Calcul du volume de Stabilo

Pas si le foyer du planeur recule du fait d'un (trop) fort volume de stab?

Dur la rentrée!

hello.
bon, c'est pas simple.

j'ai modélisé à l'aide de Stéphane le Fireworks 4 avec:
son stab en deux panneaux perso volume de stab : 0.43 osw 0.95 surface 2.2 dm²
CG neutre calculé 74.6 mm

et le stab balsa PCM volume de stab : 0.48 osw 0.97 surface 2.47 dm²
CG neutre calculé 79.3 mm

question étude de voilure, pour un Cz demandé de 0.3 (je crois pas que çà ait un rapport avec le bilan global , Faudrait demander à Franck)
le deux panneaux prend 2.8°
le PCM prend 2.6°

performances du planeur: pour 260 g ag46ct flap 2° / 70% (braquage qui donne le meilleur résultat en finesse )
finesse max à 22.83 kmh 14.72 stab pcm
finesse max à 22.83 kmh 14.82 stab deux panneaux

pour la phase lancer flap à -1° 70%
puissance aéro nécessaire en palier à vitesse imposée 110 km h marge statique 2%
34.6W pour le deux panneaux
37.2W pour le PCM
donc moins de trainée pour le deux panneaux

et enfin, le graph du Cz aile et stab avec une marge statique de 2% donc centrage proche du neutre et 5% centrage avant pour la gratte

les graphs:
marge statique 2%


marge statique 5%




ouf, deux heures de taf
Steph la prochaine c'est toi qui t'y colle


bon alors, que peut on en penser , Thierry ?
discutons en ...
Dans Prédim RC, on peut changer un paramètre avec son impact immédiat sur les perfos, et une vue large
ce qui est très intéressant...


on voit bien l'évolution du Cz de stab autour de 0 en fonction du volume de stab , de la marge statique et de la vitesse air du planeur...


il vous faut d'autres valeurs ?


EDIT
données supplémentaire qui peuvent être intéressantes pour ceux qui connaissent le planeur:
planeur avec stab 2p : surface 2.2 dm²
cg neutre: 74.6mm cg 2% : 71.6 mm cg 5% : 67.1 mm

planeur avec stab pcm balsa : surface 2.47 dm²
cg neutre: 79.3mm cg 2% : 76.3 mm cg 5% : 71.9 mm

qui peut mesurer le stab PCM en carton gris ?

Il y en a 2.. celui du FWiV et celui du FWV, ce dernier etant bcp plus grand, mais faut dire que le fuselage du FW5 est bcp plus court (en gros le stab du 4 commence la ou fini le 5!)

Norbert

eh ben voilà, avec peu de modif, on pourra modéliser le FW5 avec les profils zone
si tu as, envoie tout l'bazard ! (dimensions ailes en 4 ou 5 panneaux, bras de levier, et dim du stab (idem aile) etc...)

on pourrait d'ailleurs s'amuser à comparer les principaux planeurs récents (seul souci, les profils inconnus, obligé de simuler...)
çà serait cool d'avoir les dim du stab nantais...

au fait, d'après les graphiques...
pour la finesse max du planeur à 23 kmh, donc en gratte
le Cz de stab nécessaire est supérieur pour le gros volume de stab. ce en proportion de la marge statique, mais la différence est à peu près de 0.03...
Cz=0 à 40kmh pour le petit volume
Cz=0 à 50kmh pour le volume plus gros

donc... c'est pas ce qu'on pourrait croire ??!

à voir avec un centrage absolument neutre...
mais on verra plus tard

à voir avec des volumes de stab plus extrèmes, pour mieux se rendre compte



donc Thierry, quand tu as posé ta question, tu suppose que c'est pour un même CG ? (qu'est ce qui reste fixe?)

Thierry Platon a écrit:

A votre avis si j'augmente le volume de stab d'un planeur, le Cz de stab diminue ou il augmente ?

Et bien la réponse à cette question n’est pas aussi évidente que ce que l'on pourrait croire :

- si le pilote choisit de centrer son planeur exactement au même point, alors André a raison : le Cz stab est effectivement plus faible (les bras de levier par rapport au CG restant identiques et la surface stab étant plus grande, un Cz stab moins important suffit pour équilibrer le Cz de l’aile.

