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Concept
Tourbillon marginal
Résumé
thumb|150px|right|Traces de condensation dues au tourbillon marginal aux extrémités des ailes d'un F-15E après un ravitaillement en vol
Le tourbillon marginal (en anglais wingtip vortex ou au pluriel wingtip vortices) est le tourbillon qui se crée à l'extrémité d'une aile ou d'une pale d'un avion produisant de la portance. Il est aussi appelé Tourbillon de Prandtl.
Le tourbillon marginal s'explique par le mouvement de l'air passant de la zone de surpression (intrados) vers la zone de dépression (extrados), et par la déflexion de l'écoulement vers le bas qui en résulte. Par rapport à l'air situé à l'extérieur de l'aile, non défléchi, cette composante de vitesse vers le bas se traduit par un enroulement tourbillonnaire à l’extrémité de l'aile, d'où son appellation de tourbillon marginal.
Le tourbillon marginal est un élément important de ce que l'on nomme la turbulence de sillage qui est un phénomène dangereux si un avion entre dans la turbulence laissée par un avion qui le précédait. Cela a conduit la FAA à définir des distances minimales entre avions en fonction de leurs poids respectifs au décollage, à l'atterrissage et en vol. La loi de Biot et Savart permet de mesurer la vitesse induite par un tourbillon marginal selon une intensité donnée.
Un tourbillon peut également apparaitre sur des parties formant des angles avec le plan des ailes, telles que par exemple les volets quand ils sont abaissés. Une image du tourbillon marginal est parfois visible avec de la condensation de vapeur d'eau qui se forme dans des conditions de basse pression. C'est surtout le cas des avions de chasse en forte accélération ou avec un angle d'incidence élevé. Ou encore des avions de ligne au décollage ou à l'atterrissage dans un air humide. Il ne faut pas confondre cette condensation avec les trainées de condensation qui sont provoquées par la vapeur d'eau échappée des moteurs.
Le tourbillon marginal est moins fort sur les avions avec des ailes de grand allongement) tels que les planeurs.
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