differentiel d'ailerons

Bonjour, intéressant cette discussion... je suis le truc de loin mais d'un oeil attentif...

Patrick a écrit:

Bonjour,

La nuit portant conseil, j'ai modifié mon fichier XLS voir plus haut.

Cela semble plus réaliste et moins fort que calculé précédemment.

C'est assez sensible pour les planeurs volant très lentement, reste a calculer le couple que cela représente.



Pour mettre un lien sur un fichier il faut utiliser le bouton lien (sorte de chaine a droite du bouton image).
Le fichier doit être quelque part sur le web, pour moi c'est sur mon site perso.

Patrick

Je voulais soulever plusieurs points au sujet de ce "dérapage géométrique", pour ton calcul Patrick, prends tu en compte le fait que la dérive voit une vitesse air orientée différemment de celle du centre de gravité? (perpendiculaire au rayon de virage de la dérive), je pense que pour des faibles rayons de virage on ne peut plus considérer que la dérive voit le même flux que le CG du planeur...

Attention aux fortes inclinaisons le stab joue progressivement un rôle de dérive, comptes tu le predre en compte?

Cette remarque remet un peu en cause la notion de vol "symétrique", en effet sur le dessin de christophe: seul le nez du planeur est parallèle à l'écoulement, par contre tout le reste du fuseau dérape (le fuseau voit un flux moyen venant de sa gauche)...

Comme le calcul de l'excursion de la dérive en virage semble le montrer, ce dérapage n'est probablement pas négligeable surtout pour de grands bras de levier.

J'avais une autre remarque au sujet de l'étude de la spirale stabilisée:
Si on considère que la répartition de portance de l'aile en virage s'éloigne peu de la répartition en ligne droite, on peut démontrer que lorsque le virage est stabilisé, les deux demi ailes portent de la même valeur. (sinon le planeur tournerait sur son axe de roulis)
Cependant elles ne travaillent pas au même Cz, à cause de la différence de vitesse.
Ce Cz différent peut être obtenu de deux facons: dièdre+dérapage extérieur ou contre aux ailerons/ combinaison des deux.
La question pour moi est donc d'évaluer le Cx des deux demi ailes, et leur trainée (en tenant compte du différentiel de vitesse).

Avec ce raisonnement on voit que si le Cx de l'aile interne est probablement plus grand, ce n'est pas forcément le cas de la trainée, car la vitesse est plus faible.

En reprenant le bilan des efforts sur l'aile on peut à mon avis remonter à un braquage de dérive qui équilibre le moment dû à la trainée des ailes.

Est ce que quelqu'un sait simuler (avec XFLR5 par exemple) l'effet d'une répartition de vitesse non uniforme sur une aile?

Dans ce calcul, je n’ai calculé que la différence de rayon de la dérive.
En gros la dérive ne tourne pas sur le même cercle que le cg du planeur.
L’inclinaison est intègre dans le calcul ce qui diminue un peu de le décalage mais comme le rayon diminue aussi le décalage globale augmente avec l’inclinaison.

J’avoue n’avoir jamais pensé a cela pensant que c’était négligeable (c'est certainement le cas sur les grandeurs) et c'est le cas a faible inclinaison.

Ce décalage crée un couple de lacet inverse, mais je ne l’ai pas calculé. Je ne tiens pas compte de la profondeur, mon calcul a juste pour but de mieux visualiser ce phénomène.

Le fuselage même en vol symétrique est en dérapage. Un bras de levier plus grand augmente encore le décalage…

Il faudrait avoir l’axe de rotation de la dérive, donc du fuselage au niveau du CG, voila une idée d’un nouveau concept. Encore mieux un fuselage avec plusieurs points d’articulations pour bien épouser la courbe du rayon de virage.

Pour XFLR5 je laisse les spécialistes faire.

