Comment améliorer l'efficacité d'un Stabilo pendulaire ?

Bonjour,

Voilà une question et un sujet de réflexion pour tous et plus particulièrement pour les Aérodynamiciens du Forum (Mathieu S, Frank A, Marc P,  etc....)  

- Comment peut-on améliorer l'efficacité d'un stabilo pendulaire crussiforme sur un modèle de type F3J ou F5J, sans le changer pour un plus grand en surface ?

- L'utilisation d'un turbulateur est-il une solution efficace ?

- Comment réalisé ce turbulateur et où le placer précisément ?

Pour complément d'information, le stabilo actuel dont la surface est peut-être un peu juste, possède un profil légèrement dissymétrique à 8,5% (S.8025) !

Voilà,  merci de votre retour et de vos conseils.

A+

Avant que l'on parte dans tous les sens, peux tu nous définir ce que tu appelles "efficacité"?

Marc

Tout simplement en évitant d'approcher l'incidence de décrochage en diminuant la charge en utilisant les volets, notamment en vitesse ou le CP migre beaucoup.

Citation :

Avant que l'on parte dans tous les sens, peux tu nous définir ce que tu appelles "efficacité"?

Marc

Eh bien en ce qui concerne l’efficacité, c'est en fait redonner artificiellement un peu de surface au stabilo,  et me permettre ainsi d'avoir plus de stabilité ou de reculer le centrage pour un même Vé longitudinal et avec ce stabilo d'origine.
En second lieu rendre la commande de profondeur plus précise autour du neutre .

STEPHANE

Si j'essaie d’interpréter ce que tu dis, je perçois trois aspec ts:
1) avoir plus de portance max
2) Avoir plus de stabilité. Là c'est une question de dynamique d'ensemble
3) Avoir plus de réactivité autour du neutre (moins d’hystérésis)

Est ce bien cela?

Une autre question:
A quelle vitesse veux tu tout ou partie de cela?

Marc

Bonjour Marc,

Oui, c'est tout à fait cela avec une priorité pour les points 1 et 2

Pour la vitesse, si je pouvais déjà améliorer un peu les choses à plutôt basse vitesse, c'est a dire aux vitesse où vol un F3J en général , ou à la vitesse de vol en spirale classique (environ 3 à 5m/sec ...!!)

Traitons le point 1.

Améliorer la portance max du profil: Difficile sans changer le profil.

Alors lequel?

Il en faut un qui supporte bien les faibles Reynolds, qui traîne pas à portance nulle et qui porte beaucoup et longtemps...

Regardons les profils de stab HT et le S8025


Conclusion: En portance max, le 8025 est bien mieux...
Mais autours du zéro, les HT sont bien mieux. et il semble que les HT portent plus longtemps (bien qu'il soit assez difficile de prédire le décrochage avec XFLR5/Xfoil.

Comment améliorer la portance max?
1) mettre un volet. 40% à 50% de la corde sur les HT.
2) On peut aussi augmenter l'allongement. Mais attention au Re critique. Le gain sera de toutes façons minime vu les allongements actuels déjà assez conséquents.
3) augmenter la surface (mais visiblement tu ne le veux pas).
4) Augmenter le bras de levier arrière. Là tu n'augmentes pas la traînée, ni la portance, mais tu augmentes le couple de rappel. C'est ce que l'on cherche à faire pour stabiliser le modèle, non? Certains diront que je ne perds pas le nord, je sais... De plus cela va améliorer le point 2.
5) mettre des winglets? bof. Pas possible d'être bon partout... Et difficile d'optimiser pour des cordes aussi petites.
6) turbulateur et autres? Pas fait pour cela...

Des commentaires et suggestions pour ce point 1?

Ok, merci pour ce premier point,

Au final on voit que le PROFIL choisi par Andréas HERRIG, S.8025 n'est pas si mal....
Maintenant je n'ai pas les compétences pour analyser les polaires que tu joins de façon correcte

Je recentre ueu le sujet car en fait ma question se résume à simplement:

Sur un modèle existante où les géomètre et le profil sont figé, est-il possible d'améliorer l'efficacité du stabilisateur en y ajoutant un turbulateur ?

Le but est de faire des essais de turbulateur sur mon stabilo actuel , histoire de tester et de voir le résultat sans pour autant espérer grand chose, mais je ne sais pas trop où placer ce turbulateur et comment le faire ?

Hello Stéphane,
Tu peux aussi attraper le sujet différemment
- tu oublies les aspects surface puisque tu ne peux /veut la changer.
- Le paramètre est donc figé.
- du coup ton stab il a deux fonctions ; une statique pour le vol (statique même s'il y a plusieurs régimes) , une dynamique pour cabrer piquer.

