Projet FlyingStone F3F

Salut à tous,

Voici mon nouveau projet F3F : Objectif premier vol pour 2012, comme cela j ai le temps de voler durant la belle saison

J'ai choisi de f.aire un stab en Croix pour changer un peu de la mode actuelle. Je me suis donc naturellement tourner vers Marc Pujol qui est un adepte de ce type d'empennage pour solliciter son aide afin de le dimensionner. Il a gentillement accepté et a fait même plus en appliquant son expérience du F3J afin d'obtenir un planeur très raide sous sollicitation dynamique (merci XFLR5 V6). De mon côté je me suis charger de l'aile en élaborant la série de profil issue du NMR 13. Voici une première vue sous XFLR5.



Vous remarquez que Marc a placé le stab très en avant de la dérive et a augmenter le bras de levier, plus stable et plus raide qu un stab en V, c'est que devrait être ce planeur. si il passe par par la il vous expliquera mieux que moi.L'aile est toujours en 5 panneaux trapézoïdales et possède un dièdre au milieu de l'aile comme l'aLLiaJ HM.

Après un passage en CAO pour sortir un mini plan de principe, j'ai choisi de faire le stab pendulaire intégrer au pied de dérive.

Le fuselage est inspiré encore une fois du slim de Fast de Thierry, fin et charge des ballast par l'arrière. Voici le plan de principe qui défini les grands bases du planeur.





Restait à lui trouver un petit nom et comme mon fils s'appelle Pierre, FlyingStone sonnait bien.

Maintenant y'a plus qu'a définir le lay up de l'aile qui sera en polyextrudé stratifié alors que le fuselage sera fait par moule perdu + chaussette carbone.

Si quelqu'un est prêt à tenter l'aventure pour être le proto constructeur et pilote, je serais heureux lui fournir les plans.

a bientôt

Nicolas

Pourquoi mettre la dérive loin du stab?

L'idée est de traiter la stabilité longitudinale et latérale de façon séparée.

Pour le longitudinal, un calcul avec le volume de stab va très bien. La dynamique d'ensemble n'est pas un critère prépondérant. Il faut aussi avoir un bon allongement (6 à 7) sans avoir de trop petites cordes. Et puis il faut la bonne marge de stabilité (ni trop ni trop peu) avec un stab qui soit le plus possible au neutre. Cela aboutit à mettre le stab à un endroit.

Ensuite, pour la stabilté latérale, il faut parler dynamique. Nous avons fait des mesures et comparé ce qui sort de Xflr5 et des mesures. Le résultat est bluffant puisse que nous avons constaté environ 5% d'écarts entre théorie et réalité. Quand on sait que les masses ont été globalisées et "arrondies" on peut dire que, en s'appliquant un peu mieux dans les calculs, on peut faire mieux.
Nous avons donc essayer d'obtenir une machine plus raide, sans plus traîner par rapport à une version en Vé. On s'apperçoit qu'à iso couple de rappel, le fait de reculer la dérive de 10% fait augmenter la stabilité d'autant. On adonc intérêt à reculer la dérive (dans une certaine limite bien sûr).

De plus découpler stab et dérive permet de répartir les masses et de diminuer les coups de fouets à l'atéro.

M. Drela n'a pas adopté cette configuration par hazard.

J'ai une nouvelle fois utiliser cette conf sur mon dernier F5J unlimited. 3.6m d'envergure pour 1.9kg. Il se pilote comme un electro7. Au 2ème vol j'ai spiralé à 20m du sol dans du zéro, les doigts gelés par le froid et le vent... Comme je ne fais que peu de (pas) de compétition, je ne sais donc pas piloter . C'est donc que la machine est docile
Comme le planeur est une construction club, j'ouvrirai un post pour partager notre experience.

Bravo Nicolas pour oser aller à l'encontre des modes

Sympa comme nouveau projet!!
par contre franchement j'aime pas la forme de la derive......
tu peux pas travailler la dessus?
le reste est tres interessant mais ca bloque un peu la queue en castor.

@ Marc
Merci à toi surtout pour ton aide. Les bases sont maintenant jetées.
Le fuselage ne présente guère de difficulté.

Je suis entrain de voir chercher un stab pendulaire du commerce. C est celui du cross fire 1 x tail qui se rapproche le plus de celui dessiner par marc. J ai contacte aerotec ouch 120€ fdpin Ca fait chère. Ca va se déterminer par le faire moi même.
C est aile qui me pose le plus de problème. Il faut que je sache si cette aile est faisable par la technique classique (aile pleine stratifiee sous vide), sinon je vais devoir me résoudre à faire une aile droite et donner le diedre uniquement par la clé d aile. Marc cela changera t il ton dimensionnement de l empennage?
Je lance d ailleurs un avis au connaisseur, quel pourrais être le lay up et la dimension du longeron pour une telle aile?