- Mais Christophe n’a pas tort : augmenter le volume de stab fait reculer le point de centrage neutre. Si le planeur était initialement centré « neutre » (c'est-à-dire au foyer du planeur) et si le CG est laissé au même point alors le planeur va se retrouver « centré avant » avec le nouveau stab.
Pour retrouver le même comportement longitudinal (la même marge statique) il faut reculer le CG. Ce qui au final donne un Cz stab plus fort que le Cz initial.


Donc en résumé, l’augmentation de la surface du stab se traduit :
- A iso position du CG : par un Cz stab plus faible
- A iso marge statique : par un Cz stab plus fort

Tout ceci montre que le choix des réglages (principalement le centrage mais aussi le braquage des volets) a une influence bien plus déterminante sur le Cz stab que le volume de stab lui-même !!!

Ainsi pour régler un problème de Cz stab prohibitif (stab qui s’enfonce à fort Cz ou à faible vitesse vent arrière) on peut a priori choisir une des 4 options suivantes :

- Avancer le CG (ce qui augmente la marge statique), mais la masse totale du planeur sera plus grande et il faudra augmenter très légèrement le débattement profondeur pour avoir la même autorité

- Augmenter la surface du stab à iso CG. Ce qui revient également à augmenter la marge statique (mais là encore avec une augmentation de la masse du planeur et un peu plus de débattement nécessaire à la profondeur)

- Opter pour un stab de même dimension mais avec un profil plus tolérant à fort Cz (plus épais ? donc plus lourd ?)

- Braquer légèrement les volets, en compensant à piquer à la profondeur pour conserver exactement la même vitesse de vol c'est-à-dire le même Cz de vol. L’augmentation du Cm0 de la voilure décharge alors le stab mais sans pénaliser la masse du planeur.

Conclusion : l’ajout d’un peu de snapflap (avec un réglage adapté de la profondeur : réduction du débattement à cabrer) est à mon sens une solution qui mérite d’être essayée. D’autant plus qu’elle a en même temps de grande chance d’améliorer la traînée de l’aile en fonction du Cz demandé en virage.

Reste plus qu'à valider tout ça par quelques essais...

TP

trés clait Thierry : le snap-flap , car la spirale c'est 90% du vol

Yvan écrit

Citation :

Ces "grands" stab permettent d'avoir une spirale plus homogène, car avec le stab d'origine dans certains cas, le planeur avait tendance a se mettre sur le cul dans la phase vent arrière.

Yvan, tu nous lis, peux-tu peux préciser les réglages et comment tu utilises les snap-flap en spirale... ?

perso: en spirale
-- temps calme : 3mm de snap-flap pour un max de 8mm à la prof
--temps turbulant ou venteux : mème snap-flap + volet dynamique en phase vent arriere
j'ai du m'y habituer car gare au surpilotage (je ne suis pas une référence )

Thierry Platon a écrit:

Thierry Platon a écrit:

A votre avis si j'augmente le volume de stab d'un planeur, le Cz de stab diminue ou il augmente ?

Et bien la réponse à cette question n’est pas aussi évidente que ce que l'on pourrait croire :

- si le pilote choisit de centrer son planeur exactement au même point, alors André a raison : le Cz stab est effectivement plus faible (les bras de levier par rapport au CG restant identiques et la surface stab étant plus grande, un Cz stab moins important suffit pour équilibrer le Cz de l’aile.

- Mais Christophe n’a pas tort : augmenter le volume de stab fait reculer le point de centrage neutre. Si le planeur était initialement centré « neutre » (c'est-à-dire au foyer du planeur) et si le CG est laissé au même point alors le planeur va se retrouver « centré avant » avec le nouveau stab.
Pour retrouver le même comportement longitudinal (la même marge statique) il faut reculer le CG. Ce qui au final donne un Cz stab plus fort que le Cz initial.


Donc en résumé, l’augmentation de la surface du stab se traduit :
- A iso position du CG : par un Cz stab plus faible
- A iso marge statique : par un Cz stab plus fort

Tout ceci montre que le choix des réglages (principalement le centrage mais aussi le braquage des volets) a une influence bien plus déterminante sur le Cz stab que le volume de stab lui-même !!!