Ton sujet devient donc : quel centrage optimal pour trouver des régimes de vols presque autostables : du coup pas besoin d'avoir un stab "efficace" en statique puisque tu ne va pas y toucher. En dynamique, comme tu seras calé mais "à l'equilibre", le stab sera alors dans le cas le plus favorable pour modifier cet équilibre... et être efficace.

Si ton objectif est de gagner en performance en reculant le centrage et en espérant t'appuyer sur une meilleure portance de stab, et que ça ne fonctionne pas, c'est que tu es déjà trop arrière (sauf à augmenter la taille du stab - ce que tu ne veux pas) et du coup, tu as besoin de bagarrer autour du neutre pour stabiliser un équilibre pas naturel pour ton modèle et en plus, le comportement à la profondeur est non constant suivant ce que tu lui demandes. Tu te retrouves à sur piloter tout en ayant des réponses variables fonction de la vitesse, de l'angle d'attaque etc ...)

Cherches le meilleur réglage à finesse max où tu as le moins de corrections à donner et reprends une analyse ensuite.
Pour moi que n'aime pas les stabs en croix pour des raisons visuelles, je les aime en vol justement parce que l'on a des commandes très précises et qu'on n'a pas besoin de s'en occuper en statique puisque l'on règle le Vé comme on veut sans cambrer le profil et sans changer la portance du stab ce qui sur les autres modèles introduit un paramètre en plus et les compléments de réglages qui vont avec ...

Salut Sylvain,


En fait je n'ai pas de problème particulier avec mon modèle et le son stabilo d'origine, j'ai des réglages satisfaisants et tout va bien, je voulais juste m'amuser à tester de mettre un turbulateur sur mon stabilo pour voir si je peux améliorer un peu la stabilité en gardant un centrage neutre et si l'on peut gagner un peu en efficacité globale.

En fait sur mon modèle certains ont monté des stabilisateurs un peu plus grand et à profil symétrique et semblent avoir noté une amélioration, mais je n'ai pas ce genre de stabilo à disposition et pas le temps d'en faire un , donc je voulais essayer autre choose...................

A+

Ok, si c'est l'essai souhaité, tu peux le faire vite
Si tu trouves de la déco scotch en zig zag, c'est bien (j'en ai vu mais je ne sais pas où ca se trouve).
Sinon, tu peux découper des bandes dans du Vénillia (en zig zag ou pas) de 1.2 ou 2 mm et tu les place sur le stab ...
Il te faut trouver la zone ou les filets d'air auraient tendance à décrocher du profil et poser le turbulateur par là ( je commencerai 2 ou 3 cm derrière l"épaisseur max) et après tu essayes voir si cela donne plus de mordant et plus de stabilité. Comme ça ne coute rien, tu peux faire plein d'essais à des endroits variables 1cm devant l'épaisseur max au cas ou et aussi en déplaçant vers l'arrière - (et même des essais avec turbulateur sur une face et pas sur l'autre)...
Ca peut fonctionner (j'en avais mis sur des saumons un peu chatouilleux et ça avait calmé le jeux) même si l'idèe n'est pas intellectuellement très magique !
Bons essais

bonjour steph,
ton essai m'intéresse

c'est pas pareil mais le turbulateur placé devant le volet de derive d'un f3b "evolution" a nettement augmenté son efficacité à debattement égal (pour le vol de duree) : bandes de carton fin 0.3mm découpées avec des ciseaux crantés d'enfant collées à la neoprene contact , on peut aussi utiliser des bandes de papier verre de carossie, le vénilia 0.1mm n'est pas assez épais.

sur la peau fragile d'un stab de supra (V1) quelle colle utiliser (soluble à l'essence F) pour pouvoir deplacer le turbu sans abimer ?

merci

andré

Salut Sylvain,

Ok, pour le turbulateur sur mon stabilo donc, mais est-ce que je dois le placer à l'intrados ou à l’extrados ?
Et est-ce que la position de départ est bien 5 à 10 mm dérrière le point d'épaisseur maximum ?

Sinon est-ce qu'un filet rectiligne d'adhésif assez épais peu convenir , ou faut-il impérativement une forme en dent de scie ?

Merci par avance pour votre aide


A+

La position du turbulateur doit être 5 à 10% (à tester) avant la transition laminaire turbulent du profil dans les conditions voulues.

Donc ce n'est pas la même chose à faible ou forte incidence.
Perso, je viserai les faibles incidences. Étude à faire...

Marc

Bonjour Marc,

Ok, plus concrètement sur le S.8025, si je test un turbulateur à l'extrados, il faut que le place à combien de % de la corde pour être pas trop mal ?

