Un composant aérodynamique ou une combinaison de composants (volets, becs, fentes, dispositifs d'extrados d'emplanture) conçus pour augmenter le coefficient de portance maximal d'une aile à basse vitesse, permettant des vitesses de décollage et d'atterrissage plus faibles ou des pentes de montée/approche plus raides.

Principe

Les dispositifs à haute portance agissent en augmentant la cambre, la surface projetée ou en retardant la séparation d'écoulement à des angles d'attaque élevés ; ils modifient la distribution de pression et les caractéristiques de la couche limite pour accroître la portance sans augmenter fortement la vitesse.

Démonstration

Un avion de transport utilise en approche des volets Fowler multi-crans et des becs d'attaque : les volets augmentent la cambre et la surface projetée tandis que les becs créent un canal d'air énergisé retardant la séparation, ce qui permet une vitesse d'approche plus faible et une descente plus raide.

Mauvaise application

Employer des dispositifs à haute portance au-delà de leurs vitesses de déploiement prévues ou avec un séquencement inapproprié des volets/becs peut provoquer du buffet, des moments de tangage excessifs ou une séparation prématurée de la couche limite ; par exemple, étendre les volets à grande vitesse peut endommager les actionneurs et engendrer des problèmes de contrôle.

Conséquence

L'utilisation correcte des dispositifs à haute portance réduit la longueur de piste nécessaire au décollage et à l'atterrissage, améliore la maniabilité à basse vitesse et la stabilité en approche, et permet la certification de l'avion pour vitesses de décrochage et d'approche spécifiées.

Inversion

Rétracter ou remettre en position de croisière les dispositifs à haute portance ramène l'aile à sa configuration propre (clean), diminuant le coefficient de portance maximal, augmentant la vitesse de décrochage et améliorant la traînée en croisière ; les concepteurs équilibrent cette capacité avec le poids, la complexité et l'efficacité en croisière.

Limite

Le terme s'applique aux éléments mécaniques ou fixes destinés à augmenter la portance à basse vitesse sur des avions à voilure fixe ; il exclut les concepts à géométrie variable principalement destinés à modifier la traînée en vol supersonique, les systèmes de soufflage sans surface aérodynamique primaire et les dispositifs de sustentation basés uniquement sur la propulsion en VTOL.

Tension sémantique

Le concept de dispositif à haute portance chevauche des techniques d'augmentation de portance comme les volets soufflés, les générateurs de vortex ou les ailes à cambre variable ; il est crucial de distinguer les dispositifs mécaniques passifs des systèmes actifs de contrôle d'écoulement pour les choix de conception et la maintenance.

Synthèse

Un dispositif à haute portance est tout mécanisme monté sur l'aile qui accroît la portance à basse vitesse en modifiant la cambre, la surface ou le comportement d'écoulement ; correctement intégré, il permet des décollages et atterrissages plus sûrs au prix de compromis en masse, complexité et performance en croisière.