Ainsi pour régler un problème de Cz stab prohibitif (stab qui s’enfonce à fort Cz ou à faible vitesse vent arrière) on peut a priori choisir une des 4 options suivantes :

- Avancer le CG (ce qui augmente la marge statique), mais la masse totale du planeur sera plus grande et il faudra augmenter très légèrement le débattement profondeur pour avoir la même autorité

- Augmenter la surface du stab à iso CG. Ce qui revient également à augmenter la marge statique (mais là encore avec une augmentation de la masse du planeur et un peu plus de débattement nécessaire à la profondeur)

- Opter pour un stab de même dimension mais avec un profil plus tolérant à fort Cz (plus épais ? donc plus lourd ?)

- Braquer légèrement les volets, en compensant à piquer à la profondeur pour conserver exactement la même vitesse de vol c'est-à-dire le même Cz de vol. L’augmentation du Cm0 de la voilure décharge alors le stab mais sans pénaliser la masse du planeur.

Conclusion : l’ajout d’un peu de snapflap (avec un réglage adapté de la profondeur : réduction du débattement à cabrer) est à mon sens une solution qui mérite d’être essayée. D’autant plus qu’elle a en même temps de grande chance d’améliorer la traînée de l’aile en fonction du Cz demandé en virage.

Reste plus qu'à valider tout ça par quelques essais...

TP

Merci Thierry!

Je retrouve dans ta description les principales modifs qui ont été réalisées sur le Supra. Planeur devenu bien plus facile grâce entre autre à l'augmentation de la surface du stab et de l'épaisseur de celui-ci+réduction de la masse générale du planeur et augmentation de la rigidité...

Au fait,

A combien de % faut-il placer le point de rotation d'un stabilo pendulaire en F3k ??

Merci.

STEPHANE

Un peu de snap flap, ok
il faut rester dans la limite acceptable pour le profil.
Pas evident le snap en phase thermique sur des profils fins comme le steig, non ?
où est la limite, des retours d'exp ?


Steph, articulation entre 25 et 30 %. (regardes le PDF de PCM !)
Je sais plus où est l'article ou l'étude de Thierry la dessus..

stefmog a écrit:

Au fait,

A combien de % faut-il placer le point de rotation d'un stabilo pendulaire en F3k ??

Merci.

STEPHANE

Dans le cas d'une commande par fil et ressort, un axe légèrement en arrière du foyer dvrait éviter que le fil ne se détende lors d'un excès d'incidence au lancé. Donc comme le suggère Christophe : entre 25% et 30% de la CAM

L'article en question est là, j'y évoque très brièvement ce sujet.
http://pierre.rondel.free.fr/images4/HistoireDeStab/StabPendulaireOuStabAVolet.pdf

TP

Pour ce qui est du stab Nantais sur le Steig il fait 355mm d'envergure 84mm de corde à l'emplanture et 2,34dm² de surface soit 23% de plus que l'original.
Afin de s'adapter au volume stab plus important le centrage est passé de 73mm à 78mm, soit environ 5gr de plomb en moins dans le nez.
Pour ce qui est du résultat: un observe un gain non négligeable à basse vitesse d'abord en ligne droite.
Le modèle peut être plus ralentit sans devenir instable en roulis ni risquer de décrocher à la moindre turbulence qui lui ferait lever le nez.
Du coup il me semble que le taux de chute s'en est trouvé amélioré.
Ensuite en spirale c'est le même constat, plus de stabilité en roulis et de tolérance au décrochage rendant la phase vent arrière plus facile à négocier.
Puisque tu es dans les calculs Christophe tu pourrais nous calculer la marge statique dans les 2 configurations ?

@+ Anthony

Anthony a écrit:

Pour ce qui est du stab Nantais sur le Steig il fait 355mm d'envergure 84mm de corde à l'emplanture et 2,34dm² de surface soit 23% de plus que l'original.
Afin de s'adapter au volume stab plus important le centrage est passé de 73mm à 78mm, soit environ 5gr de plomb en moins dans le nez.
Pour ce qui est du résultat: un observe un gain non négligeable à basse vitesse d'abord en ligne droite.
Le modèle peut être plus ralentit sans devenir instable en roulis ni risquer de décrocher à la moindre turbulence qui lui ferait lever le nez.
Du coup il me semble que le taux de chute s'en est trouvé amélioré.
Ensuite en spirale c'est le même constat, plus de stabilité en roulis et de tolérance au décrochage rendant la phase vent arrière plus facile à négocier.
Puisque tu es dans les calculs Christophe tu pourrais nous calculer la marge statique dans les 2 configurations ?