Et faut-il un turbulateur seulement à l'extrados ?

Il ne se passe pas la même chose à l'intrados sur un stabilisateur ?


A+

Pour l'aspect statique : centré avant l'interret du turbulateur serait d'augmenter la portance du stab donc moins de trim à piquer ; de reculer le centrage à mème incidense de stab : je chercherais la bonne position sur l'extrados .

et pour tester l'efficacité voir comment sa position influe sur le test de piquer

andré

Pour augmenter l'efficacité autour du neutre, je mettrai 50% ou 60%. Commence par 50%. Si cela ne marche pas, essaie en remontant vers 40%, mais je ne penses pas que cela soit payant.
Pour la conffection, le zigzag permet d'avoir une plus grande plage efficace. Comme disent les autres, 0.3mm d'épaisseur. Regardez le blog de M. Scherrer. Il décrit très bien comment les faire.

Intrados ou extrados? Pour les très faibles incidences, ce serait plutôt intrados. Pour les faibles vitesses y compris finesse max, ce serait plutôt extrados. Mais cela dépend du type de centrage que tu as. C'est toutefois la tendance.

Pour le point 2 que tu voulais (plus de stabilité), les choses sont à mon sens un peu différentes.

C'est une question de volume de stab, d'inertie, et de marge statique.
Il faut en premier être au plus près du point neutre. Mais il faut savoir gérer ce type de vol qui demande beaucoup plus d'attention et de micro corrections au manche...
Ensuite il faut un bon volume de stab. Là, entre plus de surface et plus de bras de levier, choisir le bras de levier...
Pour l'inertie, c'est surtout en lacet que cela joue. donc on laissera cela de côté.

La réactivité à faible vitesse peut s'apprécier par la capacité du stab à réagir à de petits angles d'incidence. Peut être que le les zigzag marcheront? Mais pas certain.

Et vous allez dire : "Et la portance max alors?". Je dirai que la portance max est importante pour les point extrêmes, c'est à dire pour la vitesse limite décrochage ou pour une variation rapide d'attitude. Mais ce n'est en général pas une situation standard à mon sens. Donc, laissons de côté la portance max.

Une question que je soumets à votre sagacité à tous: Est ce que ce que tu demandes plus de stabilité en tangage ou n'y a t'il pas un autre facteur tout aussi important voir plus pour les faibles vitesses?
Certains me voient déjà venir... non?

Marc

Bonjour

Je viens de retrouver une série d' articles d' Helmut Quabeck traitant des fonctions d' un stabilo
Pour améliorer le rendement à basses vitesse il prèconise d'employer des turbulateurs légerement
en retrait de l'épaisseur max , dessus et dessous et sur toute l'envergure
L' experience a montré qu' une simple bande de ruban adhesif 0,2 x 2mm suffit
Tu ne vas pas augmenter la portée du stabilo par contre tu vas augmenter sa trainée
Si tu as une amélioration à basse vitesse alors se posera la question d 'augmenter
la rugositée de surface du stabilo á la place des turbulateur
Pour un stabilo efficace il préconise 3 choses:
 une partie fixe ,un volet, et de l' épaisseur
mais Quabeck parle d'un temps où il n'y avait que le programme Eppler

Jean

Hello

L'effet principal de la bande de turbu serait de retirer le "zigzag" dans la courbe Cz(alpha) visible à faible Re sur les tracé de Marc. En améliorant ce point, on restaure une profondeur plus linéaire, donc plus agréable/homogène sur toute la plage de vol, avec à priori moins de "zone de flou".
...Si tant est qu'il y ait un soucis au départ, car le "zigzag" dans la courbe Cz(alpha) est un résultat de calcul profil isolé, avec une surface idéale, un niveau de turbulence calibré & pas d'interaction avec la voilure/le fuselage Par ex on ne l'avait pas mesuré en soufflerie sur le Jibe, alors que je l'attendais/le surveillais... (http://sailplane-matscherrer.blogspot.fr/2008/04/results-from-wind-tunnel.html)

Coté Czmax/min du plan horizontal, il ne sert pas vraiment en modèle réduit - sauf en treuillée. --> c'est un critère seulement si c'est pour du F3b/j.
Vis à vis de la liste de point de Marc :
1) Mettre un volet sur un stab n'est pas une bonne idée pour le Czmax, car le volet fonctionne à l'envers : i.e. bord de fuite vers le haut quand on demande de la porte vers le haut.... si si... http://scherrer.pagesperso-orange.fr/matthieu/aero/papers/Portance_empennage_soufflerie.ppt
3) la mod de surface est la meilleure solution, cf planeur de f3b dispo avec 2 stabs différents...

