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Le terme anglais winglet se réfère à une fin sensiblement verticale, située à lextrémité de laile dun avion. Linstallation des ailettes de bout daile peut fournir une augmentation de lefficacité en réduisant la traînée induite par la portance sans une augmentation des postes de laile. Quel est le mot en anglais reste le plus largement utilisé, bien que les équivalents français "penne" ou "ailerette" ont été choisis, entre autres choses, par le Canada.

Le winglet a été développé dans le centre de recherche Langley de la NASA aux États-unis en 1974 par laérodynamicien américain Richard Whitcomb, connu aussi pour son travail sur le droit de la régions, et sur les motifs de laile supercritique. Whitcomb a publié ses travaux sur les ailettes de bout daile en 1976.

                                     

1. Principe. (Principle)

Le winglet est conçu pour récupérer une partie des vortex dénergie induite par la différence de pression entre le haut et le bas de laile. À lextrémité de laile, le flux de lintrados surpression par rapport a une tendance à aller sur lextrados de dépression liés, générant un tourbillon marginal. Ce dernier non seulement augmente la traînée de lavion, mais à cause de la turbulence derrière lappareil qui persiste sur de longues distances. Il est particulièrement dangereux dentrer dans le vortex derrière un jumbo-jet, ce qui conduit à des temps et des distances de séparation minimales dans la gestion des mouvements de davions.

Une façon datténuer cet effet est dallonger aile. Cependant, une grande écart avec légalité de surface provoque une augmentation de la courbure de laile et une augmentation de son épaisseur, de sorte quune masse accrue. Correctement positionné, le winglet peut récupérer une partie de lénergie du vortex. Cela a pour effet daccroître le degré de lélongation de la main-dœuvre de laile et de réduire la traînée induite par la portance, sans augmentation de la poste.

Le winglet de la réception dun flux dair obliquement peut redresser ce flux et le développement dun ascenseur côté légèrement dirigé vers le lavage, qui peut annuler sa piste propre. Le gain defficacité est de lordre de quelques pour cent, et varie avec lincidence de lefficacité sera nulle ou même négative à grande vitesse, le chiffre de 2 % pourrait être retenue comme valeur moyenne.

                                     

2.1. Histoire et de lapplication. Le développement de la NASA. (The development of the NASA)

Le concept a été développé par Richard Whitcomb, ingénieur au Centre de recherche Langley de la NASA dans les années 1970. Il a été appliqué sur un ravitailleur en vol KC-135 de lUS Air Force testé au centre de recherche à Dryden, en 1979, puis testé sur un Lockheed L-1011 et un McDonnell Douglas DC-10. Le Boeing 747-400 a été équipé de winglets en 1988, le MD-11 en 1991.

Sur le Boeing 747 de Navette porte-Avions, qui achemine de lu.s. la navette spatiale dérives, ont contribué à améliorer la stabilité directionnelle fortement perturbée par la suite de la navette sur la dérive de laxe. Cependant, ce sont les dérives, et pas de winglets.

  • Utilise des ailettes de bout daile.
                                     

2.2. Histoire et de lapplication. Avait des canards de Burt Rutan. (Had ducks of Burt Rutan)

Après avoir pris note des travaux de la NASA, Burt Rutan a installé des ailettes de bout daile sur son prototype VariEze en 1975.

Comme le VariEze est de type canard, linstallation de winglets sur laile arrière a permis de réduire la traînée induite de laile tout en assurant la stabilité et le contrôle directionnel.

Cette solution a été répété sur dautres avions canards Burt Rutan Long-EZ, le bimoteur push-pull Renégats et sur le Beechcraft Vaisseau qui a effectué son premier vol en 1986.

Les ailettes ont été montés également sur le Rutan Voyager, le premier avion à avoir effectué le tour du monde sans ravitaillement et sans escale en 1987. Pendant le décollage, laile est très chargé en carburant est tombé au sol et les ailettes ont été supprimés. Léquipe sur le terrain qui ont calculé que la consommation resterait acceptable, le vol a été maintenue.



                                     

2.3. Histoire et de lapplication. LAviation daffaires. (Business Aviation)

Les ailettes ont été utilisés sur de nombreux avions à réaction pour obtenir les avantages dun allongement effectif supérieur: réduire la distance de décoller et datterrir sur des aéroports secondaires, augmentation de laltitude de vol à laugmentation de la vitesse sol.

En plus de linstallation de winglets sur les nouveaux avions, il y a un marché pour la rénovation dinstaller winglets sur les vieux appareils. Le winglet est devenu populaire pour les avions daffaires, seulement Dassault a temporairement résisté à cette mode. Cessna a récemment annoncé un partenariat avec la société Winglet de la Technologie pour le test des ailettes de forme elliptique, afin daugmenter lautonomie et la charge utile.

                                     

2.4. Histoire et de lapplication. Learjet

Learjet présentait le prototype de modèle de 28, en 1977, de la convention de la NBAA. Le modèle 28 a été le premier avion à réaction du monde, lutilisation de winglets. Learjet développé les ailettes sans laide de la NASA. Bien que le modèle 28 est encore un prototype, la performance était tellement amélioré que Learjet a conservé pour sa production note: laile de lavion Learjet est à faible allongement, ce qui augmente leffet de positif ailettes de bout daile. Les essais en vol ont donné avec ou sans winglet, une différence de 6.5 % à lautonomie et à une amélioration de la stabilité. Learjet a utilisé les ailettes sur les nouveaux modèles, tels que le Learjet 55, 31, 60, 45 et 40.

