Intérêt d'un stab porteur sur F3K

Je me demande si nous avons intérêt à poser des stab porteurs sur nos lancés main?
A toi Yannick.
Gérard

Et ben c'est une bonne question ca! il y a un anti conformiste qui a fait un stab déporteur c'est Gerald Taylor sur le Zone
C'est assez controversé mais ce que j'ai compris c'est pour optimiser en spirale quand on cabre ca fait moins de traînée... accessoirement oui le stab est déporteur sur nos jouets centrés plutôt avant... http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1048313

Comme le design de son aile je pense que son stab ne ferra pas l'unanimité non plus

A+

Erik

Hello

Un "stab porteur" a-t-il un intérêt en F3K ?
( plutôt que stab porteur -ce qu'il n'est pas toujours- il serait d'ailleurs préférable de parler de stab à courbure positive)

Il y a ceux qui y croit et ceux qui n'y croit pas...
Plutôt de vous donner mon avis (auquel vous pourrez croire ou ne pas croire....), voici quelques éléments pour vous faire votre propre idée.

- Il est assez simple de calculer le Cz d'un stab, l'équation d'équilibre des moments nous donne en effet la relation :
Cz stab = (Cz aile.( Xcg - 0.25) +Cm) / Vcg

Xcg : position relative du centre de gravité sur la corde aérodynamique moyenne
Vcg : volume de stab relatif au bras de levier CG aile- foyer stab
Cm : coeff de moment de la voilure (assimilable au Cm0 du profil si l'aile n'a pas de vrillage)

- A partir du Cz stab (ou Cz aile) on peut calculer le Cz-profil avec la formule suivante :
Cz profil = Cz.(A+2)/A où A est l'allongement du stab (ou de l'aile)
(nota : cette formule est valable pour une distribution elliptique et pour des allongement >8 , elle est très approximative pour les faibles allongements)

Vous avez donc tous les éléments pour calculer pour votre planeur le Cz-profil du stab en fonction du Cz de l'aile.

Il faut cependant tenir compte des points suivants :
- le Cm0 du profil dépend du braquage des volets. Les profils AG ou Zone ont un Cm de l'ordre de -0.03 à -0.04 en lisse mais ce Cm passe à -0.06 ou -0.08 pour +3° ou +4° de braquage des volets. ( le couple piqueur de la voilure augmente avec le braquage des volets). Il est ainsi possible de calculer le Cz-profil du stab pour plusieurs points de vol (couples Cz aile, Cm)

- Pour un Cz aile élevé (par exemple Cz=0.9) et donc un même Cz de stab, la comparaison de 2 profils de stab différents doit se faire soit sans braquage du volet profondeur ( vol à très faible vitesse), soit pour le braquage max (spirale serré)

Les calculs sont simples alors n'hésitez pas et faites part de vos conclusions

TP

Il n'y aurai pas une reponse plus simple pour les nuls comme moi qui ne comprennent rien a toutes ces formules.
Merci
Dom

et comme moi aussi :

Bonsoir Thierry, pour l'appellation stab à courbure positive, je m'en empare et je l'adopte, n'étant pas à même de déterminer la portance d'un stab bombé sur le dessus.
Pour le reste, ton langage m'ait abscons.
En faisant un gros effort je devrais encore pouvoir développer une de tes équations, mais comme je n'ai qu'une vague idée, d'ailleurs probablement fausse de ce que représente un Cz, je ne me sens absolument pas capable d'en tirer une interprétation ou une aide à la décision de poser un stab dissymétrique et gonfler vers le haut.
Je te remercie néanmoins de ta savante contribution, bien que mon questionnement sur la pertinence de poser un stab à courbure positive sur un lancé main reste ouverte.
Je repose nos deux phases principales de vol
Le lancé avec un départ à la vitesse d'une balle de tennis 30 à 50 m/s, un grand dérapage, une mise en ligne pendant la décroissance de la vitesse sur une pente de montée de 50° ou plus et un rétablissement avant d'atteindre la vitesse de prospection. En tout 2 à 3 secondes mais qui restent déterminantes; chaque mètre de hauteur gagné rapproche le concurrent de la victoire.
Le vol à taux de chute minimum. Le plus longtemps possible
Dans cette deuxième phase nous partageons avec les autres planeurs des sous phases: la recherche d'ascendance, la spirale dans l'ascendance, et la fuite dans la dé portance.
Qu'elle influence peut alors avoir un stabilisateur à courbure positive?
Je pense par exemple a la vitesse du lancé hélas décroissante, dans une incidence que nous rêvons tous constante, et à l'influence de cette courbure, la haut, sur la queue (uniquement du planeur), qui va de moins en moins jouer avec l'air. La montée devient-elle asymptotique?
Je pense aussi dans un autre cas de figure de vol, quand le planeur descend et accélère, est-ce que le stab gagne en portance et la plongée en verticalité?
Dans cette dynamique vais-je pouvoir centrer plus arrière et gagner quelque précieux grammes, ou à la vitesse de croisière d'un lancé main (5 à 6 m/s) c'est une idée utopique?
Gérard

