perte de portance à vitesse de vol élevée permet de profiter au mieux de l’accélération de la pesanteur tout en maintenant une assiette sans doute fortement négative mais encore compatible pour les passagers. ( déjà sans doute aussi très perturbés par la descente rapide …. !!!). Je comprends que l’utilisation des spoilers dans cette phase critique de vol, impliquent que dans leur conception une résistance aérodynamique aux vitesses de vol maximum.
3) Je crois comprendre que ma vision théorique de descente rapide en prenant une incidence de vol permettant un Cz = 0 sur le profil est totalement exclue sur un vol passager…… car l’avion aurait une assiette quasi perpendiculaire au sol …. Je n’ose pas imaginer l’ambiance et les chutes d’objets……!!!
Merci encore de m’avoir fait profiter de ton expérience, je me suis permis de la confronter avec ma compréhension et en tous les cas cela me permet de progresser si tu valides, surtout la séquence de vol en descente d’urgence. -
1. les aérofreins aussi peuvent etre sortis à haute vitesse, c'est meme mieux que les spoilers.
Non les avions de ligne n'ont pas d'AF, ils s'arracheraient à haute vitesse, il faudrait qu'il soient extrement solides, donc trop lourds !
2.Le braquage max des spoilers vers le haut donc, est d'environ 70 °, ils jouent donc plus un role d'aérofreins que de "gacheurs de portance", je dirais 85 % contribuent à l'augmentation de la trainée, et 15% de perte de portance. C'est donc bien le role d'aérofrein qui est ici recherché.
Il faut savoir que la manette "airbrake" est proportionnelle à la demande. Il y a aussi une position automatique, ou ils sortent au braquage max dès lors qu'un des trains principaux est comprimé, à condition qu'ils soient armés. Le fait donc de sortir quand un seul des trains principaux est comprimé permet une perte de portance immédiate et permet de plaquer l'avion au sol, et donc d'avoir une adhérence max pendant la phase de freinage ( elle aussi automatique, pouvant etre reprise en manuel à n'importe quel moment ).
Il est aussi intéressant de bénéficier de la trainée induite à haute vitesse, dans le role d'un AF, et Il y a en complément les réverses sur les moteurs...
3.Lors d'une descente d'urgence, l'assiette est d'environ - 20 ° et permet aux personnels de cabine de se déplacer. -
Merci beaucoup : J'ai appris pleins de détails intéressants et pratiques sur ces gouvernes de vols.
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Plaisir
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j'apporte un petit point peu etre specific Futaba.
entre l'interface anglais et francais les Aerofreins sont nomé spoilers sur les radio Futaba et non air breaks. c'est donc sujet a confusions avec les explication de Hubert.
je ne sais pas sur les autre radio. -
Je ne parlais pas de radio...mais d’un cockpit de Boeing !
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bonjour à tous,
J'ai trouvé une video du NACA ( La NASA d'avant la 2° guere mondiale qui a fait beaucoup d'études d'aérodynamiques) Je pense que cela complète bien notre discussion
on voiit bien comment ces commandes de vols agissent sur les filets d'air et ou se produise les pertes de portance ou les gains -
Très sympa effectivement cette petite vidéo, document rare, merci Daniel !
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J’ai continué à rechercher des infos sur l’ utilisation des spoilers et des aérofreins.
1) Principe des spoilers après atterrissage
En approche lors de la check-list le pilote "arme" les spoilers, à l'atterrissage ceux-ci sortiront automatiquement si:
- les manettes de puissance sont en position ralenti
- les amortisseurs gauche et droit du train principal sont comprimés
- la vitesse des roues du train principal est supérieure à 85KT
Dans le cas où les spoilers n'ont pas été armés, ceux-ci sortiront dès qu'une ou plusieurs reverses seront passées et si les conditions ci-dessus sont remplies.
Sur certains avions, lorsque les spoilers sont complètement sortis après l'atterrissage le Cz de l'aile devient négatif.
Note: Lors d'une remise de gaz pour une raison quelconque, les spoilers rentreront automatiquement sans aucune intervention du pilote.
2) Influence des spoilers sur la polaire
Lorsque les spoilers sortent le Cz diminue, le Cx augmente et la finesse diminue. Le Cz max diminuant, la vitesse de décrochage augmentera à la sortie des spoilers.
