Contrails ! Visualisation des écoulements
Comment vérifier ?
On dit beaucoup de choses sur les écoulements aérodynamiques, mais sur nos avions légers il est peu fréquent de pouvoir vérifier.
Nous avons profité de notre récent séjour à Darois pour faire quelques patrouilles de visualisation avec la complicité des MCR boys.
Voir également sur cette page, les tests aux fils de laine de Michel Bosek
Premiers essais
Fils de laine
Lors de notre premier weekend à Darois (octobre 2005), l'arrivée de JJH sur l'aérodrome déclenche la mise en place de la manip. Merci Jean-Jacques !
En quelques minutes, le MCR 4S est garni de fils de laine aux endroits stratégiques, entrées d'air, raccord dérive/profondeur, arrière du raccord aile/fuselage gauche, extrémité du saumon (winglet).
Le vol
Après un rapide briefing, décollage du 4S, suivi de JJH embarquant votre serviteur muni de l'appareil photo de Dyn'Aéro.JJH rassemble sur IF. Première constatation, un 4S ça avance, quand-même !
Observation des fils de laine
- Au raccord dérive/profondeur, tourbillons furieux à partir de la ligne d'épaisseur maximum de la dérive.
Les fils tourbillonnants seront retrouvés effilochés au sol. - Sur l'arrière de l'aile, les fils de laine apparaissent parfaitement fixes et rectilignes.
On note un resserrement des lignes de courant qui semblent indiquer une accélération. - Au niveau du capot, fils fixes et bien rangés sur la lèvre de l'entrée d'admission, ainsi qu'autour de l'entrée radiateurs.
Quelques essais de photos avec l'appareil de DA, dont la batterie rend l'âme au bout de quelques instants ;-(
Pendant ce temps
Pendant ce temps, Igor à bord d'IF (avec un appareil qui marche ;-) photographie l'avion photographe, ainsi que les fils sur les winglets
Comme on peut constater, les tourbillons marginaux n'intéressent qu'une faible portion du winglet. L'intensité des tourbillons s'accroit graduellement en approchant l'extrémité.
Comparaison badins
Nous concluons la patrouille par un petit run à 100%, "pour voir". Les mesures sont un peu à la volée, les masses mal définies, mais l'étalonnage des badins n'est manifestement pas le même.
Essais complémentaires
Visualisation à l'huile
Un peu déçus de n'avoir pu faire de photos utilisables, nous profitons le lendemain d'un vol de prise en main de Nicolas pour tenter un essai à l'huile de vidange.
Les "ingrédients" sont gracieusement fournis par Aéro Restauration Service ;-)
L'appareil photo de DA n'était pas bien remis de son changement de piles. Mais en regardant bien....
On distingue clairement les lignes de courant sur le flanc du fuselage, avec le resserrement constaté visuellement la veille.
Sur l'angle et le fond du fuselage, on voit des traces rectilignes. Reste à déterminer le comportement de l'écoulement au niveau du changement de direction : déversement de couche-limite ?
Volets
Avec un peu d'attention on peur observer la courbe accentuée des lignes de courant sur le volet.
Partant selon la corde, elles obliquent ensuite fortement vers le fuselage.
Notons que nous avons utilisé les volets à l'atterrissage, ce qui n'est évidemment pas sans influence sur le résultat.
Seconde série d'essais
Patrouille avec F-PRTR
Lors de notre retour à Darois, nous avons eu la possibilité de faire une patrouille avec F-PRTR, piloté par Philippe.
La configuration de l'avion a quelque peu changé depuis les précédents essais : les nouvelles trappes d'essence sont en retrait de quelques millimètres, avec des arrêtes vives. Cette modification sur les 10 trappes jouera sûrement sur les performances, mais pas sur la qualité des écoulements étudiés.
L'avion est équipé de fils de laine uniquement à l'arrière de l'aile gauche.
Le vol
Patrouille prolongée avec F-PRTR vers 220 km/h indiqués.
Observations
- Comme lors des précédents essais les fils de laine apparaissent à l'oeil parfaitement fixes et rectilignes.
- L'examen des photos donne une impression plus nuancée : à l'arrondi du fuselage, on peut observer l'ombre de certains fils, qui semblent donc décollés de la paroi.
- D'autres tests intéressant une plus grande portion du fuselage seront nécessaires avant de conclure.
Fin de journée
Comme lors de l'autre patrouille, deux runs à 75% puis 100%, nous permettent comparer sommairement les performances des deux machines, malgré la différence de masse (deux dans TR, très peu d'essence, trois dans IF plus 120 L d'essence).
À bord de TR, je contrôle soigneusement que le régime de croisière est bien maintenu à 5000 tours, et non 5200 comme d'habitude en raison d'une manette trop libre.
Un observateur de DA fait de même à bord de IF, mais nos manettes à nous restent où on les met ;-)
Petit tour en patrouille à Til, coucou au club, puis Igor ramène tout le monde à Darois avec TR, tandis que je rentre direct sur Vienne avec le bébé.
Les essais de Michel Bosek
Fils de laine sur MCR 01
Michel Bosek est propriétaire d'un MCR 01 Club. Il a réalisé une étude aux fils de laine très détaillée, et une vidéo dont il nous communique quelques vues.
Observations
- L'étude porte d'abord sur l'écoulement au niveau de l'empennage. On remarquera que les fils de laine sont soigneusement disposés en quinconce.
- La zône décollée sous la profondeur est ici très apparente. Les autres fils sont parfaitement fixes.
Le décollement intéresse une portion significative du trim de profondeur. - Nous observons ici l'influence du décollement sur la dérive et la direction. Il semblerait que l'écoulement sur la dérive soit "aspiré" par la zône de turbulence.
- L'écoulement semble perturbé sur environ 1/4 à 1/3 de la surface de la direction.
- Nous visualisons ici la qualité de l'écoulement sur le fuselage. Pas de décollement apparent à l'arrière de la verrière.
La fuite à l'emplanture du volet, semble perturber l'écoulement sur une partie du fuselage.
Remarquons au passage que la dépression tend à soulever la verrière. Un resserrage du verrouillage apporterait un léger gain de traînée.
- L'état des fils de laine à l'issue du vol, témoigne de la violence des turbulences dans la zone décollée.
Vidéo fils de laine
Visualisation de l'écoulement sur la queue d'un MCR 01.
On distingue la perturbation à l'intersection plan horizontal/dérive, et l'importance de la portion de profondeur - et de trim - intéressée.
Vidéo aimablement communiquée par Michel Bosek.
À suivre...
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21-04-2021 à 20:04:04