Patrick

Bonjour.
C'est éventuellement visible sur un grand planeur biplace. il y a une petite différence entre les deux fils de laine. qui est amplifiée par la forme de la verrière qui force un peu l'angle.
Le même problème se pose pour un décalage du stab sur un rayon de virage plus grand qu'au Cg. cf l'article sur le DS de jean luc Foucher.
On s'en remettra... Mais c'est une source d'inspiration pour dessiner des fuselages, même s'il ne sont pas modifiables en vol..
un cas particulier: Le volet de dérive peux respecter cet angle. la partie fixe non. et le la poutre participe mais ne voit pas l'inclinaison.
D'un point de vue optimiste, il y une tendance chez les filets d'air à coller aux surface du fuselage..
D'un point de vue pessimiste il y a une tendance chez les filets d'air à se décoller..
avec ou sans dérapage..

Basile, si tu es en vol tranche, en ligne droite. ta dérive et ton stab échangent leurs rôles. ok.
Pas en virage conjugué!
Regarde le dessin de droite, le planeur vu de derrière, incliné en virage.
L'axe vertical du fuselage est dessiné incliné, perpendiculairement aux ailes. Le trait vers le haut, c'est la résultante, le trait vers le bas, c'est le poids, incliné par la force centrifuge. la dérive garde son rôle de dérive. quel que soit l'inclinaison.
trois cas de figure:
la vitesse est importante, on fait un virage très incliné, conjugué.
La vitesse est adaptée, on fait un virage très incliné, conjugué.
La vitesse est trop faible, on fait un virage très incliné, la portance n'équilibre pas le poids et le facteur de charge, le planeur ne peux garder cette trajectoire, il (le planeur) en choisit une plus crédible, la symétrie se barre...c'est plus un virage, c'est n'est pas un renversement, c'est moche...

Wep christophe, tu as raison j'ai parlé trop vite... la dérive seule compense la différence de trainée des ailes...

Par contre l'inclinaison de la dérive par rapport au plan horizontal doit être prise en compte pour calculer son incidence, car la vitesse de la dérive par rapport à l'air reste dans le plan horizontal.

D'un point de vue optimiste, il y une tendance chez les filets d'air à coller aux surface du fuselage..
D'un point de vue pessimiste il y a une tendance chez les filets d'air à se décoller..
avec ou sans dérapage..

A mon avis il est impossible (compliqué, chiant et tout et tout ) d'anticiper et de prévoir la trainée du fuselage en fonction de son dérapage.

Ce qui est a mon avis plus facile et peut être même plus pertinent, ça serait d'évaluer la performance de l'aile en spirale pour plusieurs combinaisons de braquages de gouvernes qui donnent la même spirale (même vitesse, même inclinaison)
On pourrait ainsi revenir au sujet principal: le différentiel (bien ou pas bien...)

Avec les mains: mon avis est que pour la spirale stabilisée, le différentiel dégrade la perfo de l'aile (pour un même rayon de virage à la même vitesse) car c'est équivalent a des volets en négatif=>chute de portance (comme dit précédemment) et que pour compenser cette chute de portance on doit augmenter l'incidence de toute l'aile: c'est mal.

Comme déja dit précédemment, lorsqu'on creuse le profil de façon trop importante en braquant les volets, on finit par atteindre sa limite. Je ne crois pas que du différentiel soit un remède: a mon avis le seul remède c'est élargir la spirale ou accélérer... Pour moi le différentiel va au contraire accélérer le phénomène car l'ensemble de l'aile aura dés le départ une incidence plus élevée.
Certains pilotes apprécient le diff car ça aide a relancer le planeur lorsqu'on donne des coups d'ailerons à contre: c'est sans doute vrai car cela équivaut à une pichenette à piquer... Mais je trouve dommage de dégrader la perfo de tout le reste de la spirale...