@ allan
Oui moi aussi je suis pas entièrement satisfait par la derive mais j ai essayer de conservé au plus pret la forme donnée par marc. Il faut aussi que volet soit faisable par découpe au fil chaud, ou à la rigueur je peux dessiner quelque chose de plus beau mais va falloir que je ponce le profil.

Merci de votre aide en tout cas.

Nico

La forme de la dérive n'a que peu d'importance. C'est une question de surface et de bras de levier. En deuxième, c'est une question d'allongement (un bel allongement est préférable)

Pour la réalisation de l'aile, inspire toi de ce que fait M.Drela pour le Supra. C'est sur la toile (charlesriver... ou un truc comme cela). ce n'est alors qu'une question de dimensionnement du longeron et de tenue à la torsion.

Si tu faits un dièdre simple, cela ne changera que peu les choses si tu restes dans les valeurs que tu as actuellement. Sinon, cela peut augmenter le couplage en rouli mais bon, laissons cela de côté.

pour le calcul du longeron et la réalisation je te fait passer par M.P. des fichiers.

La forme de la dérive n'a que peu d'importance. C'est une question de surface et de bras de levier. En deuxième, c'est une question d'allongement (un bel allongement est préférable). Donc si tu veux changer la forme, libre à toi. Moi aussi, je trouve que l'on peut faire mieux...

Pour la réalisation de l'aile, inspire toi de ce que fait M.Drela pour le Supra. C'est sur la toile (charlesriver... ou un truc comme cela). ce n'est alors qu'une question de dimensionnement du longeron et de tenue à la torsion et de la raideur de l'aile.

Si tu faits un dièdre simple, cela ne changera que peu les choses si tu restes dans les valeurs que tu as actuellement. Sinon, cela peut augmenter le couplage en rouli mais bon, laissons cela de côté.

pour le calcul du longeron et la réalisation je te fait passer cela par M.P. J'ai fait comm M. Drela. C'est simple et cela donne des résultats parfaits...

Ok merci marc.

Je vais retravailler le design de la derive.

Pour cette envergure (+de 3m) etes ont obligés de passer par la pose d un longeron?
sur ce post http://www.f3news.fr/t1120-choix-des-fibres-et-de-leur-grammage-pour-la-construction
JCT suggere :

Mes F3F :
La peau est constituée d'un tissu de 200 gr fibre de carbone posé à +/-45° et d'un 50 gr fibre de verre à 0/90°.
Le longeron est fabriqué avec de l'unidirectionnel carbone posé dans un sillon pratiqué dans les noyaux.
L'aile complète sortait à moins de 800 gr, est c'était béton !

Est ce une recette applicable à mon projet? Par contre la peinture etait appliquee quand? Mylar peint?

À+

Nico

Le fait de mettre de l'unidirectionnel constitue le longeron. La peau en 200g est là pour la torsion et le tout donne une déformation minimale.

Il faut faire attention à une chose: Pour une meileur tenue, il faut faire en sorte que la peau / semelle ne puisse pas glisser le long de l'envergure sous les efforts, ni s'enfoncer dans la mousse (qui elle ne résiste que très mal à toutes ces contraintes). C'est pourquoi il est recommandé de lier le dessus et le dessous par quelquechose de résistant.

Tu peux faire un I, mais la solution de M. Drela permet de garantir une très bonne continuité du profil entre la mousse et le longeron, ce qui n'est pas facile à faire quand on procède par le procédé de la saignée. Et en plus c'est hyper simple à faire et ne demande que peu d'outillages (que des choses que chacun peut faire).

Le coup de mettre une petite plaque de balsa dessus et dessous (1mm) et de faire un longeron légèrement plus épais (+1mm) permet par ponçage d'avoir une pièce qui s'intègre parfaitement et qui, sil il a quelques problèmes de rectitude (du gennre 0.5mm, ce qui est toujours le cas avec de l'outillage fait à la main) ne se verra pas. Et les petites épaisseurs deci delà de balsa qui resteront, seront infiltés de résine au collage de la peau. Le risque de délaminage sera ainsi faible.

Marc

Merci pour les fichiers Marc.

Voici une proposition de dérive :



C'est mieux je trouve, non?

a+

Nico

Tu aimes visiblement les courbes

L arrière fait voute plantaire...
L avant a a mon sens un rayon de courbure trop grand.

