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 Distribution de portance et distribution de corde

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NicolasM
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Lun 18 Oct 2010 - 9:46

Merci pour vos réponses.

Donc pour résumé les étapes concretes afin d'otpimiser la distribution de portance c'est :

(1)-Dessiné l'aile, ici j'ai une géométrie avec une surface choisie, un Coef d'Oswald de 0.99 et un l'articulation des falp à 30% bien alignée. J'aimerai ne pas trop toucher à la géométrie même mais plutôt adapter le profil à l'aile.
(2)-Du coup faire le modèle complet sous XFLR5 ou une première approche sous predim RC afin de déterminer le CZ correspondant au point de finesse max et en déduire l'angle associé.
(3)-Après on essaye de coller au mieux à la répartition elliptique pour cette angle en modifiant le profil (profil dont on aura déterminer l'angle de flap adéquat pour miniser la trainée au Cz déterminé en) (2), OK.

Par contre on se mord la queue du coup car en modifiant le(s) profil(s) on va surement modifier la détermination de l'angle faite en (2), non?
J'avoue que je reste un peu perplexe...

merci de vos futurs avis

Nicolas

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Marc PUJOL
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Lun 18 Oct 2010 - 12:12

Cela ne devrait pas trop bouger.

Par contre, travaille en LLT et non en VLM pour l'aile seule pour bien voir les effets du Re critique. La VLM est une méthode linéaire et la LLT d'XFLR5 est une méthode normalement linéaire, mais qui a été délinéarisée.
quand l'aile est finie, passe au modèle complet et là, pas le choix, il faut travailler en VLM.
La conception d'une aile, c'est bien, mais celle du planeur complet est mieux. Car si tu as une mauvaise dérive ou un stab pas top, tu risque de ne pas pouvoir exploiter ton aile au mieux.
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NicolasM
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Lun 18 Oct 2010 - 13:41

Ok merci Marc,
Je suis bien LLT pour l'aile seule et maintenant je vais intégrer les empennages, sur ceux la rien de révolutionnaire, n'ayant pas assez d'expérience et de retour d'essai, je vais me baser sur ceux du Super Gee 2.

Pour le Topset 2 (profil NM04) on était sur un Cz de 0.5 pour avoir la finesse max.
Avec ce project et le NM26 on est à 0.45 de Cz la finesse max pour l'aile seule, la courbe Cz(Alpha) donne pour un Cz de 0.45 un angle de 2.5°.

J'optimise donc l'aile pour cette angle et après je rajoute tous le modèle en VLM.

Par contre j'ai une question bonus, dans predim Rc, il est noté dans "réglages" :
"Cz de l'aile nécéssaire pour que le foyer de celle-ci correspond au GC du modèle".



ICI Predim donne 0.25 de Cz pour l'aile, loin de mes 0.45 voulue. Ce qui veut que si je mets mon aile à Cz de 0.45 avec ce centrage j'aurai à trimer la profondeur c'est cela?


merci de votre aide

Nicolas

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Thierry Platon
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Lun 18 Oct 2010 - 20:56

Mathis Nicolas a écrit:



j'ai une géométrie avec une surface choisie, un Coef d'Oswald de 0.99 et un l'articulation des flap à 30% bien alignée. J'aimerais ne pas trop toucher à la géométrie même mais plutôt adapter le profil à l'aile.

Dans ce cas si tu pars d'une géométrie elliptique que tu ne veux pas modifier, tu n'as même pas besoin de XFLR5.

Il suffit d'adapter les profils sous profili pour avoir des courbes Cz= f(alpha) qui se superposent le mieux possible dans la zone de Cz que tu veux optimiser (en prenant en compte le Re correspondant à la corde de chacun des profils ainsi que le débattement optimum des volets pour ce Cz).
C'est un peu la même démarche que celle décrite par Jean-Claude au début de ce post, sauf qu'au lieu de modifier la géométrie en gardant les profils, là tu garde la géométrie et tu adaptes les profils.

Mathis Nicolas a écrit:


Par contre on se mord la queue du coup car en modifiant le(s) profil(s) on va surement modifier la détermination de l'angle faite en (2), non?
J'avoue que je reste un peu perplexe...