Bonsoir,

domganga a écrit:

Il n'y aurai pas une reponse plus simple pour les nuls comme moi qui ne comprennent rien a toutes ces formules.
Merci
Dom

Tu préfères des traits de couleurs à la place des formules ?

Bon un jour prochain je tenterai un post "L'aérodynamique pour les nuls" si ça vous dit.

La réponse de Thierry permet effectivement de se faire une idée, mais cela demande de s'y plonger sérieusement.

En résumé et surtout pour essayer de faire simple :

Si on regarde ce qui est fait en général sur les F3K, se sont des stabs à courbures positives basés sur le HT22 de Mark DRELA. Le principe visé est d'avoir moins de trainée à faible vitesse, c'est à dire à forte incidence, qu'un profil symétrique. Pour mémoire la cambrure (ou courbure) est de l'ordre de 1% sur ces profils.

"Mais pourquoi il traînerait moins en étant cambré alors ?"

Le profil étant cambré, l'air parvient plus facilement à contourner ce profil lorsque l'incidence est forte.

Il faudrait un schéma, mais imaginez simplement la différence de comportement entre un profil planche, qui va décrocher rapidement, et un profil bien cambré qui sais créer une forte portance.

"Bon OK. Mais alors pourquoi le ricain propose une coubure négative lui ??"

Le principe est toujours de gagner en trainée, mais là se sera lorsque l'on tire sur la profondeur.

Lorsque l'on tire sur la profondeur le volet est braqué vers le haut. A ce moment là, même un profil à courbure positive devient globalement à courbure négative du fait du braquage du volet.

Le profil à alors une forme bizare puisque contrarié entre deux courbures contradictoires. Bien entendu ceci étant néfaste pour l'écoulement de l'air et donc se retrouve en terme de trainée.

Dans ce cas là, un profil à courbure négative sera plus efficace en terme de trainée qu'un profil symétrique ou un profil à courbure positive.


"On peut en tirer quelles conclusions de tout ça ?"

La courbure positive semble être indiqué pour ceux qui ne touche pas trop à la profondeur et laisse beaucoup voler leur machine.

La courbure négative plutôt pour ceux qui serre leurs spirales avec moult profondeur à cabré.


Dernière chose, tout cela n'est pas forcément vrai avec un stab pendulaire...



Bonne

JCT

C'était pas clair dans mon message, le zone utilise un stab dé-porteur. Le profil est justement fait pour un stab pendulaire JCT

Gérard en gros tu veux faire un poux du ciel

JC Tourniaire a écrit:

"Mais pourquoi il traînerait moins en étant cambré alors ?"

Le profil étant cambré, l'air parvient plus facilement à contourner ce profil lorsque l'incidence est forte.

Il faudrait un schéma, mais imaginez simplement la différence de comportement entre un profil planche, qui va décrocher rapidement, et un profil bien cambré qui sais créer une forte portance.

