Du coefficient de frottement équivalent plaque plane du Sonex…

Mesurer les performances d’un appareil n’est pas simple… Ingénieur-chercheur, Marc Béranger s’est donné pour objectif de déterminer les caractéristiques aérodynamiques du Sonex, le biplace côte à côte de technologie métallique – conçu par John Monnett – dans sa version motorisée par un Jabiru 2.2.  

Le but des essais était de déterminer « le coefficient de frottement équivalent plaque plane » ou Cfe, coefficient qui « intervient dans la puissance consommée par la traînée de frottement ». Le Cfe « détermine la qualité aérodynamique de l’appareil, donc la puissance nécessaire à grande vitesse. Il permet de comparer la trainée de frottement visqueux de l’avion à la trainée d’une plaque plane de même surface mouillée » (SMT).

Autre recherche, la détermination du « coefficient d’Oswald (e), qui permet d’évaluer la puissance consommée par la traînée induite (par la portance) et plus précisément l’écart de
rendement aérodynamique entre l’aile elliptique non vrillée utilisée dans la théorie de
la portance de Prandtl et l’aile réelle, rectangulaire et éventuellement vrillée ». Ainsi, le coefficient d’Oswald donne « le rendement de l’aile par rapport à une aile elliptique idéale
(e = 1). Il détermine la puissance nécessaire à faible vitesse ou à grande incidence ». Ces deux coefficient (Cfe et e) sont propres à l’appareil et indépendants des conditions de vol.

Pour les lecteurs voulant en savoir plus sur le Cfe, se reporter au document « Les critères fondamentaux de qualité des avions légers » sur le site d’Inter-Action. Ce document explique l’intérêt du Cfe comme critère comparatif, ce paramètre non dimensionnel autorisant ainsi la comparaison entre des avions de n’importe quelle catégorie car il « exprime la qualité aérodynamique d’un avion », en notant que la traînée de frottement d’un aéronef est « directement proportionnelle a la surface de frottement », et donc à sa surface mouillée totale (SMT). L’étalon de base est alors le frottement d’une simple plaque plane placée dans le lit du vent relatif.

Pour ce faire, Marc Béranger a déterminé la polaire du Sonex lors de descentes, moteur mis « en transparence » (l’hélice ne produit ni traction ni traînée) grâce à un montage comprenant une diode connectée à un contact sur le vilebrequin. Les vols planés ainsi réalisés ont permis des points de mesure, le taux de chute à différentes vitesses stabilisées pouvant être converti en puissance consommée. Les mesures ont également porté sur la vitesse pleins gaz, le rendement de l’hélice Sensenich utilisée et la puissance délivrée par le moteur, le taux de montée, etc.

La présentation détaillée de la méthode employée, déjà utilisée par la Cafe Foundation par le passé, ainsi que les résultats obtenus avec le Sonex motorisé Jabiru 2.2, constitueront le contenu de la conférence de Marc Béranger lors du colloque de Cachan sur l’aviation légère, les 10 et 11 juin prochains.   ♦♦♦