Non, à moins de partir de profils qui n'ont absolument rien à voir entre eux, la variation va être très faible.

Il faut cependant partir avec une estimation correcte du Cz à finesse max et du braquage optimum de volet qui va avec. A mon sens Prédim RC ne permet pas une approche très précise car il n'est pas facile de tenir compte des divers braquage de volet possible. Le fichier ci-après permet de tracer très rapidement une première approchetrès suffisante des courbes finesse= f(Cz) pour divers braquage de volet (et en tenant compte des "vraies" polaires. Enfin des polaires issues de Xfoil qui valent ce qu'elles valent au Re d'un lancé-main !):
http://pierre.rondel.free.fr/images2/volets/reglageVolets.xls


Bonne conception
TP




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Thierry Platon
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Lun 18 Oct 2010 - 21:24

Mathis Nicolas a écrit:
Ok merci Marc,
Je suis bien LLT pour l'aile seule et maintenant je vais intégrer les empennages, sur ceux la rien de révolutionnaire, n'ayant pas assez d'expérience et de retour d'essai, je vais me baser sur ceux du Super Gee 2.

Pour le Topset 2 (profil NM04) on était sur un Cz de 0.5 pour avoir la finesse max.
Avec ce project et le NM26 on est à 0.45 de Cz la finesse max pour l'aile seule, la courbe Cz(Alpha) donne pour un Cz de 0.45 un angle de 2.5°.

J'optimise donc l'aile pour cette angle et après je rajoute tous le modèle en VLM.

Par contre j'ai une question bonus, dans predim Rc, il est noté dans "réglages" :
"Cz de l'aile nécéssaire pour que le foyer de celle-ci correspond au GC du modèle".


ICI Predim donne 0.25 de Cz pour l'aile, loin de mes 0.45 voulue. Ce qui veut que si je mets mon aile à Cz de 0.45 avec ce centrage j'aurai à trimer la profondeur c'est cela?


merci de votre aide

Nicolas


Salut Nicolas

Les valeurs que tu donnes Cz finesse max=0.45 , alpha=2.5° paraissent plutôt correspondre à un planeur en lisse.
Si tu veux optimiser ton planeur pour utiliser au mieux les volets je m'attendrais plutôt à un Cz à finesse max un peu plus élevé (entre 05 et 0.6) avec 3° ou 4° de volet et un angle d'attaque de 1.5°.


0.25 je crois que c'est le Cz pour lequel le Cz stab est nul ( ce qui ne veut pas dire grand chose car contrairement à ce que l'on crois ce n'est pas parce que le Cz de stab est nul que le planeur est plus performant). Pour voler à Cz=0.45 le stab devra être légèrement porteur.
Par contre un calage d'aile de 3.2° c'est vraiment énorme . Imaginons une aile avec un profil dont l'apha0 est classiquement de l'ordre de -1.5° , au lancé le fuseau aura un angle d'incidence de -4.7° . Pas terrible pour la perfo au lancé !

TP

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NicolasM
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Mar 19 Oct 2010 - 9:20


Merci Thierry,

C'est vraiment bizarre, car c'est uniquement avec ce modèle que je galère.
Je me demande si ma feuille predim RC a pas un Bug. ou si mon interpolation est pas à l'Ouest. Je vais en refaire une.

Donc pour être simple et consi:

Je rempli ta feuille, enfin une feuille par profil et détermine donc pour chacun les valeurs de volets pour le Cz ciblé (point de finesse max). Cela donne une première approche.
Après le long de mon aile je détermine pour une vitesse de 25km/h les Re.
Je fais les polaires concernées et modifie le profils pour avoir une courbe de Cz (Alpha) la plus homogène possible.

Travaux pratique ce soir je posterai mes résultats pour illustrer le post.

merci encore

Nicolas
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Thierry Platon
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Mar 19 Oct 2010 - 19:35


Hello Nicolas


Mathis Nicolas a écrit:


C'est vraiment bizarre, car c'est uniquement avec ce modèle que je galère.
Je me demande si ma feuille predim RC a pas un Bug. ou si mon interpolation est pas à l'Ouest. Je vais en refaire une.


Je ne comprends pas de quelle galère tu parles : des problèmes de calage ?