Ton schéma est là avec l'explication du maître yoda lui même: http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=11413151&postcount=876

Je vous remercie tous de vos réponses, et ayant un peu relue (picoré) ici et la bas sur RC Group, je commence à mieux voir les enjeux.
Ne pas trainer doit être la règle. Après selon que la gibbe soit sur le haut ou sur le bas on va privilégier soit la marche normale, soit la marche cabré dans l'ascendance. Un formidable zéroteur comme Lolo se plairait au volant d'un stab dé porteur, qui lui apporterai un pouillème dans sa spirale. Pour les autres faut laisser le dromadaire à l'endroit!
Gérard

Merci pour les explications.
Donc le mieux serai d'avoir un profil qui se modifie quand on tire sur la profondeur.

A+
Dom

domganga a écrit:

Merci pour les explications.
Donc le mieux serai d'avoir un profil qui se modifie quand on tire sur la profondeur.

A+
Dom

Dom,

Voilà un sujet qui ressemble comme deux gouttes d'eau à la discussion sur le sexe des anges

Oublies vite tout cela et concentres toi sur ton lancer, sinon je vais encore te "souffler les chaussettes" à Villelaure.

Yvesss
Ton Belge préféré dans le Beaujolais

Salut Thierry,

D'aprés le plan du supergee je trouve
Xcg=0.33
Vcg=0.45
Avec ce que tu donnes
Cmlisse=-0.03
Cmvolets=-0.06


avec je trouve que le stab est déporteur en dessous de CZaile=0.36 et porteur au dessus. Avec volets stab est déporteur en dessous de CZaile=0.73. C'est quant meme des valeurs assez proches de nos phases vitesse et gratte si on centre légèrement plus avant le stab deviens vite déporteur

Je suppose donc que le Cz du stab est proche de zéro j'en conclus donc que le stab à volet de drela et le stab pendulaire de GT sont tout les deux optimisés avec la même philosophie de moins traîner quand on donne des ordres à cabrer. En voyant les profils on ne peux pas le deviner Comme dit drela le mieux pour un stab pendulaire c'est le profil symétrique mais en regardant la polaire Cz=f(Cx) du profil de stab du zone il se comporte comme un symétrique à faible Cz mais à fort action cabré il doit moins traîner et en tout cas il traîne moins que le HT22 dans sa polaire. pour moi c'est une réussite mais j'aurais bien rajouté un profil symétrique dans ses polairs pour comparer

Mais pour répondre à la question de Gérard que se passe t-il si on fait un stab très porteur voir un peu plus grand? peut on reculer le CG sans nuire à la stabilité ? il me semble que le poux du ciel n'était pas une réussite

A+

Erik

Salut Erik

Il y en a qui mette le stab dans un sens d'autres qui le mettent dans l'autre d'autres encore qui votent pour les tab symétriques. Que faut-ilen penser ?
Tu as bien raison Erik d'essayer de te faire ta propre idée plutôt que de faire aveuglément confiance à tel ou tel gourou....

Les valeurs que tu trouves ne paraissent pas idiotes, je suis seulement étonné du Xcg à 0.33 qui me parait un peu faible pour un Vcg de 0.45 (je verrais plutôt Xcg=0.4). Est-ce que ce Xcg est bien calculé par rapport à la corde aérodynamique moyenne (et non par rapport à la corde d'emplanture)?

Plus que de savoir si le stab est porteur ou déporteur il est interessant d'analyser les valeurs que peut prendre le Cz de stab

Voilà ce que j'ai trouvé avec le planeur suivant :
allongement aile : 10
allongement stab : 5
Vcg : 0.45
Xcg : 0.4
Cm=-0.03 en lisse
Cm= -0.015 avec -1° de volet (lancé)
Cm=-0.07 à 3° de volet ( gratte)

- lors du lancé
le Cz-aile est pratiquement nul, il reste très faible ( <0.1) pendant pratiquement toute la monté et n'augmente vraiment que dans les derniers mètres juste avant le décrochage.
Au lancé le Cz stab vaut donc : Cm/Vcg soit Cz-stab= -0.033 (soit Cz-profil stab = -0.047 )
Le stab est très faiblement déporteur mais la valeur de ce Cz est presque nulle.