@+ Anthony

Bonsoir Anthony

Je n'ai pas la géométrie exacte du Steigeisen, mais pour une augmentation de 23% de la surface du stab d'un F3K de géométrie classique (allongement aile = 10.5), je trouve que le point de centrage neutre recule à peu près de 7mm.


Au final la marge statique avec le nouveau stab (et un centrage à 78mm) est sans doute légèrement plus élevée (de 1 ou 2%) qu'avec l'ancjen stab . D'où un Cz stab plus faible (moins de risque de décrochage vent arrière)

Deux points sont aussi à noter concernant l'augmentation de la surface du stab :

1) Malgré cette marge statique plus forte le comportement au test du piqué au planeur au grand stab peut très bien rester à peu près identique à celui du planeur avec le petit stab (même rayon de courbure de la trajectoire). En effet ce rayon de courbure dépend du rapport M%/(V.L.As)
avec M% : marge statique (donc plus élevée)
V : Volume de stab (23% plus grand)
As = All. stab:(2+All.stab) (donc sans doute un peu plus grand)

Au final le rapport M%/(V.L.As) peut très bien avoir à peu près la même valeur sur les 2 planeurs, d'où des test du piqué semblables.

2) Par contre même si les tests du piqué sont semblables, les 2 planeurs auront des comportements dynamiques différents. En effet l'amortissement du planeur au grand stab est de tout façon meilleur. Ce planeur sera donc plus réactif aux ordres profondeur. La différence est faible, mais sur un F3K elle est dans doute perceptible.


A part ça, J'ai quelques questions pour toi Anthony :
- quelle est la masse du planeur d'origine et celle du planeur au grand stab ?
- quelles sont les masses respectives des 2 stab ?


TP

Hello
Pour les masses, Thierry, ça va etre dur, on, est tout le temps en train de changer...
Antho, de retour à la maison, je te precise ça.
C'est bien le stab que le druide m'a envoyé cette année ?

Hello
Antho, je t'envoie un MP, j'ai besoin d'une ou deux précisions...

effacé

Christopher

Si j'ai bien compris, je pense qu'il y a une erreur dans ton calcul ??
Il n'y a pas 100mm d'écart (744mm VS 643mm) dans le levier de stab entre le stab Stratair et le stab Nantais.
Le bras de levier est le même à quelques millimètres près, puisque le fuselage reste le même, ainsi que l'emplacement du stab.

Ivan

+1

mais qu'est ce qui fout le Toph, y comprends rien!


Cedric,

Mais quelle guêpe l'a piqué ??

Norbert

çà y est bande de gorets, j'ai modifié le bras de levier... çà va tout de suite un peu mieux, hein ? (en fait je pensais que le stab était comme sur l'avatar d'Antho..)

Ok, les gars, vous savez tout, le Champion vole à 5,7% de marge statique en moyenne avec son crampon

données communes: 1500mm
allongement de 10,9

steig avec stab origine: 1,9dm² levier stab données stratair 744 mm vol de stab : 0,45
levier stab (ba à ba )
Marge statique 5%
CG 73.3 mm (Cz aile 0.24 )
CG neutre 80.5 mm



steig avec stab Nantais: 2,3 dm² données stratair 744 mm vol de stab : 0,55
Marge statique 6%
CG 78.7 mm (Cz aile 0.17)
CG neutre 87.3 mm

la config origine est meilleure de 0,1 de finesse et 0,4 W en puissance aéro, ce qui est casi négligeable.
données des Cz stab et aile pour les deux cas



pour rappel, la courbe normale à 260 g, en pointillets à 330 g
attention, les graphiques tiennent compte des centrages respectifs que m'a donné Antho.
on peut faire varier ces paramètres...

