Dièdre (avion)

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher
Page d'aide sur l'homonymie Pour les articles homonymes, voir Dièdre.
dièdre positif
dièdre négatif

En aéronautique, le dièdre est l'angle formé par le plan de chaque aile et le plan horizontal. Le dièdre peut être positif (ailes vers le haut) ou négatif (ailes vers le bas). Le dièdre peut n'affecter qu'une partie de la voilure, comme sur l'aile typique Jodel, ou sur le F-4 Phantom II.

La valeur du dièdre effectif (sur le plan aérodynamique) est aussi fonction de la position en hauteur de l'aile et de son angle de flèche. Le dièdre nécessaire dépend de la stabilité en lacet (directionnelle), voir « Stabilité spirale » ci-dessous.

Stabilité en roulis[modifier | modifier le code]

La stabilité latérale d'un avion est en général nulle (indifférente) ou faiblement négative. Le sujet est difficile à traiter parce que les mouvements en roulis se combinent avec ceux en lacet : un mouvement sur un de ces axes se traduit par un mouvement induit sur l'autre axe. Cette caractéristique est utilisée pour piloter le roulis des planeurs radio-commandés ("deux axes") qui ne disposent pas d'ailerons :

  • Avion "deux axes", sans ailerons. Pour effectuer un virage équilibré (non dérapé), il est nécessaire d'incliner l'avion. Pour cela on actionne le gouvernail, l'avion se met en biais (en attaque oblique), l'aile avançante reçoit plus d'air que l'aile reculante, elle porte plus, l'avion s'incline. C'est ce que l'on appelle du roulis induit. Cela nécessite un dièdre moyen d'environ 8°
  • Pour les avions dits "trois axes" équipés d'ailerons, le dièdre est établi de façon à ce qu'une attaque oblique (en lacet) génère un roulis induit ni trop faible (avions de voltige), ni trop fort (avions "deux axes). Sur un avion de voltige, sans dièdre, il n'y a pratiquement pas de roulis induit par le lacet : les deux axes sont découplés.

Au premier ordre, un dièdre positif contribue à la stabilité en roulis d'un avion. En effet, si celui-ci commence à prendre du roulis, la somme de son poids et de la force de portance générée par ses ailes l'entraînera dans un mouvement latéral. Or cette nouvelle composante de vitesse air n'a pas la même influence sur les deux ailes car l'avion a pris du roulis: la traînée induite latérale sur l'aile qui s'est levée sera plus forte que sur celle qui s'est baissée. Le couple ainsi généré ramène alors l'avion vers son angle de roulis d'équilibre.

Une confusion classique consiste à croire que l'une des ailes étant plus proche de l'horizontale (définie comme le plan normal à l'accélération de la pesanteur) que l'autre, sa portance augmente alors que la portance de l'autre diminue. C'est en réalité faux: si l'avion n'a pas de mouvement latéral, la force de portance n'est pas modifiée avec l'angle de roulis: les deux forces de portances sur les deux ailes n'induisent donc pas de couple en roulis. On rappellera également que la force de pesanteur n'exerce aucun couple.

Effet dièdre[modifier | modifier le code]

dièdre positif d'un Boeing 737.
dièdre négatif d'un AV-8B Harrier II

La flèche arrière augmente l'effet dièdre (le dièdre effectif); 5 degrés de flèche arrière valent environ 1 degré de dièdre.
La position haute de l'aile augmente également l'effet dièdre. Cela conduit aux valeurs de dièdre suivantes :

  • Aile haute
sans flèche arrière : dièdre faiblement positif ou nul
avec flèche arrière : dièdre négatif de l'ordre de 4 à 6 degrés. (B-52, Galaxy C-5, Antonov An-225, Airbus A400M), AV-8B Harrier II.
  • Aile basse,
sans flèche arrière : dièdre positif, valeur fréquente 4 à 5 degrés
avec flèche arrière : dièdre nul ou faiblement positif

Stabilité spirale[modifier | modifier le code]

C'est l'aptitude de l'avion à corriger de lui-même un défaut ou un excès d'inclinaison en virage. Si l'avion est trop incliné il va glisser latéralement vers l'intérieur du virage :

  • si l'effet dièdre l'emporte sur la stabilité en lacet, l'avion va se redresser;
  • si l'effet dièdre est insuffisant, l'avion va s'incliner en roulis davantage et sous l'effet de la dérive va tourner vers l'intérieur du virage en piquant : c'est le virage engagé. Il faut remettre les ailes à plat puis faire une ressource.

La valeur du dièdre nécessaire dépend donc :

  • de la position de l'aile sur le fuselage,
  • de la flèche des ailes,
  • de la portance transversale du fuselage et de la dérive,
  • de la stabilité directionnelle (surface et bras de levier du plan vertical).

Roulis hollandais[modifier | modifier le code]

Pour faciliter le pilotage par mauvaise visibilité (perte des références visuelles pouvant conduire au virage engagé), les avions de voyage ont toujours une stabilité spirale positive (le dièdre effectif l'emporte sur la stabilité en lacet). Cela se traduit en vol en conditions turbulentes par des oscillations couplées et décalées dans le temps en lacet et roulis : c'est le "roulis hollandais".

Articles connexes[modifier | modifier le code]