Bonsoir

Ci-joint le fichier modifié :

http://www.packupload.com/S1YL98ST8KF

(cliquer sur "charger le fichier" en bas de la page au milieu)


En entrant la vitesse et l'inclinaison du planeur (ainsi que quelques autres paramètres propre au planeur) il permet désormais de calculer :
- le rayon de virage
- le dérapage géométrique
- la correction ailerons et à la dérive pour un vol symétrique
- la correction à la dérive pour une spirale stabilisée à la dérive seule (ainsi que le dérapage correspondant)
- les Cz emplanture et saumon

Ce fichier reste à valider mais les valeur ne paraissent pas trop idiotes . La valeur de braquage d'aileron n'est donnée qu'à titre indicative car elle dépend notamment de la longueur exacte des ailerons.

Les paramètres planeur correspondent à un F3K, ils peuvent être modifiés pour un autre type de planeur.

TP

basile ginel a écrit:

Attention aux fortes inclinaisons le stab joue progressivement un rôle de dérive, comptes tu le prendre en compte?

C'est pris en compte à travers le cos(phi) de la formule

basile ginel a écrit:

Cette remarque remet un peu en cause la notion de vol "symétrique", en effet sur le dessin de christophe: seul le nez du planeur est parallèle à l'écoulement, par contre tout le reste du fuseau dérape (le fuseau voit un flux moyen venant de sa gauche)...

Comme le calcul de l'excursion de la dérive en virage semble le montrer, ce dérapage n'est probablement pas négligeable surtout pour de grands bras de levier.

Oui pour tes 2 remarques , le but reste de minimiser l'incidence du flux local sur l'ensemble du fuseau.

basile ginel a écrit:

J'avais une autre remarque au sujet de l'étude de la spirale stabilisée:
Si on considère que la répartition de portance de l'aile en virage s'éloigne peu de la répartition en ligne droite, on peut démontrer que lorsque le virage est stabilisé, les deux demi ailes portent de la même valeur. (sinon le planeur tournerait sur son axe de roulis)
Cependant elles ne travaillent pas au même Cz, à cause de la différence de vitesse.
Ce Cz différent peut être obtenu de deux facons: dièdre+dérapage extérieur ou contre aux ailerons/ combinaison des deux.
La question pour moi est donc d'évaluer le Cx des deux demi ailes, et leur trainée (en tenant compte du différentiel de vitesse).

Avec ce raisonnement on voit que si le Cx de l'aile interne est probablement plus grand, ce n'est pas forcément le cas de la trainée, car la vitesse est plus faible.

En reprenant le bilan des efforts sur l'aile on peut à mon avis remonter à un braquage de dérive qui équilibre le moment dû à la trainée des ailes.

Est ce que quelqu'un sait simuler (avec XFLR5 par exemple) l'effet d'une répartition de vitesse non uniforme sur une aile?

On peut faire le raisonnement suivant : les portances de chaque aile sont globalement équivalente (même si les Cz sont légèrement différents). Et comme les 2 ailes ont à peu près la même finesse, on en conclut que les traînées sont également équivalentes (même si les Cx sont légèrement différents).
Conclusion le couple dû au différentiel de traînée est a priori négligeable.

TP

Thierry Platon a écrit:

Salut Matthieu

Ben en voilà une belle formule !

Au fait ce que j'appelle "dérapage géométrique" dans un virage c'est quoi : Cnb ?

TP

salut

non le derapage geometrique, celui qui represente la "courbure apparente" des filets d'air par rapport au planeur, c'est le Cnr...

matthieu

OK Merci Matthieu


Question :

La "courbure des filets d'air" crée un moment lié à la dérive, mais il me semble que cette courbure peut également créer un moment lié au fuselage seul.

A ton avis c'est négligeable ou non ?

