Passage du mur du son et commandes

[Richard78]

Je viens de lire un article sur Chuck Yeager dans le Fana de l’aviation.

On parle de durcissement, voire de l’inefficacité des commandes surtout juste avant le passage du mur du son et que souvent cela s'améliore ensuite.
Est-ce dû à des problèmes de compressibilité de l’air et dans quelle mesure, enfin quelles sont les modifications à apporter pour améliorer les choses.

Merci.

[Leon Robin]

A l'époque, il était souvent même question d'"inversion des commandes". Le fait est que l'on commençait à défricher le domaine. Les conséquences de la compressibilité étaientmal connues et il est probable que'à cette époque héroïque du "mur du son", beaucoup de choses ont été découvertes empiriquement : profils adaptés ou pas, déplacement de foyer d'aile ....

[Bob]

Je viens de lire un article sur Chuck Yeager dans le Fana de l’aviation.

On parle de durcissement, voire de l’inefficacité des commandes surtout juste avant le passage du mur du son et que souvent cela s'améliore ensuite.
Est-ce dû à des problèmes de compressibilité de l’air et dans quelle mesure, enfin quelles sont les modifications à apporter pour améliorer les choses.

Merci.

Tu veux modifier l'Oryx ?

[Richard78]

Je viens de lire un article sur Chuck Yeager dans le Fana de l’aviation.

On parle de durcissement, voire de l’inefficacité des commandes surtout juste avant le passage du mur du son et que souvent cela s'améliore ensuite.
Est-ce dû à des problèmes de compressibilité de l’air et dans quelle mesure, enfin quelles sont les modifications à apporter pour améliorer les choses.

Merci.

Tu veux modifier l'Oryx ?

Oui, ce sera OryX-15

[FlyingTim]

A l'époque, il était souvent même question d'"inversion des commandes".

Pour l'avoir expérimenté, c'est vraiment très troublant ! En y étant préparé on arrive à faire face à la situation en se mentalisant de mettre le manche à droite pour aller à gauche et inversement, mais c'est extrêmement gênant intellectuellement !

Maintenant sur les avions à commandes de vol électriques ce n'est plus qu'un lointain souvenir...même si des effets du transonnique se ressentent tout de même sur la maniabilité de l'avion.

Je serai intéressé de savoir si les pilotes d'anciens chasseurs sans commandes de vol électriques (type F1 ou SEM) avaient une inversion des commandes, mais j'en doute...

[Richard78]

Quelles sont les explications aérodynamiques de ce problème d’inversion de commandes ?

[Gilles131]

On parle de durcissement, voire de l’inefficacité des commandes surtout juste avant le passage du mur du son et que souvent cela s'améliore ensuite.
Est-ce dû à des problèmes de compressibilité de l’air et dans quelle mesure, enfin quelles sont les modifications à apporter pour améliorer les choses.

Oui, ce sont des problèmes liés à la compressibilité.
De façon très schématique, quand l'écoulement devient localement supersonique (accélération à l'extrados) et qu'il est ensuite ralenti et recomprimé en allant vers le bord de fuite, la recompression n'est plus progressive comme en subsonique mais discontinue, à travers une onde de choc, véritable ligne de discontinuité de pression.
Cette onde de choc décolle la couche limite et les gouvernes placées derrière perdent leur efficacité. Quand tout l'extrados est supersonique, l'onde de choc est positionnée au bord de fuite et les gouvernes ne subissent plus la brutale recompression ni le décollement.
Une génération d'aérodynamiciens remarquablement inspirés a consacré une imagination particulièrement fertile a améliorer les choses à travers la définition de profils et formes de voilures adaptées (ailes "élancées", flèche, delta, bords d'attaques acérés et "adaptés", cassures et entailles de bord d'attaque, bord d'attaque débordant, troncature d'extrémités, cloisons, loi des aires, etc, etc...)
Evidemment l'adaptation aux vitesses supersoniques était par nature antinomique avec celle aux basses vitesses d'où les configurations hypersustentées complexes, volets à multiples fentes, becs de bord d'attaque, volets Krüger, soufflage ou aspiration de couche limite, etc...
Cette période de recherche effrénée a donné naissances aux fameux profils "supercritiques" adaptés au haut transsonique et dont nous n'avons rien à faire en aviation légère.