il semble qu'on puisse obtenir le taux de chute mini (0,38 m/s calculé) à 20,1 Km/h avec le gros volume de stab contre 20,7 Km/h avec le stab origine...
Stratair annonce 0,33m/s avec 280 g... (un peu optimiste ?) c'est un peu meilleur, mais comme je n'ai pas les données profil de Stratair Polaires et braquages volet, % de la corde, , j'ai du improviser le plus fidèlement..

ceci dit, Antho, si tu as des données approximatives du profil, je peux voir pour préciser les perfs un peu mieux

bon, un volontaire pour me filer les dim stab en ton-car pour le Flow et le FW4 ?

jolies courbes christopher !

donc pas de honte à augmenter le vol de stab du steig pour une bonne tenue de la spirale dans la phase vent de dos car il ne perds que 0.1 point de finesse théorique.

l'emplacement du stab a aussi son importance et celui du steig, situé en plein millieu de la dérive, est masqué (en partie) par celle-ci en attaque oblique.
un stab situé en avant de la dérive est moins perturbé.

sachant que c'est en vol lent, notemment pendant la phase vent arrière de la spirale, que le planeur a le plus tendance à glisser ou à déraper il peut ètre utile d'augmenter le volume de dérive (à défaut de pouvoir aussi augmenter le dièdre)....
et de pondérer le calcul du volume de stab en fonction du type de vol et de son emplacement ?

comment tu fais

andre a écrit:

l'emplacement du stab a aussi son importance et celui du steig, situé en plein millieu de la dérive, est masqué (en partie) par celle-ci en attaque oblique.
un stab situé en avant de la dérive est moins perturbé.

mouais....
je dirais qu'ils ont chassé la trainée en évitant d'avoir soit la trainée d'un pod, soit la trainée d'un support de stab...

andre a écrit:

il peut ètre utile d'augmenter le volume de dérive (à défaut de pouvoir aussi augmenter le dièdre)....

qu'est ce qu'on veut, de la stabilité, ou provoquer plus facilement un dérapage ?
qui dit augmenter la surface de la dérive dit aussi augmenter la trainée globale.
pour le steig, il y a deux tailles de dérive.... la première ne convenait pas ?

andre a écrit:

et de pondérer le calcul du volume de stab en fonction son emplacement ?
comment tu fais

Tu pense à tenir compte de l'efficacité du stab alors que la dérive est braquée ?
le stab n'est pas si exposé que çà...je dirai...

ben.... là , je crois qu'il faut utiliser des logiciels de calcul d'interaction des éléments, ce que le commun des mortels ne peut pas se payer tous les jours... et l'ordi qui va avec...

sur un plan plus raisonable, à notre échelle
Je pense qu'il faut simplifier les approches...et rester objectif
procéder une chose après l'autre, tester...
A notre niveau, le calcul a ses limites...
La logique doit prendre le relais..

Pour dimensionner une dérive en F3K, que celui qui sait parle tout de suite, ou construise à jamais...
AVL ? XFLR5 , 6 , 7 ?

j'en sais rien.
Je copie sur les copains.

il y a bien assez de boulot avec les perfs de la chute verticale ralentie ( )

ouf, j'espère ètre clair...

Citation :

il peut ètre utile d'augmenter le volume de dérive (à défaut de pouvoir aussi augmenter le dièdre)....



qu'est ce qu'on veut, de la stabilité, ou provoquer plus facilement un dérapage ?
qui dit augmenter la surface de la dérive dit aussi augmenter la trainée globale.

la symétrie du vol: primordial, glissade et dérapage = trainée, je serais curieux de voir le brin de laine de mon sal en spirale à 10m du sol dans un départ de bulle.

A diedre égal, augmenter le volume de dérive permet de stabiliser la spirale dans la turbulance, notemment en tangage ou chaque action sur la prof est un coup de frein consommateur d'altitude.
Paradoxalement, une dérive efficace doit permettre un volume de prof + raisonnable (je pense qu'un vol de stab de 0.55, c'est beaucoup)

Mais quand tu as collé une dérive , ennuyeux de la changer...pour le stab c'est + facile.
J'ai lu qu'à l'achat le steig est proposé avec grande ou petite dérive, quelle différence de vol entre les 2 dérives ?
les steig nantais sont montés avec quelle dérive : la petite ou la grande ?

(et à quand une dérive de steig pour gaucher