Mathis Nicolas a écrit:


Je remplis ta feuille, enfin une feuille par profil et détermine donc pour chacun les valeurs de volets pour le Cz ciblé (point de finesse max). Cela donne une première approche.
Après le long de mon aile je détermine pour une vitesse de 25km/h les Re.
Je fais les polaires concernées et modifie le profils pour avoir une courbe de Cz (Alpha) la plus homogène possible.

Travaux pratique ce soir je posterai mes résultats pour illustrer le post.


Pas besoin de le faire pour tous les profils. Il suffit dans un premier temps de déterminer grace au fichier le Cz à finesse max du planeur et le braquage de volet en supposant une voilure homogène utilisant le profil correspondant à la corde moyenne aéro.
- connaissant le Cz profil optimum tu en déduis le Cz aile et tu vérifies que la vitesse de vol à finesse max est cohérente du Re que tu as pris pour les polaires. (sinon tu recommence avec ce Re)
- tu en déduis le Re pour chacun des profils envisagés le long de ton aile
- tu adaptes les profils pour que les courbes Cz=f(alpha) avec le braquage de volet défini ci-dessus se superposent le mieux possible dans le zone de Cz que tu veux optimiser et pour que tous les profils aient à un chouia près le même Cz optimum avec ce braquage.

Bon courage (envoies moi un mail si tu as des difficultés)

TP
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Mer 20 Oct 2010 - 8:54

Alors Travaux appliqué effectué.

J'ai pris comme vitesse 25km/h dans la bulle comme spécifié par JC dans ce post.

Ce qui me donne des Re le long de l'aile d'environ, 93000, 87000, 75000, 55000, 35000 et 15000.
Après avoir passé les profils dans la moulinette Excel de Thierry, j'ai trouvé que pour un Cz compris entre 0.5 et 0.6, 2° de flap donne la finesse max.

Ensuite sous XFLR5 je modifie les profils associés (avec 2° de flap) aux Re déterminés tout à l'heure pour avoir la courbe Cz(Alpha) la plus homogène possible.



Et la je crie au miracle j'ai une répartition elliptique de la portance entre -1 et 0.5° et 4° à 8° pour les trois phases de vol.



Ce "trou" entre 1 et 4° de quoi peut il venir? Cependant avec la variation des flaps on arrive a obtenir une portance elliptique sur la plage de 3.8m/s à 18.9m/s

Les perfs pour les 3 phases de vol :



quelques perfo de l'aile seule :

En gratte : taux de de chute mini (volet baissé de 2°) : 0.26 @ 5.5m/s
en transition : Finesse max de 22.5 @ 6.8 m/s
au lancer : on extrapole un Cxmin de 0.005 à Cz=0 soit un peu près 30m/s

Voyez quelque chose qui cloche, les valeurs semblent cohérentes. Pour les réglages et le modèle complet j'ouvrirai un post dans f3k car on est plus dans le sujet.

Par contre pour revenir au sujet :
je travaille sur un 60 pouces type Slim Fast TP.

Quels sont les vitesses pour un 60 pouce et les Cz associés

je pensais tabler sur 100-120km/h en ligne droit et des Cz de 0.1 - 0.2
pour les virages je tablerai sur une vitesse de 50-70km/h et Cz entre 0.5 et 0.6 c'est juste?

a+

Nico

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Thierry Platon
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Mer 20 Oct 2010 - 22:04

Hello

A priori le trou correspond à la zone d'incidence pour laquelle les courbes Cz=f(alpha) ne se superposent pas.

Je n'ai pas bien compris les courbes correspondant aux 3 phases de vol : la courbe avec les volets relevés de 2° semble donner un moins bon Cx à faible Cz . Ce qui n'est pas vraiment favorable au lancé.

je n'ai pas non plus compris la phrase : "au lancer : on extrapole un Cxmin de 0.005 à Cz=0 soit un peu près 30m/s"
Comment associes tu Cz=0 et 30m/s.

En course un 60 pouces va à peu près à la même vitesse en virage et en ligne droite. Dans le petit temps (run F3F de 80s) on est plutôt vers 15m/s, et quand ça va vite ça peut dépasser 30m/s

TP
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Mer 20 Oct 2010 - 22:23

Hello
la courbe +2° est la courbe verte qui est la phase aileron relevé.
sur le graph Cz(cx) on est mieux en Cx au faible cZ.

