Les appendices possibles sur une voiture

Appendices : objet amovible du véhicule

Les appendices à l’arrière du véhicule

En cas de risque de forte portance certains véhicules peuvent avoir des ailerons arrières et même, avant (voiture de formule 1) ; ce qui a pour conséquence de réduire fortement la portance.

         

http://fr.wikipedia.org/wiki/Bugatti_Veyron_16.4                  http://www.femin-f1.com/article-3532718.html
 

    L'aileron arrière possède une structure inversée à une aile d’avion. Tout comme elle, il possède un « bord d’attaque » (qui correspond à l’avant de l’aileron), un « bord de fuite » (qui correspond à l’arrière de l’aileron), un « intrados » (qui est le bord intérieur de l’aileron), un « extrados » (qui est le bord extérieur de l’aileron) et parfois deux profils verticaux qui ont pour but de diriger l’air vers l’aileron. En effet une aile d’avion est pensée de la façon suivante : par sa forme bombée, l’air épouse la courbe de la pièce (effet Coanda). Mais elle n’est pas bombée de n’importe qu’elle manière. L’extrados est plus long que l’intrados, l’air a donc plus de chemin à parcourir en passant sur la partie supérieur de l’aile que sur la partie inférieur. L’air ira donc plus vite sur l’extrados que sur l’intrados. C’est là qu’entre en jeu le principe de Bernoulli (mathématicien et physicien suisse du XVIIIeme siècle). Ce principe, fondé sur de nombreuses recherches et expériences, dit que lorsque la vitesse augmente alors la pression diminue. Se crée ainsi une surpression à l’intrados et une dépression à l’extrados (l’aile est donc à la fois aspirée par la dépression et repoussée par la surpression) ce qui a pour effet de maintenir l’avion en l’air. Pour ce qui est de l’aileron, il suffit de retourner cette pièce. La dépression étant située sous l’aileron, cela aura pour but de garder la voiture au sol mais également de réduire l’instabilité qui est générée de façon naturelle par le véhicule ainsi que de mettre plus de poids sur les pneumatiques améliorant ainsi l’adhérence dans les courbes et au freinage du véhicule. Cependant l'aileron génère d’importantes turbulences et augmente le Cx du véhicule.
En formule 1, on règle l’aileron selon le circuit, car l’aileron est surtout utile pour les virages, donc, dans un circuit rapide l’aileron sera peu braqué (l’aileron couvre une petite surface) et le contraire pour un circuit lent.                                                                        


Beaucoup braqué             Peu braqué      

http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/genie-mecanique/divers/defis_techniques/Roanne/export/visu32.html
 

    Il existe aussi l'aileron arrière mobile, surtout utiliser en formule 1, qui permet de réduire les effets de turbulence lors des dépassements. Il existe deux positions : dans la position initiale, les deux parties sont séparées par une fente de 15mm et en position relevé, la partie supérieure est incliné et une fente de 50mm sépare les deux parties. C'est le pilote qui activera cet aileron avec un bouton au volant selon la procédure suivante: L'augmentation de la taille de la fente entre les 2 parties de l'aileron (entre 10 et 50mm) provoque une diminution de la traînée et augmente la vitesse maximale entre 5 et 15 km/h selon la longueur de la ligne droite. L'aileron pivote à l'aide d'un mécanisme électrique ou hydraulique. L'aileron reprend sa position initiale lorsque le pilote appuie sur les freins

    Les ailerons sont les appendices les plus connus pour augmenter l’adhérence cependant il existe de nombreux appendices, notamment en formule 1, où l’on essaye de d’augmenter l’adhérence au maximum :

