Lacet inverse

Le lacet inverse ou lacet inverse au virage est un phénomène dynamique issu du pilotage en virage d'un aérodyne, avion ou planeur.

Définition

Pour entamer un virage, on commande les ailerons pour obtenir une inclinaison en roulis. Le lacet inverse est une rotation en lacet de l'appareil dans le sens opposé au sens du virage désiré.

Le lacet inverse résulte d'un différentiel de traînée entre les deux ailes. Le supplément de portance demandé pour faire monter l'aile extérieure au virage augmente la traînée induite par la portance et la traînée de profil à cause du braquage vers le bas de l'aileron. Inversement, l'aile intérieure au virage voit sa traînée induite diminuer. Le pilote annule le lacet inverse par une action sur la gouverne de direction, créant ainsi un moment de rotation en lacet dans le sens favorable au virage. On appelle cette action la conjugaison des commandes.

Découverte

Les frères Wright, en effectuant leurs premiers vols sur leur planeur de 1901, ont mis en évidence le lacet inverse. Ils ont modifié leur machine en 1902 en ajoutant un gouvernail arrière pour un meilleur contrôle. Ferdinand Ferber, renseigné par Octave Chanute qui vit aux USA, écrit en 1908 : « [...] pour rectifier certains troubles dans la direction (provenant de ce que, lorsque l'arrière d'une aile est abaissée, elle offre plus de résistance et tend à ralentir la vitesse et par conséquent à faire tourner l'aéroplane de ce côté, ce qui est le contraire de ce que l'on veut produire), ils ajoutent à l'arrière un gouvernail de direction et ils commencent à décrire des quarts de cercle »[1].

Facteurs favorables au lacet inverse

Le lacet inverse est lié à la mise en virage par les ailerons[Note 1]. Son effet est d'autant plus fort que :

  • la stabilité en lacet est faible (petit bras de levier d'empennage vertical par rapport à l'envergure),
  • la traînée induite et donc le coefficient de portance est élevé (basses vitesses),
  • le profil d'aile présente un chargement aérodynamique important dans sa partie arrière (profil d'intrados creux à l'arrière).

Planeurs

Le lacet inverse se produit de façon très prononcée sur les planeurs, appareils à grande envergure volant relativement lentement et dont les profils sont très cambrés dans leur partie arrière.

Avions

Les avions, notamment ceux qui volent plus lentement, sont aussi sujets au lacet inverse. Le Gossamer Condor de Paul MacCready, engin à grande envergure, à faible stabilité directionnelle et volant très lentement, avait un lacet inverse tellement fort que la technique de virage n'a pu être maîtrisée qu'en vrillant l'aile[Note 2] en sens inverse du sens normal : le lacet inverse créé entraînait une rotation en lacet dans le sens désiré qui était suffisante pour amener du roulis induit dans le bon sens !

Surfaces de contrôle

Il existe des types spéciaux d'ailerons diminuant le lacet inverse :

  • aileron à débattement différentiel (plus fort vers le haut que vers le bas),
  • aileron à axe déporté de type « frise » présentant un bord d'attaque débordant sous le profil quand il est braqué vers le haut. Pour cela, l'axe d'articulation de l'aileron est reculé et positionné à environ 25 % de la corde Exemple d'aileron frise[Note 3].
  • aileron et spoiler conjugués, le spoiler étant un frein aérodynamique agissant sur l'aile intérieure au virage.
  • aileron et gouverne de direction couplés (système très peu utilisé) : la gouverne est déplacée légèrement dans la direction du virage.

Voir aussi

Notes et références

Notes

  1. ou par le vrillage différentiel des ailes dans le cas du Flyer des Frères Wright ou du Blériot XI de Louis Blériot
  2. Cette aile n'ayant pas d'ailerons, la variation de portance se fait par "gauchissement" ou vrillage de la voilure, comme pour les avions des frères Wright ou de Blériot.
  3. Contrairement à ce que l'on peut penser, les ailerons Frise n'ont pas été conçus pour engendrer de la traînée (pour diminuer le lacet inverse) mais essentiellement pour diminuer les efforts de commande en roulis. La mise au point de l'arrondi du bord d'attaque est délicate, car les efforts de commande varient avec l'incidence et avec la vitesse. Les ailerons Frise à bord d'attaque pointus ou faiblement arrondis peuvent avoir des efforts de commande faibles, mais sont sujets à un décollement précoce (quand l'aileron est braqué vers le haut) pouvant entraîner des vibrations, une perte d'efficacité et du flutter. Les ailerons Frise ne sont pas normalement des ailerons à fente.

Références

  1. Ferdinand Ferber, L'aviation, ses débuts, son développement, Orville et Wilbur Wright, 264 p. (ISBN 978-0265830246), p. 52
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