Aérodynamique de la pointe avant - Définition
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Coefficient de trainée de pointes avant
Pour les avions et les fusées, en dessous de Mach 0,8, la trainée de pression sur la pointe avant est négligeable pour toutes les formes. Le paramètres majeur de la traînée est est la traînée de frottement, qui dépend fortement de la surface mouillée, de la régularité de cette surface, et de la présence de discontinuité de la surface. Par exemple, pour les fusée subsonique, une forme lisse, elliptique, courte et tronquée, est généralement préférable. Dans les régimes transsoniques et au-delà, où la traînée de pression augmente considérablement, la forme de la pointe avant devient très significative. Les facteurs qui influencent la traînée de pression sont la forme générale du cône de nez, son coefficient de finesse, et sa régularité.
Influence de la forme générale
De nombreuses références sur la conception pointe avant contiennent des données empiriques comparant les caractéristiques de traînée de différents profil dans les différents régimes. Le graphique présenté ici compile ces données sous forme graphique. Ce tableau corobore d'autres références plus détailées, mais plus difficile ment compréhensible telle que celle du USAF Datcom.
Dans de nombreuses conceptions de pointe avant, la plus grande préoccupation est la performance dans la plage transsonique de 0,8 à 1,2 Mach. Bien que les données n'est pas disponible pour de nombreuses formes dans la région transsonique, le tableau montre clairement que soit la forme de Von Kármán, ou celle obtenue avec la fonction puissance avec n = 1/2, serait préférable aux célèbres pointes avant coniques ou en ogives.
Cette observation va à l'encontre de la sagesse conventionnelle qui prétend que la pointe avant conique est optimale pour passer le mur du son. Les avions de combat sont probablement de bons exemples de pointes avant optimisées pour la région transsonique, bien que leur profil soit souvent déformées par d'autres considérations telles que l'avionique et des prise d'air. Par exemple, la pointe avant des F-16 resemble fortement à une forme de Von Karman.
Influence du coefficient de finesse
Le rapport de la longueur d'une pointe avant par rapport à son diamètre de base est appellé coefficient de finesse. Il est parfois aussi appelé le ratio d'aspect, bien que ce terme soit généralement utilisé pour les ailes et les ailerons. Le coefficient de finesse est souvent appliqué à l'ensemble de l'engin, en considérant sa longueur totale et son diamètre. La relation longueur / diamètre est également souvent appelé calibre de la pointe avant. Aux vitesses supersoniques, le coefficient de finesse a un effet significatif sur la traînée d'onde de la pointe avant, en particulier à pour des ratios faibles; mais il y a très peu de gain pour les rapports au-delà de 5:1. Avec l'augmentation du coefficient de finesse, la surface mouillée, et donc la composante de traînée de frottement, va augmenter. Par conséquent, le coefficient de finesse entrainant la plus faible traînée va être un compromis entre la traînée d'onde et la traînée de frottement (l'un diminuant pendant que l'autre augmente).