- en gratte à Cz aile= 0.8
si on reste en lisse : Cz stab = +0.20 ( soit Cz-profil stab = +0.28 )
si on met les volets : Cz stab = +0.11 (soit Cz-profil stab = 0.15)
le stab est très légèrement porteur en lisse , il est nettement moins porteur avec les volets

En gros le Cz du profil de stab va varier de Cz= -0.05 au lancé à un grand maximum de Cz=+0.2 en gratte
(si je n'utilise pas les volets ni au lancé ni en gratte la variation sera plus importante -0.1 au lancé à +0.3 en gratte. Mais bon ce n'est pas un cas d'utilisation normal !)

Pour un stab pendulaire il suffit de comparer les polaires de chaque profil en lisse entre Cz=-0.05 et +0.2)
Pour un stab à volet il faut analyser les valeurs correspondant à la gratte (c'est à dire Cz=0.2)à la fois en lisse (vol rectiligne) et avec braquage négatif du volet (spirale)

Erik je te laisse faire les comparaisons.
(Comme profil symétrique je te conseille vivement TP29 à 5% d'épaisseur)

Tiens nous au courant de tes conclusions

TP

Salut Thierry,

Pour les 0.33 j'ai mesuré sur http://www.charlesriverrc.org/articles/supergee/SG2/sg2_fusepod.pdf MAC et le CG qui est bien représenté: ça fait corde moyenne de 147mm avec le CG à 49mm du BA de la CAM je me trompe peut-être


Voila les polaires, j'aime bien comparer les profils à la même épaisseur alors j'ai mis le TP29 à 4.24% aussi:



On vois bien que le profil du zone fonctionne bien dan la plage que tu mentionne Cz=-0.05 et +0.2 mais il peut aller beaucoup plus loin cabré, c'est pas mal non? comment estimer la quantité cabré dans la pompe je suppose que le plus simple c'est de mesurer sur un planeur existant...

A+

Erik

J'aimerais voir les profils du H5N2 maintenant ou au moins la polaire.

oui, là t'es pas le seul, Erick

Bonsoir,

Erik Richards a écrit:

J'aimerais voir les profils du H5N2 maintenant ou au moins la polaire.

On m'a appelé je croit

Désolé pour Dom et les autres, mais je doit mettre des courbes incompréhensibles pour le quidam :



Quelques commentaires sur ces courbes et sur le profil du stab du H5N2 :

Le profil de référence pour élaborer le profil du stab du H5N2 est bien sûr le HT22 de DRELA.

J'avais remarqué que la partie basse de la polaire du HT22 présentait rapidement beaucoup de trainée pour Cl < -0,15.

Connaissant le TP29-5 (qui est un excellent profil symétrique, bravo Thierry!), j'ai créé un compromis entre le TP29-5 et le HT22. Le but était de conserver une polaire quasi identique pour Cl > 0 et meilleure pour Cl < 0 tout en étant un petit peu plus épais (5,6% au lieu de 5,0%).

L'épaisseur relative a été légèrement augmenté pour avoir l'épaisseur du stab du H5N2 quasi identique par rapport au stab du H5N1 tout en réduisant les cordes.

Donc rien de bien révolutionnaire en fait.

Par contre, je n'avais pas compris que le stab du Zone étant pendulaire. Je me disais aussi qu'il aurait été difficile de tailler un volet de profondeur qui se tienne dans un profil de 4,25%. Donc finalement je trouve le concept parfaitement maîtrisé, voire peut être même superbe.


Bonne

JCT

Salut Coco

Remarque : si le stab travaille entre Cz=-0.05 et Cz=0.2 je ne vois pas trop l'intérêt d'une courbure inverse ( que le stab soit pendulaire ou à volet)

Je ne connais pas le profil du Zone (où le trouve-t-on ?) mais si il fait 4.25% il serait intéressant de voir ce que donne TP29 à cette épaisseur ( c'est déjà très dur de respecter un profil à 5% alors 4% je n'avais même pas imaginé essayer !!!)

