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Les ailes

Aile joignant le fuselage, ou se rencontrant au centre de l'avion ?

En toute logique, il faudrait que l'aile commence là où elle est raccordée au fuselage, mais la portance du fuselage n'étant pas reproduite (et étant très difficile à reproduire sur un fuselage quelconque au niveau de nos simulateurs PC) il est possible de compenser cette absence en faisant se rencontrer les ailes à l'intérieur du fuselage. L'accroissement de portance ainsi obtenu compense l'absence du calcul de portance du fuselage. Ce n'est certes pas « scientifique », mais cela « compense » (un peu).

Nous allons imaginer que nos ailes se rejoignent au centre de l'appareil, et donc que notre aile gauche part de l'axe central de l'avion.

Mesure du dièdre

Plane-Maker vous demandera le dièdre de vos surfaces portantes. Nombre d'aéronefs n'ont pas les ailes horizontales, mais présentant un angle de quelques degrés avec l'horizontale, angle qu'on appelle dièdre. Le Norécrin n'échappe pas à cette règle, on peut même dire qu'il est très accentué dans la catégorie. Voici le dièdre relevé sur le plan :

Effet du dièdre ? Correction du plan de l'aile

Le dièdre a pour conséquence de fausser les mesures que nous pourrions faire sur l'aile vue de dessus ou de dessous, il faudrait alors appliquer un coefficient correcteur pour toute dimension relevée sur l'axe de l'envergure. Ce coefficient est en fait l'inverse du cosinus du dièdre (ici 1,011, inverse de 0,989, le cos de 8°30').

Cela dit, 1,011, c'est juste 1,1% de différence, ou, dans le cas de notre demi-aile, 5 cm, est-ce du pinaillage ? A vous de voir...

Si on utilise l'outil informatique, il est assez facile d'insérer des bitmaps dans un logiciel de dessin, et de leur attribuer une dimension métrique. En prenant soin d'encadrer précisément les dimensions de l'aéronef, ce que j'ai fait, les dimensions du bitmap seront proportionnelles aux dimensions de l'avion, et il suffira d'appliquer notre coefficient à la largeur du bitmap (mais pas à sa hauteur) pour retrouver notre aile prête à être mesurée. Pour un traitement manuel avec un classique double-décimètre, il suffit d'imprimer notre demi-aile étirée :

Bien évidemment, puisque nous avons étiré l'aile, une mesure latérale sur le fuselage sera eronnée, mais ce n'est pas ce qui nous préoccupe ici.

Découpage de l'aile en éléments de base

X-Plane permet de créer une aile par l'assemblage de plusieurs éléments d'aile indépendants, ce qui permet, avec des éléments rectiligne, en en choisissant judicieusement leurs dimensions, d'obtenir une forme fidèle à l'original. Une limitation est le nombre de gouvernes disponibles, parce que la géométrie des gouvernes est définie par gouverne, alors qu'il aurait été plus souple qu'on puisse la même gouverne sur chacun des éléments d'aile qu'elle traverse.

Chaque élément d'aile peut aussi être subdivisées en sections, appelées "pièces" par Plane-Maker.

Ces sous-sections d'aile sont utiles pour faire les arrondis d'extrémité d'aile, ou pour mettre deux gouvernes différentes sur un même élément d'aile. Dans le cas qui nous occupe, une seule "pièce" sera nécessaire pour les ailes 1, 2 et 3, et cinq pour faire l'arrondi de l'aile 4.

Parmi les méthodes que nous pourrions employer pour découper notre aile en éléments de base, nous pouvons attribuer un élément d'aile à chaque fois qu'on rencontre une gouverne ou une modification du tracé de l'aile, ce qui donne, par exemple :

Puisque nous avons décidé de faire partir l'aile depuis l'axe central, j'ai prolongé les bords d'attaque et de fuite de l'aile pour qu'ils rencontrent cet axe.

A chaque apparition de gouverne, ou à chaque modification de géométrie, j'ai tracé une séparation, ce qui au total définit notre notre demi-aile en quatre éléments, numérotés de Aile 1 à Aile 4. Le nom de ces éléments est celui utilisé par Plane-maker pour définir l'aile prinicpale de notre projet, et sera reproduit symétriquement à droite et à gauche de l'avion.

Ce nombre d'éléments est limité à quatre. Un cinquième élément ne s'appellerait pas « Aile 5 », mais « Misc Aile 1 » à droite (par exemple) et « Misc Aile 2 » à gauche.