( Je n'ai pas réussi d'ajouter les courbes en question dans le texte...J'espère que les explications restent claires )
Si j’interprète ces courbes, cela signifie que la sortie des spoilers freine l’avion , mais la vitesse minimale de vol aura tendance à augmenter.
Cette augmentation de vitesse n’est pas favorable en approche, car la vitesse d’atterrissage va donc augmenter. Il faut donc disposer aussi des volets efficaces pour compenser la perte de portance et maintenir une vitesse d’atterrissage correcte.
Pour ce qui concerne nos petits modèles j’aurais tendance à penser que l’utilisation de la configuration dite « butterfly » est délicate, le modèle freine, la portance diminue, ce qui oblige à augmenter la vitesse d’approche, donc à augmenter la pente de descente. Le contact avec la piste se fait donc à une vitesse supérieure à la vitesse minimale possible et donc avec une augmentation de risque d’abimer la machine. Je comprends qu’une pente de descente importante facilite l’atterrissage de précision, mais c’est au détriment du risque pour la machine.
C’est d’ailleurs compatible avec les explications de Jet 7, qui précise que cette configuration est utilisable sur des machines de faible inertie et facilite l'atterrissage de précision.
C’est une vision théorique de la chose, mais quid de la pratique sur nos machines ? -
Oui, attention de ne pas se noyer dans la théorie. Je ne suis pas tout à fait d’accord avec ton interprétation des courbes, et je ne suis pas pour les divulguer d’ailleurs.
Je les connais bien entendu, mais on ne demande pas aux modélistes d’avoir fait sup aéro pour comprendre !
Donc il vaut mieux ne pas trop étoffer cette recherche au risque d’ecoeurer nos lecteurs !
Pour résumer sur nos modèles :
Oui la fonction « butterfly » est un bon compromis pour les modèles qui ne disposent pas de volets hypersustentateurs.
Non, le fait d’actionner les butterffly ne fait pas accélérer la machine à ce point, d’autant que l’effet « volets » ( vers le bas ) compense la perte de portance.
Donc le résultat est proche de ce que l’on aurait avec des aérofreins, cela a déjà été dit plus haut...et donc oui cela a bien pour effet d’augmenter la pente, et la vitesse est maintenue avec la gouverne de profondeur...comme avec des aérofreins. -
Nous Les aérofreins, volets et spoilers n'aurons presque plus de secret.
Je constate que le sujet est plein de subtilités.
Quand les gouvernes "Spoilers" sont deployées faiblement, elles semblent agir comme des aérofreins ( augmentation de la courbure de l'extrados).
Sur la Video suivante un peu longue , mais instructive on voit nettement l'utilisation des spoilers en aérofreins et en destructeur de portance quand l'avion est dans sa phase de freinage au sol.
On voit aussi l'utilisation des volets
J'ai l'impression que le commentateur confond parfois volets et spoilers.
Tout cela illustre bien la discussion ci dessus.
Peut être notre spécialiste précisera certaine chose
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Daniel, merci, je vais regarder ça à tête reposée tout à l’heure, c’est sûrement très intéressant...
Mais ne ne fais pas trop de noeuds au cerveau, il y a un moment, il faut laisser un peu la théorie au placard !
Prends un motoplaneur, installe lui des volets en mode butterfly...et vient voler. Sors de tes bouquins, le terrain est magnifique, c’est l’été ! -
Je crois que mon lien précédent est mauvais...
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Le caméraman nomme effectivement aérofreins les spoilers, mais on a vu qu’il n’avait pas tout à fait tort puisque ces gouvernes sont utilisées sur un liner comme des aérofreins sur tout le domaine de vol.
(A l’atterrissage, le braquage est maximum pour « gâcher « la portance et plaquer le train au sol.)
On a même vu précédemment que la manette sur certaines machines est nommée « air brakes « .
J’insiste, on utilise les spoilers dans toute la phase de vol, et
c’est une utilisation proportionnelle, comme sur le manche des gaz cranté de nos modèles.
Cependant les spoilers ont une autre utilité en vol, ils peuvent jouer le rôle d’ailerons par sortie dissymétrique, soit au travers de l’autopilote dans la plage haute vitesse, soit pour suppléer aux ailerons dans la plage basse vitesse, au delà d’un certain braquage du manche en gauchissement.
Voilà tout est dit sur les spoilers...
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