Pour Erik : effectivement le plus simple c'est de mesurer directement le débattement sur un planeur en tirant sur le manche cmme quand on est dans la pompe.

Ce soir je vous proposerai quelques petit calcul pour estimer le gain que l'on peut espérer d'un stab à courbure ...

A suivre

TP

Thierry,

Regarde la page précédents j'ai mis la polaire du TP29 à 4.24%.

Tu as toutes les infos sur le zone ici http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1065278
pour la forme de l'aile en 4 panneaux c'est là http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=12771910&postcount=54
la forme de l'aile en deux panneaux http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=13069777&postcount=42

A+

Erik

Erik Richards a écrit:

Thierry,

Regarde la page précédents j'ai mis la polaire du TP29 à 4.24%.

Oups ! excuse moi j'avais pô vu.

Bon que voit-on sur ces polaires ? :
Que le profil de stab du zone est excellent pour le lancé (à Cz=-0.05). 1% traînée de moins que TP29 à la même épaisseur.
Mais que ce gain n'est pas dû à la courbure car si j'inverse le stab la perfo reste quasiment la même à ( par contrela répartition d'épaisseur parait très bien optimisé )

Qu'en gratte tout va dépendre des réglages du planeur :
- si le planeur est centré neutre et que l'on met peu de volet (faible Cm0 de la voilure) le stab sera nettement porteur (jusqu'à Cz=0.2 voire plus) et il vaudra mieux mettre le zone avec une courbure positive (dans l'autre sens)
- si le planeur est centré avant (mais je crois que ce n'est pas très souhaitable pour les lancés) et/ou que l'on utilise beaucoup de volet (fort Cm0), le stab sera nettement moins porteur, voire même légèrement déporteur pour un Cz aile pas trop fort. Il sera alors préférable de mettre le zone avec une courbure négative (dans le sens prévu). Mais sauf réglage très exotique il y a peu de chance que quelles que soient les conditions de vol le Cz du stab descende en dessous de Cz=-0.05 ou Cz=-0.1. (il en est de même en spirale : pour un stab pendulaire il n'y a pas de différence entre ligne droite et spirale)
- Finalement qu'and on ne sait pas trop, choisir un stab symétrique n'est peut-être pas une mauvaise solution. (un Zone symétrisé ne serait pas idiot)

Autre question qu'est-ce que ça fait gagner en perfo ?

On peut estimer que le stab cotise à la traînée du planeur en fonction du rapport entre sa surface et les autres surfaces du planeur (aile, dérive, voire fuselage). Soit environ pour 8% du total au maximum

Imaginons qu'en gratte mettre le stab dans le bon sens (lequel ?) fait gagner 3% sur sa trainée. On gagnera donc au total 0.24% sur la traînée totale du planeur. Soit 0.24s sur un vol de 100s
Ce petit calcul montre bien que finalement cette question est loin d'être fondamentale...
Comme dit Yvess : mieux vaut aller s'entrainer !

Voili voilou
TP

Bonsoir,

Ce post pour conclure sur ces questions de stabs porteurs, déporteurs, à volets, pendulaires, à plumes...

Quelque chose me turlupinait depuis que j'ai vu qu'un stab était en fait quasiment à portance nulle une fois stabilisé et ce malgré un braquage de son volet. Le schéma de DRELA dans le post de Erik m'a fait demandé : Mais pourquoi il découpe son articulation à 40-50% de la corde ?

Comme toujours chez DRELA, il y a une bonne explication à cela : ça traîne moins comme ça !

La preuve sur le profil de stab du H5N2 :




D'après mes estimations, on gagne 10% de trainée entre une découpe à 50% et une découpe à 70% de la corde. D'ailleurs cet exemple montre que la découpe à 50% on ne traîne pas plus qu'un stab pendulaire (polaire de référence en trait rouge). Ce gain représente donc potentiellement 0,8% du total avec les hypothèses de Thierry. Cela commence à faire pas mal pour une simple découpe de volet et ça m'a rappelé des vols en H5N2 avec ce stab où les pompes se prenaient mieux à plat qu'en spirale (un comble !). D'où les mêmes conclusions pour la dérive d'ailleurs...