A les gouts et les couleurs...

C est sur, en vol il va etre reconnaissable.

Décidément tu sors des sentiers battus.
Si tu aimes, persiste! Et signe!

Le grand rayon de courbure à l'avant c'est pour surélever au maximum le stab pendulaire afin de le préserver pour l'attero.

Je vais encore réfléchir on verra si d'autres inspirations me viennent, mais c'est vrai qu'elle ressemble à un pied.

Comme windfinder me dit qu'il y aura peu de vent pour un essai du Flam's ce We je bosse sur le 60", un peu marre de l'ordi.

a+

Nicolas

Salut Nicolas

"FlyingStone" : c'est vraiment un nom de planeur dessiné spécialement pour Vernègues !

Faire voler les cailloux c'est justement une spécialité du coin.
A 270 km/h les pavetons 700g volent sans problème. C'est du vécu.

TP

Au fait où en est le Flam's ? Tu devrais le faire voler et l'e tester en compétition avant de te lancer dans un nouveau projet. Il y a toujours plein d'enseignement à tirer....

Marc.PUJOL a écrit:

Et puis il faut la bonne marge de stabilité (ni trop ni trop peu) avec un stab qui soit le plus possible au neutre.

Salut Marc

Pour info, en F3F on vole habituellement avec une marge de stabilité nulle (centrage neutre)

TP

Salut Thierry,

Oui c'est pour cela que je me laisse un an pour aboutir ce projet histoire de m'agaillardir aux manche du flam's et du Winstub. Y'a un moment où voler est quand même l'essence de notre passion.

Comme dis dans mon post précedent ce WE était idéal mais windfinder n'est guère optimiste avec 3m/s max.

Dès qu'il y a bon WE sur Vernegues je le jette, peut etre que le bapteme du 60" se fera en même temps. Je te dirais de toute façon quand je monte.

a+

Nicolas

Salut Nicolas.
Cette dérive, elle est originale certes...
Il vaut pas mieux respecter un peu l'articulation du volet à 30, 40% pour limiter sa trainée?
Ce qui serait nettement moins original mais bon..
Le petit bout de volet en flèche, ça me fait penser à l'inverse d'une gouverne compensée...
Le pied de dérive plus large pour la profondeur, c'est bien mais il faut une forme que tu pourras réaliser efficacement.
Je serais plus tenté de faire une forme simple (en trapèzes) pour bien réussir la symétrie, avec un vrai profil, articulé là où il faut.
Le reste à l'air sympa! A+ Cris

Salut Christophe,

La dérive aura un profil avec des gabarit et une bonne cale c'est assez simple.

a+

Nicolas

"Le grand rayon de courbure à l'avant c'est pour surélever au maximum le stab pendulaire afin de le préserver pour l'attero."
Ouais, et il faut la place pour un grand palonnier de stab... pour un débattement mnimisé.
La dérive sur le premier dessin pourrait facilement être faite entre deux mylars. Comment fait tu une dérive avec une cale et des gabarits? C.

Finalement en plus sobre c'est pas plus mal



C'est surtout moins prise de tête à faire.

a+

Nico

Attention les yeux,

faut pas se mettre la pointe de la dérive dans l'œil. Mine de rien, c'est pas une connerie. C'est du vécu !!
Mes planeurs sont rangés sur des équerres réglables au mur de l'atelier, et il est fréquent que j'en prenne un sur le nez en bougeant mon binz (Et oui, c'est ça quand on a trop de matos ...) alors, attention à la dérive !!!

Christian.

Salut Nicolas.
Je m'étais posé à peu près les mêmes questions pour mon voltigeur: avec le bras de levier de dérive un peu plus grand que le bras de levier de stab, le bord de fuite du stab arrive pile sur la charnière du voler de dérive. ça évitait de couper les stabs en biais pour le débattement de la dérive et je trouvait ça très "original"....
Du coup, il fallait aménager le support de stab un peu en hauteur pour avoir la place de mettre un grand palonnier.
J'ai dessiné différent trucs en essayant de limiter les sources de trainées. J'essaierai de te montrer ça.

