Ducati est souvent le constructeur pointé du doigt quand il s’agit d’innovations. Mais ce ne sont pas les seuls à étudier de nouvelles pièces concernant l’aérodynamique. Revenons aux tests de Sepang de 2019, où l’on a aperçu sur les Yamaha des ailerons bi-plans. En regardant d’un côté, vous voyez un premier aileron à l’avant et un second, relativement similaire, placé derrière et légèrement au-dessus, avec à un angle d’attaque plus élevé, séparé de l’aileron principal par un espace visible – le « split ».
Il suffit de retourner ce système pour produire de la portance au lieu de l’appui, ce que vous voyez ressemble aux systèmes de volets qui permettent aux avions de développer une portance élevée à basse vitesse, ce qui leur permet de décoller et d’atterrir. Sans cette portance supplémentaire, ils devraient atteindre une vitesse beaucoup plus élevée pour pouvoir décoller, ce qui nécessiterait des pistes plus longues et imposerait des vitesses d’atterrissage dangereusement élevées.
Mais sur les Yamaha, on peut se poser la question de l’utilité d’un aileron doublé. Pourquoi ne pas joindre les deux profils en gardant la même courbure globale ? Cela ne fonctionnerait-il pas mieux que d’avoir un espace de fuite entre deux ailerons ?
Comparaison aéronautique
Pour tirer le meilleur parti du flux d’air à basse vitesse, comme lorsqu’un avion décolle ou atterrit, il est essentiel de faire tourner le flux sous un angle aussi grand que possible. L’ascension, après tout, n’est que la réaction au changement de direction du mouvement d’une masse d’air qui s’écoule. Dans le cas d’une aile, détournez le flux d’air vers le bas et vous obtenez une force de réaction vers le haut. Mais il y a des limites à ce qu’une simple aile peut faire pour modifier un flux d’air, c’est pourquoi les avions de ligne modernes reçoivent jusqu’à trois sous-ailes étroites transportées dans l’aile principale pendant le vol de croisière et qui sont étendues vers l’arrière et le bas pour augmenter la surface de l’aile et la courbure pendant le décollage et l’atterrissage. L’aile principale commence le processus de rotation du flux vers le bas et chaque élément de volet de fuite successif, réglé à des angles de plus en plus grands, fait tourner le flux d’avantage, obtenant ainsi une portance maximale de celui-ci.
Si nous continuons à augmenter l’angle d’attaque d’une simple aile, le flux se séparera de la surface basse pression (sur les avions, c’est la surface supérieure, mais sur ces ailerons d’appui, qui sont au final des ailes inversées, c’est la surface inférieure). Une fois que le flux se sépare, la portance diminue, il est donc préférable de détourner le flux de manière classique avec l’aile avant, puis de recommencer le processus avec une sous-aile derrière, et ainsi de suite. Pendant l’approche à l’atterrissage, le système de volets est dévié jusque 45 degrés!
Valentino Rossi et son son coéquipier Maverick Viñales testent régulièrement différents packages aérodynamiques
La séparation des flux se produit en raison de l’apparition d’un flux inversé dans la couche limite. La couche limite est la fine couche d’air se déplaçant lentement qui est la plus proche du véhicule. Il devient lent parce que ses molécules font une myriade de collisions avec la surface en mouvement, perdant une grande partie de leur vitesse d’origine en flux libre. Plus le flux se déplace sur une surface, plus la couche limite est épaisse.
Tout comme les compagnies aériennes fournissent des directives pour les bagages à main, ce modèle représente une méthode simple afin de confirmer que les carénages en MotoGP respectent les limites de dimension.
Sur le nouveau carénage de Yamaha, l’aileron avant oriente le flux vers le haut autant qu’elle le peut, puis sa couche limite croissante est déversée dans l’espace entre les ailerons. L’air de plus haute énergie de l’avant se précipite à travers l’espace sur le deuxième aileron, aidant à retarder la formation d’une couche limite épaisse à cet endroit car il incline encore plus vers le haut le flux.
La séparation de l’écoulement se produit parce que, comme la couche limite s’écoule naturellement vers des zones de basse pression, elle peut devenir suffisamment épaisse pour développer une instabilité qui libère l’écoulement (c’est de l’air qui entre dans une « oscillation de vitesse »).
Dans le passé, les équipes MotoGP ont utilisé jusqu’à trois ailerons empilés en cascade, l’un au-dessus de l’autre plutôt que l’un derrière l’autre comme dans le carénage de Yamaha détaillé ici.
