Investigation of a Plasma Gurney Flap for Lift Enhancement

Des essais en soufflerie à des nombres de Reynolds (Re) entre 1,0 x 105 et 1,8 x 105 ont été faits avec une pale NACA 4424 sur laquelle étaient installés des volets Gurney de 2 % et 4 %. Quatre positions (à 85 %, 90 %, 95 % et 100 % de la corde) étaient testées afin de déterminer l'effet de l'emplacement du volet sur l'augmentation de la portance; une position plus près du bord d'attaque permettant d'entreposer des volets qui seraient déployables. L'effet de leur hauteur a aussi été analysé et, conformément à la théorie, un plus grand volet induit une plus grande augmentation de portance. Cela a été observé pour toutes les positions étudiées, tout comme une extension de la plage d'opération en comparaison à l'aile sans volet. Aussi, pour un angle d'attaque constant et pour une hauteur de volet donnée, tous les emplacements en amont du bord de fuite ont présenté des accroissements de portance plus importants qu'à 100 % de la corde. Pour un volet de 2 % de hauteur, la localisation optimale pour obtenir la plus grande augmentation de portance (ΔCL) est 85 % de la corde, alors que pour le contrôle du décrochage et la plage d'opération, il s'agit plutôt de 95 % de la corde. Un volet Gurney utilisant des actionneurs plasma a été conçu et testé à des Re variant de 1,2 x 105 à 1,8 x 105. Le « volet Gurney plasma » vise à éliminer la structure du volet Gurney conventionnel. Lors des essais, il était installé sur une pale NACA 4424 de 260 mm de corde et de 400 mm d'envergure. Les deux actionneurs plasma le composant étaient installés sur l'extrados et l'intrados du bord de fuite. Ils étaient activés de façon indépendante et les tests ont révélé que pris individuellement, ils contribuent de façon approximativement égale à l'augmentation de portance. Cette dernière est donc deux fois supérieure à celle qui serait obtenue avec une configuration à un seul actionneur. Alors que ΔCL avec un volet Gurney standard est surtout causé par le retardement de l'écoulement sous l'intrados, celui-ci est plutôt dû à l'accélération de l'air au-dessus de l'extrados dans le cas du « volet Gurney plasma ». Cela contribue à étendre encore plus la plage d'opération pour de basses vitesses d'écoulement. Tandis qu'une pale sans volet ou avec un volet de 1 % de hauteur décrochait à une vitesse de 4,6 m/s, le volet Gurney de 2 % de haut et le « volet Gurney plasma » demeuraient dans les limites d'opération stable. Tout dépendant de la vitesse de l'air et de la puissance appliquée aux actionneurs, ΔCL variait entre 0,02 et 0,18 pour le « volet Gurney plasma ». Puisque cette configuration présente deux actionneurs qui contribuent de façon égale à ΔCL, elle est environ deux fois meilleure que tout autre système à un seul actionneur plasma.