J'ai fait une bonne série de stabs pour mes planeurs. Je me suis rendu compte qu'un rien suffit pour donner une allure différente: flèche nulle, arrière, bord de fuite aligné, saumon droit ou travaillé, un ou deux trapèzes... on peux faire quelque chose d'original simplement en combinant des morceaux qui ne sont pas originaux...
Ce qui me plait moyennement dans ton dessin, c'est que je suis sûr que le design de l'aile ou de la géométrie est très académique et que celui de la dérive est très, ou, trop "créatif".
C'est quand même un grand planeur, un paquet de temps à le construire, il faut que tu soit à 200% sur tout tes choix!!
Le plus confortable étant, il me semble d'avoir des solutions qui s'avèrent être originale et esthétique mais tout en étant dictées par la résolution de problèmes techniques (cahier des charges).

Bon, je te laisse bosser. Cris.

Hello Nicolas

J’aime bien des projets hors du commun. Mais permet moi quand même une question ;
Pourquoi pas la dérive avant le stab ?

Pour un avion de voltige il est en tout cas préférable d’avoir le stab derrière la dérive. Ca aide pour sortir d’une vrille. (PC-7, Fox, Swift….)

En plus un planeur F3F n’a pas besoin un bras de levier importante pour la dérive (voir Needle100 par exemple !), car il vole beaucoup plus vite qu’un F3J qui se batte en tournant dans la thermique.


Mais moi aussi je te laisse bosser … !

Christian

Salut Christophe.
Je crois que tu prends ma réflexion à l envers.
Marco et moi avons dessine NMR 13.
Naturellement j ai voulu faire le planeur associé. Un planeur qui serait complémentaire au flam s, donc plutôt orienté pour les grosses conditions. Du coup augmentation de l allongement (17) et aile a diedre, simplement car le flam s a un diedre simple, du coup l aile est en 2 parties contre 3 pour le flam's .
Marc m'à ensuite dessiner l empennage et pour ne pas avoir un stab qui fait trop f3j, j ai imaginé cette solution.
Donc je pense que les choses sont relativement fixées et justifiées dans le principe. La forme de la dérive est un point esthétique.
Maintenant je dois discuter avec mon stratifieur pour les # lay up.
Le fuselage et le pied de dérive sont pour ma pomme mais c est assez simple à réalisé.
De toute facon c un projet au long court j ai encore le temps de laisser ca murir dans un coin de ma tête, mais j ai au moins mon état zéro du projet.

Voili

nico

Tout à fait d'accord avec toi. Un rien peut tout changer.

Pour l'aile, la déco peut aussi apporter une certaine originalité et compenser.

Pour l'aspect originalité, il faut aussi compter sur l'allongement. Le dessin en vol apparaitra très différent. C'est en tout cas ce dont je me suis apperçu avec mon Genoma qui a lui aussi un grand allongement.


Pour la dérive, on peut aussi faire "par marches":
Première marche pour le support de stab. L'attaque peut être inclinée avant d'arrivée sur "un plat"(ex: 45°).
Deuxième marche = la dérive. La transition peut être faite avec une même pente (ex:45°) et une première "épaisseur / hauteur" harmonieuse. En sommet de dérive, nouvelle pente à 45° d'une hauteur en "harmonie".

Cela ferait alors un truc potentiellement très "cubiste".

Marc

Christian Maldini a écrit:

Hello Nicolas

J’aime bien des projets hors du commun. Mais permet moi quand même une question ;
Pourquoi pas la dérive avant le stab ?

Pour un avion de voltige il est en tout cas préférable d’avoir le stab derrière la dérive. Ca aide pour sortir d’une vrille. (PC-7, Fox, Swift….)

En plus un planeur F3F n’a pas besoin un bras de levier importante pour la dérive (voir Needle100 par exemple !), car il vole beaucoup plus vite qu’un F3J qui se batte en tournant dans la thermique.


Mais moi aussi je te laisse bosser … !

Christian

Salut Christian,

Là derive avant le stab pourquoi pas mais par contre le bras de levier est fixe pour obtenir un planeur raide comme un i surtout les axes de sollicitations. Mais je laisse Marc explicité ce point par les résultats de xflr5 comparé à un stab en V. J ai encore un peu de mal avec toute les variables de la version V6.

À+

Nico

Marc.PUJOL a écrit:

Pour la dérive, on peut aussi faire "par marches":
Première marche pour le support de stab. L'attaque peut être inclinée avant d'arrivée sur "un plat"(ex: 45°).
Deuxième marche = la dérive. La transition peut être faite avec une même pente (ex:45°) et une première "épaisseur / hauteur" harmonieuse. En sommet de dérive, nouvelle pente à 45° d'une hauteur en "harmonie".

Cela ferait alors un truc potentiellement très "cubiste".

Marc

Salut marc
J avais dessiné cette solution esthétiquement j ai pas aimé. Je suis pas fan des angles.

Nico