Pour l'équipement en gouvernes, un seul volet et un seul aileron seront utilisés. « Volet 1 » et « Aileron 1 » sont les noms utilisés par Plane-Maker pour ces gouverne.

Élément « Aile » ou élément « Aile diverse » ?

Plane-Maker propose deux types de surfaces portantes : les « Ailes » et les « Ailes diverses » (« Wing »ou « misc-wing »). Les éléments « aile » sont différents des éléments « ailes diverses » dans la mesure où l'élément d'aile définit en une fois le côté gauche et le côté droit de l'aile. Malheureusement, l'application de la texture de décoration, est elle aussi identique à droite et à gauche.

Or, la peinture des ailes d'un avion réel est parfois différente à droite et à gauche, ne serait-ce qu'à cause de l'immatriculation. Pour contourner ce problème, nous pouvons remplacer chaque élément d'aile par deux éléments « aile diverse », ayant chacun leur texture propre.

Les tableaux qui suivent prennent en compte la réalisation avec des éléments « Ailes », ou avec des éléments « Ailes diverses ». Préférez la version « Ailes diverses », car le chapitre sur la décoration est rédigé à partir du Norécrin muni de ces ailes.

Passer d'un élément « aile » existant à son équivalent en « ailes diverses » est simple : il suffit de reporter les données de l'élément d'aile dans deux éléments « aile diverse », puis de cocher la case « Cette aile est du côté gauche » pour l'un de ces deux éléments. Une fois cette copie effectuée, on inactive l'élément « aile » en mettant sa donnée « semi-length » à zéro. Cette manière de faire conserve les données de l'élément d'aile, tout en l'inactivant.

Si nous voulons pouvoir afficher les feux de position, il est impératif de conserver un élément « Aile ».

Nous allons commencer par remplir les première ligne d'un tableau récapitulatif avec ces données :

Elément Aile 1 Aile 2 Aile 3 Aile 4
ou Elément Aile diverse Misc aile 7 et 8 Misc aile 9 et 10 Misc aile 11 et 12 Aile 4
Gouverne aucune Volet 1 Aileron 1 aucune
Pièces 1 1 1 5

Cas de l'arrondi de l'extrémité d'aile

Voici notre « Aile 4 », au contour bien arrondi. Comment faire un tel arrondi avec un seul élément rectiligne ? Nous nous servirons d'une case à cocher appelée « customiser cordes » en temps utiles, pour le moment, tracez deux droites qui figureront les bords d'attaque et de fuite de l'élément d'aile, comme les lignes rouges de ce shéma :

Droite semi-length.

La construction de chacun de nos éléments d'aile s'appuie sur une droite que Plane-Maker appelle « Semi-length », figurée en bleu sur l'illustration suivante, et qui coupe les extrémités de l'élément au niveau de son premier quart avant :

Les données à relever sur chaque élément d'aile pour la droite semi-length sont :

  • sa longueur
  • son orientation vers l'arrière, que Plane-Maker appelle « sweep »

Nous allons nous contenter de mesurer seulement la longueur de cette semi-length, et réserver pour plus tard la mesure du sweep. Voici les dimensions relevées :

et notre tableau complété par ces nouvelles données :

Elément Aile 1 Aile 2 Aile 3 Aile 4
ou Elément Aile diverse Misc aile 7 et 8 Misc aile 9 et 10 Misc aile 11 et 12 Aile 4
Gouverne aucune Volet 1 Aileron 1 aucune
Pièces 1 1 1 5
Semi-length 0,60m 2,43m 1,90m 0,28m

Root chord et tip chord : cordes à l'emplanture et corde à l'extrémité

Pour chaque élément d'aile, il y a une corde d'emplanture (root chord), et une corde d'extrémité (tip chord). Lorsque nous dessinons un élément d'aile, La « root chord » est vers le centre de l'avion, la « tip chord » est vers l'extérieur de l'avion.

Elément Aile 1 Aile 2 Aile 3 Aile 4
ou Elément Aile diverse Misc aile 7 et 8 Misc aile 9 et 10 Misc aile 11 et 12 Aile 4
Gouverne aucune Volet 1 Aileron 1 aucune
Pièces 1 1 1 5
Semi-length 0,60 m 2,43 m 1,90 m 0,28 m
Root chord 1,84 m 1,72 m 1,23 m 0,85 m
Tip Chord 1,72 m 1,23 m 0,85 m 0,26 m

Sweep et dièdre

Le sweep est la flèche, angle mesurée entre l'axe latéral et la droite semi-length. L'exemple ici n'est pas très parlant, car le sweep de l'aile du Norécrin est parallèle à l'axe latéral, et vaut donc 0°. Seule l'extrémité de l'aile possède un sweep avoisinant les 30°.