Merci à tous les contributeurs du post (si si même à notre Yvess international) et bonne

JCT

JC Tourniaire a écrit:

D'où les mêmes conclusions pour la dérive d'ailleurs...

Héhé mais moi je le savait déja ca jt te MP

Conclusion pour les nuls, le stab symétrique ou pas loin (petite gibbe en haut pour les calmes et en bas pour les agités) et le volet énorme. tu vois la partie fixe c'est juste pour rigidifier la fixation et la gouverne.
C'est bon là?
Gérard

et bin moi pour la saison prochaine je vole avec un stab pendulaire et une derive integrale.
J'ai bon la JC ?

JC Tourniaire a écrit:

Bonsoir,

Ce post pour conclure sur ces questions de stabs porteurs, déporteurs, à volets, pendulaires, à plumes...

Hé là Coco il n'est pas déjà temps de conclure, il y a encore des choses à dire sur ce sujet !


Je viens de lire le post de Gerald Taylor sur le profil de stab. Je cite :

<<< Please note that the Zone-Horizontal is an inverted airfoil and is
neither designed nor intended to be used otherwise, or with an
elevator. The design is inverted to better handle the up elevator
transients. In steady state, the lift coefficient will always be near
zero, slightly negative generally given normal CG settings for some
positive stability. >>>

On est donc d'accord avec Gerald sur le fait que le Cz de stab reste faible dans tout le domaine de vol. Gerald le voit plutôt négatif mais suivant la géométrie du planeur et les réglages d'autres, comme Mark Drela, pourront très bien le voir légèrement positif. Ce n'est pas la valeur du Cz à l'équilibre qui justifie le choix d'une valeur de courbure négative.

Gerald justifie le choix de cette courbure négative par un meilleur comportement sur les transitoires de mise en virage. Effectivement il a raison : au moment où l'on braque le stab à cabré celui-ci devient fortement mais brièvement déporteur (ça dure très peu de temps disons 200 à 300ms pour un lancé-main. Après ce temps là on revient au Cz d'équilibre). Une courbure inverse permet une moindre traînée pour un stab fortement déporteur.
Le problème c'est que Gerald oublie qu'après une mise en virage il y a généralement (sauf accident, crash, collision,...) une sortie de virage!!! Au moment où on relache le manche le transitoire exactement inverse se produit : le stab devient brièvement fortement porteur. Et là la courbure inverse du stab n'est pas une bonne chose du tout. Le supplément de traînée dans cette configuration est même supérieur au gain obtenu lors du transitoire de mise en virage !!!

Nota 1 :Le problème serait le même avec un stab à courbure positive avec un gain en sortie de virage et une pénalité lors de l'entrée en virage.

En conclusion le raisonnement de Gerald est incomplet : du seul point de vue des transitoires dynamiques longitudinaux, le stab symétrique constitue la meilleure solution.


Le deuxième argument de Gerald en faveur d'une courbure inverse est que lors des spirales serrées le stab se trouve dans un flux aérodynamique courbe qui ne peut plus être considéré comme rectiligne. Ce flux correspond à une courbure négative (un petit calcul montre que dans le cas d'une boucle dans le plan longitudinal la valeur de courbure équivalente est environ C/8R où R est le rayon de la trajectoire et C la corde du profil. Soit environ 4% pour une corde de 10cm et un rayon de 3m) . Je ne sais pas comment calculer les perfo d'un profil dans ces conditions. On peut cependant supposer qu'un stab pendulaire à courbure inverse traînera moins que le même stab avec un profil symétrique.

Mais il est probable que vis à vis de ce phénomène un stab symétrique à volet sera tout aussi performant voire plus, surtout si le volet est largement dimensionné à 50% de la corde. Mais là il s'agit de suputations on entre à nouveau dans le domaine de la foi ...!

TP
PS : Coco je n'ai pas compris ton gain de 10% , où le mesures-tu ?