Une winglet est une ailette sensiblement verticale située au bout des ailes d'un avion et qui permet un gain d'efficacité de quelques pour cent en réduisant la traînée induite par la portance sans augmenter l'envergure de l'aile.
La traînée induite, est une force de résistance à l'avancement induite par la portance et qui dépend de certaines caractéristiques de l'aile, notamment de son allongement et de la distribution de la portance en envergure.
Un avion en vol crée des tourbillons d’air aux extrémités de ses ailes. Ces tourbillons (ou vortex) produisent une résistance à l’avancement, ce qui augmente la consommation de carburant. Ils sont aussi source de turbulences pour les avions qui suivent l’appareil. C’est pourquoi, sur une même piste d’envol, les décollages doivent être suffisamment espacés pour que les tourbillons aient le temps de se dissiper.
Un avion en vol crée des tourbillons d’air aux extrémités de ses ailes. Ces tourbillons (ou vortex) produisent une résistance à l’avancement, ce qui augmente la consommation de carburant. Ils sont aussi source de turbulences pour les avions qui suivent l’appareil. C’est pourquoi, sur une même piste d’envol, les décollages doivent être suffisamment espacés pour que les tourbillons aient le temps de se dissiper.
Nous nous intéressons aux oiseaux planeurs tels que les aigles, les cigognes les buses. En effet, lorsqu’ils planent, les plumes aux extrémités de leurs ailes se recourbent vers le haut presque à la verticale. Cela permet d’avoir le bon équilibre entre portance maximale et envergure minimale. De plus, cette aile recourbée accroît l'efficacité du vol.
Des ingénieurs en aéronautique ont mis au point un moyen de réduire ces problèmes : les ailerons de bouts d’ailes ou « winglets ». Cette invention s’inspire de l’extrémité des ailes des oiseaux planeurs, comme les buses,les aigles ou les cigognes.
Quand ces grands oiseaux sont en vol, les plumes aux extrémités de leurs ailes se recourbent vers le haut presque à la verticale. Les bords d’attaques des ailes sont arrondis et les bords de fuite sont effilés. L’oiseau peut ainsi fendre l’air sans provoquer de tourbillons, grâce à cette forme aérodynamique. La forme incurvée de son aile assure à l’oiseau la portance : l’air s’écoule plus vite sur la face supérieure (extrados) que sur la face inférieure et concave (intrados).
Les plumes de la queue, nommées rectrices, sont particulièrement mobiles. Ce sont elles qui assurent la stabilité de l’oiseau pendant le vol et participent, avec les ailes, au changement de direction. Elles permettent également de freiner au moment de l’atterrissage. Les plumes des ailes sont responsables du vol qui dépend de deux fonctions principales : la poussée et la portance. Les régimes primaires assurent la poussée et les régimes secondaires, la portance.
Cette forme d’aile accroît aussi l’efficacité du vol. Des ingénieurs ont conçu des ailes d’avion imitant cette configuration. Grâce à des essais novateurs en soufflerie, ils ont découvert que, si les ailes étaient courbées à leur extrémité de façon bien précise et alignées sur le flux d’air, les performances de l’appareil étaient améliorées — de 10 % ou plus actuellement. Comment l’expliquer ? Ces ailerons réduisent la résistance à l’avancement en diminuant la taille des tourbillons. De plus, ils créent une sorte de poussée qui, selon l’Encyclopédie de l’aviation (angl.), « contrebalance une partie de la résistance à l’air de l’appareil en mouvement ».
Les ailerons de bouts d’ailes permettent donc aux avions de parcourir de plus longues distances, de transporter plus de poids, d’avoir des ailes plus courtes (ce qui facilite le stationnement) et de consommer moins de carburant. Un communiqué de presse de la NASA rapporte par exemple qu’en 2010, les compagnies aériennes « ont économisé 7 600 millions de litres de kérosène dans le monde ce qui a favorisé une nette diminution des émissions polluantes liées au trafic aérien.
Cette particularité des ailes des oiseaux planeurs provient effectivement d’un principe naturel, le principe de la sélection naturelle. Si les oiseaux planeurs sont si fréquents c’est parce que leurs caractéristiques leur ont permis de survivre dans leur milieu naturel, ou écosystème. Afin que cette sélection intervienne, il faut un principe d’hérédité. Ce principe se traduit par la transmission de caractéristiques. Une nouvelle génération d'oiseaux, dont la mutation du gene des ailes a apporté cette particularité, a donc transmis cette spécificité aux generations suivantes.
Principe de variation:
Principe de variation:
Principe de sélection:
Principe d'hérédité:
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