Pour le dièdre, nous savons déjà qu'il vaut 8,5° pour tous les éléments. Voici notre tableau, une fois relevées les longueurs de semi-length et les angles de sweep :

Elément Aile 1 Aile 2 Aile 3 Aile 4
ou Elément Aile diverse Misc aile 7 et 8 Misc aile 9 et 10 Misc aile 11 et 12 Aile 4
Gouverne aucune Volet 1 Aileron 1 aucune
Pièces 1 1 1 5
Semi-length 0,60 m 2,43 m 1,90 m 0,28 m
Root chord 1,84 m 1,72 m 1,23 m 0,85 m
Tip Chord 1,72 m 1,23 m 0,85 m 0,26 m
Sweep 0,0° 0,0° 0,0° 28,3°
Dihedral 8,5° 8,5° 8,5° 8,5°

Positions longitudinale, latérale et verticale des éléments d'aile

Nous ne mesurerons cette position que pour le premier élément, les autres seront calés sur l'élément précédent par la fonction « Raccorder à » de Plane-Maker.

Voici la vue de dessus, qui permet de trouver les positions latérales et longitudinales de l'aile, Notez que c'est toujours la position du point ¼ qui est relevée :

Et voici la position verticale du premier élément, déterminée sur la vue de face :

L'écart vertical est de 69 centimètres, mais nous sommes sur le côté négatif de l'axe, ne pas oublier de mettre un signe « moins ».

Calage de l'aile

Il y a une confusion à ne pas faire entre deux termes : calage et incidence. Le souci, à en croire notre Plane-Maker favori, c'est que de l'autre côté de l'atlantique, le mot pour désigner le calage est incidence

Or, chez nous :

  • le calage est l'angle que fait la corde de l'aile, par construction, avec l'horizontale,
  • l'incidence est l'angle que fait la corde de l'aile avec le vent relatif.

Dans Plane-Maker, il s'agit de l'angle par construction, nous allons bien entrer le calage de l'aile dans le champ intitulé incidence

Il est difficile et risqué d'estimer le calage sur un plan 3 vues, mais il est en général de quelques degrés. Nous allons mettre 2° (données constructeur). Néanmoins, en l'absence de renseignements sur les caractéristiques aérodynamiques des profils d'aile, cette donnée n'a pas de sens, mais elle sera déjà installée pour plus tard)

Saisie de l'aile dans Plane-Maker

Vous aurez besoin de localiser le bouton « raccorder à »

Voici le tableau récapitulatif des données à insérer dans les écrans « Ailes Principales », accessible par le menu « Standard »

Elément Aile 1 Aile 2 Aile 3 Aile 4
ou Elément Aile diverse Misc aile 7 et 8 Misc aile 9 et 10 Misc aile 11 et 12 Aile 4
Gouverne aucune Volet 1 Aileron 1 aucune
Pièces 1 1 1 5
Semi-length 0,60 m 2,43 m 1,90 m 0,28 m
Root chord 1,84 m 1,72 m 1,23 m 0,85 m
Tip Chord 1,72 m 1,23 m 0,85 m 0,26 m
Sweep 0,0° 0,0° 0,0° 28,3°
Dihedral 8,5° 8,5° 8,5° 8,5°
Long arm 2,65 m Raccorder à Aile 1 Raccorder à Aile 2 Raccorder à Aile 3
Lat arm 0,00 m      
Vert arm -0,69 m      
Long arm, aile diverse 2,65 m Misc aile 9 raccordée à Misc Aile 7 Misc aile 10 raccordée à Misc Aile 8 Misc aile 11 raccordée à Misc Aile 9 Misc aile 12 raccordée à Misc Aile 10 Raccorder à Misc Aile 12
Lat arm, aile diverse 0,00 m      
Vert arm, aile diverse -0,69 m      
Incidence
Case "Cette aile est du côté gauche" misc aile 7 : coché misc aile 9 : coché misc aile 11 : coché  

Si tout s'est bien passé, vous devriez aboutir à ce résultat :