Les winglets sont de petits appendices qui précèdent les roues arrières. Leur rôle principal est de refroidir les pneus arrière mais aussi de faire couler le flux aérodynamique par-dessus les pneus afin d’offrir une résistance de l’air la plus petite possible.
Ou encore les ailettes qui se situent sur le museau, elles augmentent l’appui à l’avant du véhicule.                                                                                                                                    

http://www.laberezina.com/technique/aerodynamique-2.htm
 

Les appendices à l’avant du véhicule

    L'aileron avant est installé devant le pare choc, il a pour but d’augmenter l’appui à la route en utilisant l’effet de sol : plus l’aileron sera proche de la route, plus il sera efficace car la pression de l’air sera plus élevée donc l’air aura une plus grande vitesse et donc l’appui sera plus élevé selon Bernoulli.
Chaque aileron avant est composé d'un grand profil suspendu au museau. De chaque côté du museau on retrouve un autre profil réglable. Ce profil secondaire en plus de générer de l’appui aérodynamique va servir à diriger le flux d’air. De chaque côté du grand profil on a des petits profils verticaux, comme sur les ailerons arrières. Chaque extrémité de l'aileron permet le passage du flux d'air au-dessus et en dessous de l'aileron.

Le museau est la partie d’une formule 1 qui attache l’aileron avant au reste du véhicule, il est désormais systématiquement séparé de l’aileron avant. On évite ainsi une perte d’appui au milieu de l’aileron. Cela a pour conséquence de fabriquer un appui aérodynamique fort et d’améliorer le fonctionnement du diffuseur à l’arrière de la voiture et de réduire la traînée produite par l’avant de la monoplace. Cependant le centre de gravité est ainsi remonté ce qui est nocif à l’aspect aérodynamique de la voiture.

http://www.projets-peip-2012.u-psud.fr/formule1/aero/aeroavant0.php
 

Les petits ailerons centraux se situent au centre de la voiture au-dessus de la place du conducteur et leur nombre varient de 1 à 3 (il peut y avoir deux ailerons latéraux). Leur rôle est d’apporter un peu plus d’appui. L’aileron central est toujours présent et il est situé au-dessus de la prise d’air du moteur, ce qui fait entrer l’air à grande vitesse dans un tunnel afin de refroidir le moteur. Les ailerons latéraux sont désormais interdits, on les plaçait donc dans les circuits lents (qui nécessitait plus d’appui).

http://www.leblogauto.com/2014/01/f1-2014-la-lotus-e22-pour-allumer-un-contre-feu.html
 

Il existe aussi le déflecteur qui se situe généralement de chaque côté de la voiture, juste devant les radiateurs. Leur but est de diriger l’air vers l’extérieur de la voiture et vers les radiateurs. Ils réduisent cependant le volume d’air vers les radiateurs mais améliorant l’aérodynamisme et ainsi augmentent la vitesse, cependant cela pose des problèmes de refroidissement du moteur. Il faut donc faire un compromis entre les deux. Il existe parfois, les barge boards qui sont de petits déflecteurs situés sur le bas des déflecteurs principaux. Ils servent à rediriger un peu l’air vers l’extérieur pour mettre un peu moins de pression sur le bas du déflecteur principal.

http://www.laberezina.com/technique/aerodynamique-2.htm
 

Les appendices sous le véhicule

    Le diffuseur est un appendice très important pour l’aérodynamisme de la voiture. Il est situé à l’arrière de la voiture, par-delà l’axe des roues. Il consiste en plusieurs tunnels et séparations qui contrôlent le flux d’air venant du dessous du véhicule afin de maximiser l’adhérence à la route. Le diffuseur tout comme l’aileron repose sur le principe de Bernoulli.

http://www.forum-auto.com/les-clubs/renault-clio/sujet386923-105.htm
 

Le dessous de la voiture, appelé "fond plat" est aussi très travaillé pour permettre à l'air de sortir plus vite qu'il n'y est entré, ce qui créé une dépression sous la voiture, lui permettant alors de coller à la piste : c’est l’effet de sol.

http://www.nextgen-forum.com/t3259-les-images-insolites-de-la-f1
 
Sur cette photographie, on voit que sous les voiture de formule 1 se trouve une planche en carbone pour surélever la voiture et limiter la tenue de route, car les ingénieurs avaient inventé un fond avec une très bonne tenue de route, mais qui pouvaient devenir dangereuse.
 
Toutes ces inventions et améliorations bénéficient aux voitures sportives notamment les Formule 1, cependant, elles ne profitent pas aux autres types de véhicules à cause d'attentes diverses (nombre de places, sécurité...)