Dièdre (avion)

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En aéronautique, le dièdre est l'angle formé par le plan de chaque aile et le plan horizontal. Le dièdre peut être positif (ailes vers le haut) ou négatif (ailes vers le bas). Le dièdre peut n'affecter qu'une partie de la voilure, comme par exemple sur l'aile typique Jodel, ou sur le F-4 Phantom II.

La valeur du dièdre effectif (sur le plan aérodynamique) est aussi fonction de la position en hauteur de l'aile et de son angle de flèche.
Le dièdre nécessaire dépend de la stabilité en lacet (directionnelle), voir "Stabilité spirale" ci-dessous.

dièdre positif d'un Boeing 737

Stabilité en roulis

La stabilité latérale d'un avion est en général nulle (indifférente) ou faiblement négative. Le sujet est difficile à traiter parce qu'un avion ne peut pas être comparé à un cerf volant (retenu au sol par un fil). Ses mouvements en roulis se combinent avec ceux en lacet : un mouvement sur un de ces axes se traduit par un mouvement induit sur l'autre axe. Cette caractéristique est utilisée pour piloter le roulis des planeurs radio-commandés ("deux axes") qui ne disposent pas d'ailerons :

• Avion "deux axes". Pour incliner l'avion (pour faire un virage), on actionne le gouvernail, l'avion se met en biais (attaque oblique), l'aile avançante reçoit plus d'air que l'aile reculante, elle porte plus, l'avion s'incline. C'est ce que l'on appelle du roulis induit. Cela nécessite un dièdre moyen d'environ 8°

• Pour les avions "trois axes" équipés d'ailerons, le dièdre est établi de façon à ce qu'une attaque oblique (en lacet) génère un roulis induit ni trop faible (avions de voltige), ni trop fort (avions "deux axes). Sur un avion de voltige, sans dièdre, il n'y a pratiquement pas de roulis induit par le lacet : les deux axes sont découplés.

Effet dièdre

La flèche arrière augmente l'effet dièdre; 5 degrés de flèche arrière valent environ 1 degré de dièdre.
La position haute de l'aile augmente également l'effet dièdre. Cela conduit aux valeurs de dièdre suivantes :

• Aile haute

sans flèche arrière : dièdre faiblement positif ou nul

avec flèche arrière : dièdre négatif de l'ordre de 4 à 6 degrés

• Aile basse,

sans flèche arrière : dièdre positif, valeur fréquente 4 à 5 degrés

avec flèche arrière : dièdre nul ou faiblement positif

Stabilité spirale

C'est l'aptitude de l'avion à corriger de lui même un défaut ou un excès d'inclinaison en virage. Si l'avion est trop incliné il va glisser latéralement vers l'intérieur du virage :

• si l'effet dièdre l'emporte sur la stabilité en lacet, l'avion va se redresser;
• si l'effet dièdre est insuffisant, l'avion va s'incliner en roulis davantage et sous l'effet de la dérive va tourner vers l'intérieur du virage en piquant : c'est le virage engagé. Il faut remettre les ailes à plat puis faire une ressource.

La valeur du dièdre nécessaire dépend donc :

• de la position de l'aile sur le fuselage, de la flèche des ailes,
• de la stabilité directionnelle (portance latérale du fuselage en attaque oblique, dimensionnement du plan vertical).

Roulis hollandais

Pour faciliter le pilotage par mauvaise visibilité (perte des références visuelles pouvant conduire au virage engagé), les avions de voyage ont toujours une stabilité spirale positive (le dièdre effectif l'emporte sur la stabilité en lacet). Cela se traduit en vol en conditions turbulentes par des oscillations couplées et décalées dans le temps en lacet et roulis : c'est le "roulis hollandais".

• Un dièdre positif (sur avion à ailes basses) permet d'améliorer la stabilité. En effet, lorsque l'avion s'incline d'un côté, l'aile de ce côté s'horizontalise, donc augmente sa surface portante utile, tandis que l'aile opposée se verticalise, diminuant sa portance. L'ensemble tend à ramener l'engin en position symétrique. Ce procédé est souvent utilisé sur les cerfs-volants statiques pour leur permettre de rester en l'air sans avoir besoin d'être pilotés. Note : ce raisonnement peut s'appliquer au cerf-volant, mais pas à un avion. Le dièdre n'augmente pas la stabilité (aptitude à revenir à l'état initial) : si l'avion subit une rotation en lacet, plus il y a de dièdre plus il y aura de roulis induit. C'est l'avion sans dièdre qui sera non pas le plus stable, mais le moins instable.

dièdre négatif d'un AV-8B Harrier II

• Un dièdre négatif (sur avion à ailes hautes) a pour avantage de prolonger la surface alaire au-dessus du fuselage (voir discussion) et, ce faisant, de réduire l'envergure totale nécessaire de l'aéronef et d'augmenter sa charge utile. Cette configuration est moins stable que l'autre, mais augmente du coup la maniabilité.

Les bombardiers (B-52) et les avions militaires de transport (Galaxy C-5, Antonov An-225, Airbus A400M) ont souvent un dièdre négatif.

Liens internes

• Aérodynamisme - Les termes de l'aérodynamique de l'aile

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