[parenas]

Le gauchissement de l'aile (déformation) consécutif au braquage des aileron en était aussi responsable.
Quand le pb a été pris en compte par les constructeur (renforcement de la structure de l'aile) le pb a été partiellement résolus.

[Gilles131]

Quelles sont les explications aérodynamiques de ce problème d’inversion de commandes ?

Dans certains cas le braquage d'une gouverne peut créer une onde de choc sur l'extrados de la partie braquée (le braquage réaccélère le flux qui repasse localement en supersonique après la charnière). La brutale recompression met l'extrados en surpression alors que le braquage était supposé le mettre en dépression: l'effet est l'inverse de celui recherché.

[Richard78]

Merci Gilles, c’est parfaitement clair.

[XrayPapa]

Mach 2 en Mirage 3 et Mirage F1: ça n'accélère pas bien entre 0,95 et Mach 1,10, puis ça repart. Pas de problème de commande en gauchissement. Mais pour la profondeur, plus ça va vite, plus le manche rejoint un secteur arrière en palier. Rayon de virage énorme à Mach 2, d'une part à cause de la vitesse mais surtout à cause d'une "cadence" très limitée par l'inefficacité de la profondeur.

[Gilles131]

A l'époque, il était souvent même question d'"inversion des commandes".

Pour l'avoir expérimenté, c'est vraiment très troublant ! En y étant préparé on arrive à faire face à la situation en se mentalisant de mettre le manche à droite pour aller à gauche et inversement, mais c'est extrêmement gênant intellectuellement !

Tu l'as expérimenté en vol? Au simu?

[Bee Gee]

Mach 2 en Mirage 3 et Mirage F1: ça n'accélère pas bien entre 0,95 et Mach 1,10, puis ça repart. Pas de problème de commande en gauchissement. Mais pour la profondeur, plus ça va vite, plus le manche rejoint un secteur arrière en palier. Rayon de virage énorme à Mach 2, d'une part à cause de la vitesse mais surtout à cause d'une "cadence" très limitée par l'inefficacité de la profondeur.

Ceci décrit très  exactement ce qu'est l'inversion de commande qu'à eu la chance d'expérimenter Xraypapa (je suis jaloux !), sur un avion statiquement stable, en subsonique plus on accélère, plus le manche va en secteur avant et le trim déroulé à piquer, en transsonique puis supersonique le centre de poussée recule et nécessite cette action à cabrer. Ce recul part de 25% en subsonique pour 50% en supersonique en ordre de grandeur

Les CDVE permettent de limiter cet effet, en rendant artificiellement stable en subsonique un avion correctement centré pour le supersonique (M2000), on gagne sur tous les tableaux.

C'est aussi pourquoi il y avait le transfert de carburant sur Concorde, afin de reculer le CG en supersonique,.... sans quoi Paris NY eut  été totalement impossible.

[XrayPapa]

Tout à fait d'accord pour le recul du centre de poussée en supersonique. Bee Gee, ne soyez pas" jaloux", je pense que de mon côté j'aurais aussi des choses à envier de votre expérience...

[Gilles131]

Mach 2 en Mirage 3 et Mirage F1: ça n'accélère pas bien entre 0,95 et Mach 1,10, puis ça repart. Pas de problème de commande en gauchissement. Mais pour la profondeur, plus ça va vite, plus le manche rejoint un secteur arrière en palier. Rayon de virage énorme à Mach 2, d'une part à cause de la vitesse mais surtout à cause d'une "cadence" très limitée par l'inefficacité de la profondeur.

Ceci décrit très  exactement ce qu'est l'inversion de commande qu'à eu la chance d'expérimenter Xraypapa (je suis jaloux !), sur un avion statiquement stable, en subsonique plus on accélère, plus le manche va en secteur avant et le trim déroulé à piquer

Ce qui justement n'est donc pas une "inversion de commande" comme on l'appelle à tort, mais une inversion de l'évolution avec la vitesse de la position de la profondeur (permettant de la stabiliser).
La commande agit toujours dans le même sens.