Coefficient de portance
Le coefficient de portance peut également être utilisé comme caractéristique d’une forme particulière (ou d’une section transversale) d’une pale. Dans cette application, il est appelé coefficient de levage de section c l {\displaystyle c_ {\text {l}}}
. Il est courant de montrer, pour une section de profil aérodynamique particulière, la relation entre le coefficient de portance de la section et l’angle d’attaque. Il est également utile de montrer la relation entre le coefficient de portance de section et le coefficient de traînée.
Le coefficient de portance de section est basé sur un écoulement bidimensionnel sur une aile d’envergure infinie et de section transversale non variable, de sorte que la portance est indépendante des effets d’envergure et est définie en termes de l {\displaystyle l}
, la force de portance par unité d’envergure de l’aile. La définition devient c l = l q L, {\displaystyle c_ {\text {l}} = {\frac {l} {q\,L}},}
où L est la longueur de référence qui doit toujours être spécifiée: en aérodynamique et en théorie du profil aérodynamique, généralement la corde du profil aérodynamique c {\displaystyle c\,}
est choisi, alors qu’en dynamique marine et pour les entretoises, l’épaisseur t {\displaystyle t\,}
est généralement choisie. Remarque ceci est directement analogue au coefficient de traînée puisque la corde peut être interprétée comme la « surface par unité de portée ».
Pour un angle d’attaque donné, cl peut être calculé approximativement en utilisant la théorie de la voilure mince, calculée numériquement ou déterminée à partir d’essais en soufflerie sur une éprouvette de longueur finie, avec des plaques d’extrémité conçues pour améliorer les effets tridimensionnels. Les graphiques de cl par rapport à l’angle d’attaque présentent la même forme générale pour toutes les pales, mais les nombres particuliers varient. Ils montrent une augmentation presque linéaire du coefficient de portance avec un angle d’attaque croissant avec un gradient connu sous le nom de pente de portance. Pour un profil aérodynamique mince de toute forme, la pente de portance est π2 / 90 π 0,11 par degré. Aux angles plus élevés, un point maximum est atteint, après quoi le coefficient de portance diminue. L’angle auquel se produit le coefficient de portance maximal est l’angle de décrochage du profil aérodynamique, qui est d’environ 10 à 15 degrés sur un profil aérodynamique typique.
L’angle de décrochage pour un profil donné augmente également avec les valeurs croissantes du nombre de Reynolds, à des vitesses plus élevées en effet, le flux a tendance à rester attaché au profil plus longtemps en retardant la condition de décrochage. Pour cette raison, des essais en soufflerie effectués à des nombres de Reynolds inférieurs à ceux de la condition réelle simulée peuvent parfois donner un retour prudent surestimant le décrochage des profils.
Les pales symétriques ont nécessairement des diagrammes de cl par rapport à l’angle d’attaque symétriques autour de l’axe cl, mais pour toute pale à carrossage positif, c’est-à-dire asymétrique, convexe par le haut, il existe toujours un coefficient de portance faible mais positif avec des angles d’attaque inférieurs à zéro. C’est-à-dire l’angle sous lequel cl = 0 est négatif. Sur de telles pales à angle d’attaque nul, les pressions sur la surface supérieure sont plus faibles que sur la surface inférieure.