Stabilité longitudinale :
On dit qu'un appareil est stable longitudinalement si, lorsque l'on
écarte le planeur de sa position d'équilibre, il y revient,
c'est-à-dire que le moment aérodynamique varie en sens inverse
de l'incidence :
Calcul des moments aérodynamiques
1. Aile seule
G est le centre de gravité du planeur.
F est le foyer aérodynamique de l'aile.
M = Mo + Z.(x - xo) + Xz
Se reporter sur les courbes Cz = f (i) et Cx = f (i)
Pour une incidence i donnée ou un Cz donnée, tracer le
point M sur la courbe, puis la tangente à la courbe en M.
de même pour Cx = f (i):
2. Pour l'empennage horizontal :
Soit ie l'incidence de l'empennage
ie = i - e + ae
i : incidence de l'aile
ae : calage de l'empennage
par rapport à l'aile
e : déflexion due à
l'aile
Calcul de e :
en M:
Pour une aile rectangulaire b' n'existe pas et on prend pour les calculs
b' = b
Pour une aile trapézoïdale ou elliptique on prend b' =
0,87.b
D'où le calcul de tan e, d'où
le calcul de e.
En vol normal à une valeur voisinre de 0,5;au delà du décrochage, cette valeur devient supérieure à 1
3. Stabilité statique longitudinale :
On a : M(planeur) = M(aile) + M(empennage)
Stabilité du planeur :
Nous supposerons G sur la corde moyenne de l'aile, nous pouvons alors
définir une position d'équilibre neutre dans laquelle
= 0.
Soit xn l'abscisse de ce point neutre et x' la distance
de G au point neutre; nous avons :
Nous avons alors suivant la situation de G par rapport à N :
Incidence et stabilité :
Soit Cz = A(I - Io)
et S la surface portante considérée
Il faut avoir: S.A.D < s.a.d
Nous avons donc: S.A.I.D = s.a.i.d + K (1)
avec K une constante indépendante de i
Equilibre autour du centre de gravité:
S.A.(I + DI).D = s.a.(i + Di).d
+ K (2)
où Di est l'incidence qui s'ajoute
(ou se retranche) à l'incidence I du plan.
En soustrayant la formule (1) à la formule (2), on obtient
S.A.D.DI = s.a.d .Di
Or S.A.D < s.a.d
donc il faut avoir DI > Di
ÞPour stabiliser le planeur, à
une incidence supérieure, il faudra diminuer l'incidence de empennage
tout en gardant Di > 0
ÞQuand l'incidence du planeur augmente,
l'incidence de empennage augmente moins vite que l'incidence du planeur.
Nous pouvons en déduire que l'aile décrochera avant empennage
dans le cas d'un appareil de type classique.
Nota : Pour un planeur de type "canard", on aurait: S.A.D > s.a.d
Le même raisonnement nous conduirait au résultat: empennage
décroche avant l'aile.