Cz = O
si on extrapole la courbe Cz(Vx) on trouve un peu près Cz(30) = 0

pour le trou c'est ce qui est bizarre on voit pourtant bien sur le 2e graph de la première image qu'on a une superposition de Cz plutôt bonne entre 1° et 4°...

merci de ton aide.

a+

Nico

ps; je t'es envoyé le .wpa en version V4.


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JC Tourniaire
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Mer 20 Oct 2010 - 22:44

Bonsoir,

Citation :
J'ai pris comme vitesse 25km/h dans la bulle comme spécifié par JC dans ce post.
Oui, d'ailleurs tu trouves plus loin une vitesse de gratte de 5,5 m/s, soit environ 20 km/h.

Citation :
Ce "trou" entre 1 et 4° de quoi peut il venir?
Tes profils présentent deux modes de fonctionnement stable et une zone de fonctionnement instable entre les deux. L'un des modes stables est l'écoulement à faible incidence, l'autre à forte incidence. Entre les deux modes il y a la formation d'un bulle de transition laminaire/turbulent qui perturbe l'écoulement et fait chuter les performances. A ce nombre de Reynolds c'est un phénomène presque incontournable. Presque parce que certains profils modernes parviennent à supporter un nombre de Reynolds extrêmement bas tout en restant performant (série des Zones par exemple).

Citation :
Cependant avec la variation des flaps on arrive a obtenir une portance elliptique sur la plage de 3.8m/s à 18.9m/s
Si tu as des "trous" dans tes polaires, il serait bien étonnant qu'ils apparaissent tous en même temps sur ton aile et que le répartition reste effectivement elliptique. J'avais remarqué que XFLR5 donnais une vision un peu idyllique à ce sujet, c'est pourquoi je réserve cette vérification à une feuille Excel dédiée.

Citation :
quelques perfo de l'aile seule :
En gratte : taux de de chute mini (volet baissé de 2°) : 0.26 @ 5.5m/s
en transition : Finesse max de 22.5 @ 6.8 m/s
au lancer : on extrapole un Cxmin de 0.005 à Cz=0 soit un peu près 30m/s
Rien d'anormal, sauf que pour le lancé il vaux mieux effectuer un calcul avec une vitesse imposée pour connaître, par exemple, le calage adéquat et la valeur de remontée des volets optimale.

Dernière chose, méfies-toi des chiffres brut. Amuses toi à modifier ta masse par exemple et tu auras des surprises avec ton taux de chute mini...


@+

JC

_________________
La perfection est atteinte, non pas lorsqu'il n'y a plus rien à ajouter, mais lorsqu'il n'y a plus rien à retirer.
[Antoine de Saint-Exupéry, Terre des hommes (1939)]
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Jeu 21 Oct 2010 - 12:06

Salut JC,

merci pour te réponses.

Le problème c'est que le phénomène se répète avec Zone (52-40-25) et Edge (Root et Tip) modifiés pour cette géométrie. Je peux mettre en ligne le .WPA si vous voulez voir ca de vos yeux.



On peut toujours dire qu'il ne faut pas modifier un profil, mais je l'es fait aussi avec NM 26.
Peut être est-ce un soucis inhérent à XFLR5? ou à Xfoil qui galère pour ces petits Reynolds.

Voici les courbes avec même géométrie pour NM26, Zone et Edge :



En gros:
NM26 un peu près equivalent à Edge dans les perf pures même si les perfs sont décalé en Cz ou Vx. Au lancer ou NM 26 semble un chouillat meilleur.
Pour Zone il faut pour atteindre les taux de chute de Edge et NM 26 être à 270gr comme le spécifie GT.

Voila le trou aerodynamique reste un mystère pour moi. Je vais essayer de remplir tes feuilles JC et voir ce que cela donne.

encore une fois ce ne sont que des simulations à confirmer en vrai!

