Une charge aérodynamique transitoire imposée à'un aéronef ou à'une structure par une rafale atmosphérique discrète ou continue (variation de vitesse ou de direction du vent) qui provoque un changement rapide d'angle d'attaque et des forces aérodynamiques associées, utilisée typiquement dans les calculs de charge et les enveloppes de certification.

Principe

Les charges de rafale résultent du vent relatif instantané ou variant dans le temps perçu par l'appareil ; la réponse structurelle dépend de la forme de la rafale (par ex. rafale discrète en 1-cos), de l'amplitude, de la vitesse de rencontre, de la taille de l'appareil et de sa réponse dynamique, qui déterminent ensemble les facteurs de charge et excursions de contrainte maximales.

Démonstration

Les calculs de certification appliquent un profil de rafale discrète standard en 1-cos à la vitesse certifiée au modèle d'aile et calculent l'incrément résultant du moment de flexion et du facteur de charge fuselage ; les essais en vol avec capteurs enregistrant les rafales valident le modèle analytique.

Mauvaise application

Appliquer une approche aérodynamique en régime permanent ou un simple incrément statique de rafale sans tenir compte de la réponse dynamique et du filtrage modal de l'appareil, conduisant à des estimations surévaluées ou sous-évaluées des charges maximales et à des décisions de conception structurelle inappropriées.

Conséquence

Une analyse correcte des charges de rafale fournit les cas de charge de conception, les facteurs de charge et les marges structurelles requis pour la certification et les limites opérationnelles, et informe la conception des lois de commande et des systèmes d'atténuation des rafales pour réduire la fatigue structurelle et les pics de contrainte.

Inversion

Traiter les effets de rafale comme équivalents à la turbulence continue ou à des manœuvres pilotées ignore leur contenu spectral distinct et leur caractère transitoire ; le concept inverse serait de considérer les rafales uniquement comme un problème de confort plutôt que comme des charges structurelles.

Limite

Inclut les modèles de rafales discrètes et continues pour la turbulence atmosphérique pertinents aux avions et aux hélicoptères ; exclut les actions délibérées de commande ou les charges de manœuvre non causées par des rafales atmosphériques sauf lorsque ces manœuvres résultent directement de rencontres de rafales dans le cas de charge défini.

Tension sémantique

Une tension existe entre les charges de rafale conservatrices basées sur des enveloppes utilisées pour la certification et les analyses aérodynamiques/aéroélastiques raffinées qui peuvent réduire les marges mais requièrent des modèles validés ; les régulateurs et concepteurs équilibrent marges de sécurité, masse et performances.

Synthèse

Une charge de rafale est la sollicitation structurelle transitoire induite par des perturbations de vitesse ou de direction du vent atmosphérique ; la prévoir nécessite d'associer des descriptions normalisées de rafales à la dynamique de l'appareil pour déterminer les charges maximales, les marges et les stratégies d'atténuation.