Dispositif hypersustentateur - Définition

Aspiration de la couche limite

Sur l'aile

• Aspiration mécanique. La couche limite est aspirée ce qui retarde le décollement et permet d'augmenter la déflexion des surfaces mobiles et l'incidence de l'aile. Ce système peu employé demande une motorisation spécifique, des conduites d'aspiration et consomme beaucoup d'énergie pour être efficace.
• Aspiration naturelle. Le positionnement adéquat de tourbillons permet d'aspirer la couche limite en bout d'aile et d'augmenter l'incidence de décrochage. Voir ci-dessous "Bec DLE".

Hélice en rotation

La couche limite d'une hélice est centrifugée par la rotation. La partie de la pale la plus proche de l'axe voit son incidence maximale (et donc sa portance) très fortement augmentée (d'un facteur 2) par rapport à un profil dont la couche limite ne serait pas ainsi aspirée. C'est ce phénomène peu connu qui explique la forte poussée des hélices quand l'avion est au point d'arrêt (arrêté avant le décollage).

Soufflage de la voilure

Souffle d'hélice

Tous les avions à hélice "tractive" (en amont des ailes) profitent du souffle d'hélice pendant le décollage. L'hélice d'un avion monomoteur souffle l'emplanture des ailes et augmente fortement la portance dans cette zone. Les hélices des bimoteurs et quadrimoteurs soufflent directement la voilure. La conjugaison du soufflage et de volets à double ou triple fente permet d'obtenir des coefficients de portance très élevés (Bréguet 941).

Volets soufflés

Ce système consiste à prélever de l'air venant du réacteur et à le diriger soit directement, soit par des conduits, jusqu'au niveau des volets où l'air sort alors sur la surface supérieure. Le soufflage n'est déclenché que lorsque les volets sont abaissés et permet de réduire la couche limite, ce qui a pour effet d'augmenter la portance.

Surtout utilisé dans les années 1960, ce système a été plus ou moins abandonné depuis à cause de sa complexité et sa maintenance difficile.

Parmi les avions l'ayant mis en oeuvre, on peut citer par exemple le F-104 Starfighter, le Blackburn Buccaneer ou plus récemment le Lockheed C-17_Globemaster_III.

Effet de sol

La proximité du sol apporte, à incidence égale, une portance supplémentaire. Cet effet est utilisé en permanence par les avions dits à effet de sol, et momentanément pendant le décollage, par tous les avions (et surtout pour les avions à aile basse qui y sont plus sensibles). Cet effet permet d'eliminer les tourbillions de bout d'aile, qui causent une trainée supplémentaire.

• C'est l'effet de sol qui a permis le vol du Flyer des frères Wright en 1903, qui était sous-motorisé.
• L'effet de sol augmente d'environ 12 % la portance de l'aile du Concorde au décollage.

Portance tourbillonnaire

Vortex Generator

Ce sont des petits générateurs de tourbillons locaux qui réintroduisent de la vitesse dans la couche limite ralentie. Ils sont utilisés généralement pour augmenter l'efficacité des surfaces de contrôle aux grands angles (en amont des ailerons, sur les côtés de la dérive, sous les stabilisateurs d'empennages en T, sur les plans canards de faibles dimensions). Ils sont également montés sur les ailes certains chasseurs et avions de ligne.

Ailes delta

La configuration en aile delta, optimisée par une forme en plan en ogive (ONERA, Concorde), permet d'obtenir un supplément de portance d'environ 15 à 20 % par rapport à la pente de portance théorique de l'aile.

Bec DLE (Drooped Leading Edge)

Il s'agit d'une cassure locale et d'une modification du bord d'attaque générant un tourbillon aux grands angles. Ce tourbillon s'ajoute au tourbillon marginal (en bout d'aile) pour aspirer la couche limite à l'extrados. Cela renforce la portance du bout de l'aile en permettant de plus grandes incidences sans perdre le contrôle latéral, problème numéro un du décrochage. exemple de bec DLE sur l'avion Dieselis PL5