Je n'ai aucune idée du profil d'aile que je devrais utiliser, ni de la bonne valeur de calage de mon aile.
Choisir un profil à partir d'analyses de courbes polaires (Cz/Cx) n'est pas un exercice facile. Si vous voulez conduire ce genre d'analyse, les bases de données et textes de M. Selig et M. Hepperle représentent une très bonne source d'informations et d'inspiration. Dans cette recherche, vous pourez utiliser le Re indiqué par SPP pour ressérer votre choix de profils.
Malgré cela, si vous ne voulez pas perdre de temps à choisir savamment votre profil, reprenez simplement un profil souvent utilisé dans le commerce ou en compétition, sur des modèles ayant approximativement la même taille et le même style de vol que le votre.
S'inspirer de modèles existants similaires est aussi une bonne stratégie concernant les angles de calage de l'aile et du stab (on parle ici de l'angle que fait la ligne joignant bord d'attaque et bord de fuite du profil avec l'axe du fuselage). Ces angles peuvent être calculés à partir de formules théoriques, mais le sillage de l'aile et la position verticale du stab ont des effets supplémentaires qui rendent souvent ces calculs peu précis, et donc relativement inutiles. Si vous n'arrivez à trouver aucune source d'inspiration, en général on trouve pour des profils usuels de 0 à 3 deg. de calage positif sur une aile d'avion, et 1 à 4 deg. sur un planeur, lorsque le stab est lui même câlé à 0 deg. A l'interieur de ces fourchettes de valeurs, choisissez une valeur selon le principe que plus le modèle est censé être rapide, moins le calage d'aile doit être important (une exception à cette règle : les modèles de pure voltige, même lents, ont souvent des calages à 0 deg. pour améliorer le vol dos).
Une remarque importante : l'angle effectif dans cette affaire de calage est la différence de calage entre aile et stab (parfois appelée "vé longitudinal"). Par exemple, une aile calée à +3 deg. avec un stab à 0 deg. donnera le même résultat qu'une aile à +5 deg. avec un stab à +2 deg. La seule différence entre ces deux réglages sera l'attitude en vol du fuselage, qui apparaitra plus "queue basse" dans le premier cas (pour cette raison j'ai personnellement tendance à choisir la seconde solution, incluant un léger calage positif de stab).
Dans tous les cas, ne vous inquiétez pas exagérément des valeurs de calage d'aile : vous pourrez toujours trimer la profondeur en vol.
Enfin, si votre avion a tendance à cabrer fortement gazs à fond, n'attribuez pas forcément cela à un trop fort calage d'aile ; commencez peut-être par augmenter l'angle piqueur de votre moteur.
Comment tester le CG en vol ?
Comme expliqué dans le précédent paragraphe, l'attitude queue haute ou queue basse du fuselage en vol horizontal ne dépend pas directement de la position du CG. Alors comment tester le CG de votre modèle ? La réponse est assez facile si l'on se souvient que la position du CG a surtout un impact sur la stabilité. Si le CG est suffisamment en avant du foyer du modèle, le modèle compensera automatiquement les perturbations en tangage de la trajectoire. A l'inverse, si le CG est trop proche du foyer (limite de centrage arrière), le modèle devient moins stable, autrement dit les perturbations de trajectoire ne sont pas rattrapées.
Ainsi, tester le CG est assez facile : trimez votre modèle pour un vol en ligne droite (pente de vol constante pour un planeur, vol en palier à mi-gaz pour un avion), laissez le voler ainsi sur une certaine distance, puis donnez un bref ordre à piquer à la profondeur. L'attitude du modèle va changer, simulant une perturbation de trajectoire. Maintenant regardez ce qui se passe : si le modèle revient progressivement au vol en palier de lui même, le centrage est bon. Si le modèle continue à piquer, cela veut dire qu'il ne compense pas la perturbation, et que vous devriez déplacer le CG un peu vers l'avant. A l'opposé, si le modèle revient à l'horizontale très rapidement, vous pouvez reculer le CG un petit peu (mais faites toujours attention à la limite de centrage arrière !).