Nicolas



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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Jeu 21 Oct 2010 - 21:19




Salut Nicolas

Une première remarque rassurante :
il ne faut pas t'obnubiler sur le caractère plus ou moins elliptique de la distribution de portance. Ce qui importe vraiment c'est de minimiser la traînée induite, or si j'en crois le coefficient efficiency (coeff d'Oswald) l'écart par rapport à la distribution elliptique va te faire perdre 0.36% de trainée induite (soit de l'ordre de 0.18% de la traînée totale, c'est à dire 180ms de vol sur un vol de 100s ...) Y a pas de quoi angoisser !

Autre remarque (peut-être moins rassurante):
J'ai quelques raisons expérimentales d'avoir des doutes sur certains résultat d' Xfoil à faibles Re (en dessous de 200k)
- à mon avis à faible Re Xfoil exagère les variation de Cm en fonction de l'incidence car si on prend en compte ces variations dans les calculs de centrage les résultats s'éloignent sensiblement de la réalité (facilement mesurable)

- sur un profil de stab comme NACA0009 Xfoil prévoit à faible et très faible Reynolds une importante non-linéarité de la courbe Cz=f(alpha) autour de alpha=0. Cette non-linéarité devrait se traduire par un flou important à la profondeur (j'ai même créé un profil comme TP29 pour la supprimer ) : et bien en réalité je n'ai jamais observé le moindre flou avec NACA0009, (pas plus qu'avec TP29 d'ailleurs).

Mais bon pour l'instant on a rien de mieux qu'Xfoil pour nous faire rêver.
Tout ça pour relativiser tous nos calculs !

TP
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Ven 22 Oct 2010 - 8:56

Merci thierry pour cette réponse rassurante.

Ok je vais garder cette configuration.

Reste à faire le modèle complet. Je réponds à ton mail sur PRedim RC ce soir.

a+

Nicolas
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Ven 22 Oct 2010 - 10:31

Thierry Platon a écrit:


Une première remarque rassurante :
il ne faut pas t'obnubiler sur le caractère plus ou moins elliptique de la distribution de portance. Ce qui importe vraiment c'est de minimiser la traînée induite, or si j'en crois le coefficient efficiency (coeff d'Oswald) l'écart par rapport à la distribution elliptique va te faire perdre 0.36% de trainée induite (soit de l'ordre de 0.18% de la traînée totale, c'est à dire 180ms de vol sur un vol de 100s ...) Y a pas de quoi angoisser !


Merci thierry, je me fais presque insulter quand j'essaye d'expliquer qu'il y en a qui se prennent un peu trop la tete avec la repartition de portance eliptique. C'est souvent les memes qui font des commandes d'ailerons à l'exterieur du profil, ou qui ne regardent meme pas si le profil est adapté au bon RE, etc... mais ils ont une répartion de portance eliptique donc c'est le top!
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Ven 22 Oct 2010 - 13:50

Eureka!!!

en retravaillant le profil, notamment en avancant conjointement la position de cambrure max et position de d'épaisseur maxi, afin de vraiment coller au Cz(alpha) j'obtiens cette fois une répartition elliptique pour tous les angles et pour toute les phases.
finalement thierry tu avais raison il faut vraiment essayer de superposer au maximum les courbes et sa marche.

merci encore pour vos conseils. Reste à faire cela pour le prochain 60 pouces.

a+
Nicolas

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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   Ven 22 Oct 2010 - 19:12

Mathis Nicolas a écrit:
Eureka!!!

en retravaillant le profil, notamment en avancant conjointement la position de cambrure max et position de d'épaisseur maxi, afin de vraiment coller au Cz(alpha) j'obtiens cette fois une répartition elliptique pour tous les angles et pour toute les phases.
finalement thierry tu avais raison il faut vraiment essayer de superposer au maximum les courbes et sa marche.

merci encore pour vos conseils. Reste à faire cela pour le prochain 60 pouces.

a+
Nicolas


Ben oui ça marche !

Mais il faut aussi que tu t'assures que le Cxmin n'est pas dégradé par les modifs et surtout que ce Cxmin (avec volet) est toujours obtenu pour la même incidence sur tous les profils .
Sinon tu risques d'avoir perdu sur la traînée profil les 0.36% de perfo que tu as gagné sur la traînée induite....

TP
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MessageSujet: Re: Distribution de portance et distribution de corde   

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