En terme de compromis perfo/trainée qq truc que j'ai fait sur f3k, avec des photos du mode opératoire pour un solution double face + rodhoïd.
https://dl.dropboxusercontent.com/u/86741004/F3K%20airfoils%20%26%20turbu.pdf
https://dl.dropboxusercontent.com/u/86741004/Helios%20%26%20Turbulators.pdf

Je t'invite a essayer des turbus d'empennage en vrai (essai-erreur), avec pour objectif d'affecter le comportement profondeur, sans trop intellectualiser le coté trainée. La surface de stab reste petite par rapport à la voilure, c’est un organe de contrôle donc l'objectif est d'optimiser le contrôle...
La méthode quabeck ci dessus est un bon point de départ, si tu ne sens rien avance la ligne de turbu à 25%.
Et si ca ne change tjrs rien, c'est que le comportement du profil est deja bien comme ça, et que les trucs a corriger (s'il y en a) viennent d'un placement malheureux dans le sillage de l'aile, de pbm de souplesse dans la ligne de commande, ou d'un stab trop petit pour gommer des irrégularité de fonctionnement de la voilure (liste non exhaustive...).

Raconte nous ce que tu conclues après qq essais sur le terrain.

Matthieu

Bonjour Mathieu,

Merci pour ton message et les conseils.
Le but est pour moi d'essayer d'améliorer l'efficacité du stabilo et la stabilité du planeur avec un centrage plutôt arrière, mais également l'efficacité autour du neutre et la précision de ma profondeur. Actuellement le modèle vol bien et ne pose pas de problème particulier, mais des essais avec un stabilo plus grand sur ce modèle on montré un avantage.
Pour la phase treuillage, si cela peut aussi avoir un aspect positif, ce n'est que mieux !

Je vais donc essayer de mettre un turbulateur sur toute l'envergure du stabilo, à l'extrados et à environ 35% de la corde !

- Est-il utile de mettre un turbulateur à l'intrados également , Si oui la position reste la même qu'à l'extrados ?
- Confectionner mon turbulateur en dent scie est il obligatoire ou un filet adhésif rectiligne peut suffir ?

A+

STEPHANE

stefmog a écrit:

Je vais donc essayer de mettre un turbulateur sur toute l'envergure du stabilo, à l'extrados et  à environ 35% de la corde !

- Est-il utile de mettre un turbulateur à l'intrados également ,  Si oui la position reste la même qu'à l'extrados ?
- Confectionner mon turbulateur en dent scie est il obligatoire ou un filet adhésif rectiligne peut suffir ?

35% est conservatif, s'il y a qq chose a voir ca devrait le faire.

Oui je mettrai de la bande des 2 coté, pour avoir une linéarité sur toute la plage.
Et la bande zig zag n'est pas obligatoire, mais c'est quand meme plus efficace qu'une bande de scotch, et donc on peut mettre moins d'epaisseur...

Matthieu

bonsoir,

les turbu en Z se découpent facilement au cutter en suivant un petit gabarit (stephane, je t'en envoie un avec plaisir)

le venilia est repositionnable, celui que j'ai utilisé pour faire des turbu de stab fait 0.1mm .est-ce assez épais ?
sinon connaissez-vous l'équivalent en 0.2 ou 0.3mm ?

merci

andré

Ok, merci bien à vous pour les conseils et votre aide,

Je ferai des test sur mon modèle des que le beau temps va revenir

Andre, je t’envoie un MP.

A+

STEPHANE

Salut ,

Pour faire des turbulateurs en Z il y a des ciseaux avec tout un tas de forme de découpe différentes dans les boutiques de "loisirs créatifs" de style Cultura .

Sinon , pour faire des épaisseurs , il suffit de coller 2, 3 ou 4 couches de scotch d ' électricien les unes sur les autres (l'épaisseur se gère très bien) et de les découper par la suite en les collant sur un réglet métallique comme support de découpe .  Ca se fait bien sans problème , et de plus très facilement repositionnable pour faire des essais .

J 'ai testé sur 3 planeurs .
Xp pro , Thermik Xl et Blizzard Reichard .
Je ne vais pas rentrer dans les détails , mais des fois ça marche , des fois ça ne marche pas ( ça empire) .
Mais de toutes façons ça ne coute rien d'essayer , et ça permet d' apprhéender le système .

Bonjour,

Je teste le turbulateur sur le stab pendulaire de l'évolution (f3b) en spirale
avec un ruban de blenderm micro poreux de 5mm de large placé à 25% de la corde:
En phase spirale la présence du turbulateur permet une correction du V longitudinal de 5 crans de trim a cabrer !

Steph, as-tu fait la même observation ?

Andre