Pourquoi SPP ne calcule pas la vitesse Max de mon avion ?
Une faŤon de calculer la vitesse max est de connaître la traction produite par l'hélice et de la comparer à la trainée de l'avion. Malheureusement, calculer précisément la force de traction à différentes vitesses de vol n'est pas facile, et nécessiterait que vous entriez de plusieurs paramètres supplémentaires sur le moteur et l'hélice que vous comptez utiliser. Comme nous ne voulons pas compliquer l'interface utilisateur SPP éxagérément, nous avons choisi de ne pas faire ce calcul de traction. Mais nous étudions la possibilité de donner tout de même une approximation de la vitesse max en utilisant simplement la puissance électrique d'entrée. D'autre part, nous travaillons aussi sur une autre page web dédiée au calcul de traction ...
Puis-je concevoir une aile volante avec SPP ?
Pour concevoir une aile volante (c. à d. un avion ou un planeur sans stab), il vous suffit d'entrer "0" dans toutes les cases concernant les dimensions du stab (cordes, envergure et flèche). Vous verrez alors dans les sorties que le volume de stab n'est pas calculé (normal : c'est une aile volante !), mais que la limite de centrage arrière et la marge statique sont elles bien calculées. Comme les ailes volantes ont besoin d'un centrage plus avant que les modèles conventionels, vous devrez ensuite régler l'entrée CG sur 15 à 22% de la CAM (plutôt que 33% par défaut) pour obtenir une marge statique positive (3 à 10% de marge statique sont des valeurs usuelles chez les ailes volantes). Comme vous le voyez, SPP est très utile pour calculer le bon CG donnant la stabilité longitudinale à une aile volante.
Attention, ce n'est cependant pas une garantie suffisante pour dire que l'aile volera correctement. En effet, il faudra aussi choisir un profil particulier destiné aux ailes volantes, et dessiner un contour d'aile adéquat. Comme règles de base, les ailes droites (sans flèche) ont besoin d'un profil vraiment autostable (présentant un bord de fuite relevé qui leur donne un Cm0 positif), ainsi que d'un allongement faible (inférieur à 8 en général). De leur côté, les ailes en flêches marchent le mieux avec des profils légèrement autostables (Cm0 proche de 0), mais ont besoin d'une forte flèche (10 à 30 deg.) et d'un vrillage (le calage en bout d'aile est inférieur à celui à l'emplanture, de 2 à 8 deg. en général). Les ailes en flèche peuvent avoir de plus grands allongements (généralement jusqu'à 15), à condition de ne pas trop affaiblir le Re (voir ci-dessous).
Pour tous les types d'ailes volantes, souvenez-vous que les profils autostables développent moins de portance que les profils classiques. Ainsi pour les ailes volantes planeurs, les meilleurs résultats sont souvent obtenus avec des charges alaires plus faibles que les modèles conventionnels (sinon l'aile vole vite et peut difficilement être ralentie). De plus, les profils autostables détestent particulièrement les faibles cordes. Garder le Re supérieur à 100000 est une bonne idée sur ces modèles.
Comme SPP ne tient pas compte des profils autostables pour les calculs de performances en vol, ni des effets du vrillage et de la flèche sur la portance et la trainée, les sorties actuelles concernant la finesse max et la vitesse de vol sont biaisées pour les ailes volantes. Malgré cela, les calculs de CG, de marge statique, de charge alaire et de puissance, ainsi que le schéma tracé par SPP restent des outils utiles pour concevoir votre prochaine aile volante. Pour choisir le bon profil ou calculer les valeurs optimales de flèche, de vrillage et d'allongement, vous pouvez vous référer à des sites connus sur les ailes volantes comme ceux de M. Hepperle, B2Streamlines, NurflugelTeam ou AeroDesign.
Enfin, si votre aile volante comporte un fuselage, vous pouvez utiliser l'entrée bras de levier pour tracer un contour de fuselage sur le schéma.
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| une aile droite de 140 cm | une aile en flèche de 340 cm |