                                     

2.5. Histoire et de lapplication. Gulfstream Aerospace

Gulfstream a exploré les ailettes de bout daile à la fin des années 1970 et a été installé sur les modèles Gulfstream III, IV et V. Le Gulfstream V avait une portée de 10 500 km, ce qui vous permet de voler sans escale de New York à Tokyo. Le Gulfstream V a remporté plus de 70 dossiers nationaux et championnats du monde.

                                     

2.6. Histoire et de lapplication. Dassault Aviation

Le modèle F7X Dassault est équipé dailettes de bout daile en matériaux composites. Avec lévolution des technologies, la société a appliqué la technologie de lailettes de bout daile à lensemble de sa gamme.

                                     

2.7. Histoire et de lapplication. Boeing

Boeing a annoncé, en 1985, une nouvelle version du B-747, à savoir le 747-400 avec une batterie et une capacité de charge accrue. Aile de ce modèle est que laugmentation de la poste et de linstallation de winglets. Lautonomie a augmenté de 3.5% par rapport au 747-400D qui la même taille.

  • Ailettes de bout daile sur un Boeing 747.

Sur la nouvelle version de la B-737 longue portée, Boeing a installé des ailettes de bout daile. Le premier Boeing 737 équipé de winglets a volé en 2002.

  • Winglet sur un Boeing 737.

Les ailettes courbes sont montés sur des modèles du Boeing 767.

  • Ailettes de bout daile sur un Boeing 767.
                                     

2.8. Histoire et de lapplication. Airbus

Contrairement à Boeing, Airbus a retardé avant dimplanter les ailettes marginales, se référant à la volonté dattendre, la technologie est au point. En 2006, lavionneur annonce son intention dacquérir la gamme A320 et remplit deux essais dans la même année, avec deux dessins de Winglet de la Technologie, et des ateliers dAirbus royaume-UNI, où sont fabriqués les ailes. Ils seront suivis en 2008 par le test dune solution conçue par lAviation Partners Inc. mais aucun de ces tests nest pas satisfait de lAirbus. Enfin, en 2009, Airbus émerge le concept dailettes marginal comme un projet interne, il a appelé "sharklets" les ailerons de requins, et à laquelle il est titulaire dun brevet européen. Ces nageoires mesure de 2.4 mètres de haut et de 200 kg, et de permettre une réduction de 3.5 % de la consommation. Ils sont de série sur lA320 NEO et comme une option ou rénovation sur lA320 CEO. Airbus dépose une plainte le 1er décembre 2011, devant la cour dAustin au Texas, afin de reconnaître loriginalité de ses sharklets et annuler le brevet de 1994 détenus par lAviation Partners Inc. En réponse, lAviation Partners Inc. fou ce que il peut sagir dune conception unique dAirbus et la demande pour les redevances.

La famille de lA318 / A319 / A320 / A321 et de la380 utilisez "Wingtip clôture", tandis que la famille A330 / A340 utilise "Winglet".



                                     

2.9. Histoire et de lapplication. Les planeurs. (Gliders)

Dès 1985, le planeur français Pegasus de la Centrair a été équipé de loption de winglets étudié par lONERA et a appelé les pennes, sans grand succès commercial. Il a fallu dix ans pour les ailettes de retour, et devenu à la mode depuis la fin des années 1990, tous les planeurs de compétition sont équipées de la sorte.

En 1987, Peter Masak, un ingénieur en mécanique, il a confié à Mark D. Maughmer professeur daéronautique à lécole dingénieur le design des ailettes pour améliorer les performances de laile de quinze mètres de large-échelle. Dautres ont tenté dappliquer les ailettes de Whitcomb, mais les performances ne sont pas toujours satisfaisants, car, si cela leur permettrait daugmenter les performances de montée à haut coefficient de portance, de traînée, de parasites à haute vitesse a été considéré comme trop pénalisant. Masak a été convaincu quil était possible de surmonter cette difficulté. Après le test, ils ont réussi à développer un winglet profil PSU–90–125 pour les planeurs de compétition.

En 1991, le championnat du monde de la glisse, dans la ville de Uvalde, Texas, le trophée de la vitesse la plus élevée a été donnée à un planeur de quinze mètres, équipé de winglets.

En 1993, Masak a remporté la coupe nationale américaine de quinze mètres de large échelle avec son planeur Cimeterre équipé de winglets.

Beaucoup de pilotes qui ne sont pas de course ont installé des ailettes de bout daile pour obtenir un gain de performance et de maniabilité.



                                     

3. Exemples dans la nature. (Examples in nature)

Certains oiseaux, les cigognes, rapaces. peut se plier à leurs pignons en bout daile afin daugmenter leur capacité de charge et de réduire la turbulence au cours de leur fuite. Ce sont en effet ces qui ont inspiré le travail sur les ailettes de bout daile.

                                     

4. La terminologie. (The terminology)

"Winglet" est le terme anglais généralement utilisé pour désigner une aile marginales, ce qui nest pas nécessairement à la verticale. Le terme français donnée par le décret du 20 février 1995 relatif à la terminologie de lespace de la science et de la technologie est "ailerette". Le terme d "ailerette" est venu vingt ans plus tard "winglet", il nest pratiquement jamais utilisé.

Sur le Boeing 787 et le Boeing 747-8, lextrémité de laile sarrondit à la forme dune extension vers le haut, sans le point de cassure nette. Le journal de laviation de lAir et Cosmos utilise la forme "fin biseauté aile".

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