La traînée induite est un concept facile à comprendre mais il doit être expliqué simplement.
D’abord, vous devez comprendre la différence entre un profil aérodynamique et une aile. Un profil aérodynamique est une tranche bidimensionnelle idéalisée d’une aile, et il est analysé avec un écoulement bidimensionnel. Pour un profil d’aile, la portance est vers le haut et la traînée est dans la direction opposée à la direction du déplacement, et tout va bien dans le monde.
Les vrais avions ont des ailes qui sont tridimensionnelles et ont une envergure finie (la longueur de bout en bout d’une aile). Pour qu’un avion vole, la pression sous l’aile doit être supérieure à la pression au-dessus de l’aile, et le résultat net est la portance. L’aile se comporte comme un profil d’aile jusqu’à ce que vous vous approchiez de son extrémité, où il y a un écoulement tridimensionnel. Plus simplement dit, la différence de pression fait que l’écoulement passe de sous l’aile à au-dessus de l’aile à l’extrémité de l’aile.
Ce « déversement » entraîne la formation de tourbillons à l’extrémité de chaque aile, et le sens de rotation est tel que l’écoulement derrière l’aile est entraîné vers le bas par les deux tourbillons, chacun se formant à une extrémité de l’aile. Le résultat net est que la force de portance n’est plus dirigée vers le haut. Elle est légèrement inclinée vers l’arrière, ce qui signifie qu’une partie de la portance devient une traînée (une partie de la portance est maintenant tirée vers l’arrière dans l’avion). C’est la traînée induite, ou traînée due à la portance et cela se produit toujours pour les ailes tridimensionnelles.
Il existe de nombreuses façons de minimiser la traînée due à la portance. Si vous rendez l’avion plus léger et que moins de portance est nécessaire, la traînée induite sera plus faible. Plus l’envergure d’une aile est grande, plus la traînée induite est faible. C’est pourquoi un avion à voile a une grande envergure. Enfin, vous pouvez façonner l’aile pour réduire la traînée induite, comme sur le récent 787.