TP

Bonjour,

Merci TP pour ton fichier xls, c’est beaucoup plus parlant avec des chiffres

Dérapage géométrique au niveau de la dérive :
F3K 4.3°
F3B 2°
Planeur Grandeur 1.5°

En place avant d’un biplace grandeur 0.8°, place arrière 0.4° soit 0.4° entre les 2 places de pilotage. Il faut être fort pour voir la différence…

Cela peut être sensible sur un F3K du faite de la faible vitesse de vol et du bras de levier relativement élevé, mais c’est certainement négligeable sur les autres planeurs.

A+

Patrick

Hello Patrick


Voici une nouvelle version du fichier :

http://www.packupload.com/NTTRFMQNZIP

- j'ai ajouté des onglets pour 3 types de planeur différents : F3K, F3B, F3J
- j'ai ajouté un signe au dérapage (positif vers l'intérieur du virage, négatif vers l’extérieur)
- J'ai également ajouté le Cz au saumon extérieur


Cette approche est approximative mais elle montre bien les différences entre les différents type de planeur.

TP

Salut Thierry

J'ai un peu de mal avec ton fichier qui ne représente pas la réalté que j'observe.

J'ai modéliser le GENOMA et selon ton fichier, il n'est pas pssible de virer à 8m/s à 45 degres. C'est pourtant ce que je fait tous les week end...

Je pense que cela vient de ta formule de vitesse et le rayon de virage.

Pour moi le rayon de virage est donné par 1.63*CH/Cz*sin inclinaison
avec Ch la charge ailaire.

Il est ainsi possible de spiraler à 45° à Vz min (et donc sans avoir un Cz impossible selon tes calculs). C'est juste que le rayon de virage est plus petit afin d'avoir l'équiibre du virage.

Ensuite, tes valeurs de dérive et de contre semblent un peu fortes... Mais cela doit être du chipotage.

Merci en tout cas de mettre tout cela en musique et de la partager.

Marc

Marc.PUJOL a écrit:

Salut Thierry

J'ai un peu de mal avec ton fichier qui ne représente pas la réalté que j'observe.

J'ai modéliser le GENOMA et selon ton fichier, il n'est pas pssible de virer à 8m/s à 45 degres. C'est pourtant ce que je fait tous les week end...

Je pense que cela vient de ta formule de vitesse et le rayon de virage.

Pour moi le rayon de virage est donné par 1.63*CH/Cz*sin inclinaison
avec Ch la charge alaire.

Il est ainsi possible de spiraler à 45° à Vz min (et donc sans avoir un Cz impossible selon tes calculs). C'est juste que le rayon de virage est plus petit afin d'avoir l'équilibre du virage.

Ensuite, tes valeurs de dérive et de contre semblent un peu fortes... Mais cela doit être du chipotage.

Merci en tout cas de mettre tout cela en musique et de la partager.

Marc

Salut Marc

En principe les valeur de rayon de virage est de Cz devraient être justes, mais une erreur est toujours possible, je vais vérifier...

Ma démarche est la suivante :
- connaissant la vitesse de vol j'en déduis le Cz de vol en ligne droite Cze
- connaissant l'inclinaison en virage phi j'en déduis le Cz de virage ( Cz=Cze/cos(phi) )
- Je déduis également le rayon de virage R= V²/(R.tan(phi))
- avec le rayon de virage je calcul le différentiel de vitesse au saumon et j'en déduis le Cz au saumon nécessaire pour compenser ce différentiel

Par contre les valeurs de contre et de dérive ne sont que des approximations.

Ta formule du rayon de virage donne le même résultat (à un chouia près) que les formules que j'ai employées
(ne pas oublier de convertir les g/dm² en kg/m²)

TP

Salut Thierry.

Je vois une erreur de raisonnement potentielle:
Pourquoi avoir un CZ en virage différent due celui en ligne droite? Ton calcule de Cze me semble injjustifié.
Le planeur vole à une vitesse V, on l incline à un angle donné, et pour équilibrer les forces (pas de dérapage) il faut cabrer pour obtenir le rayon de virage R

Marc

Marc.PUJOL a écrit:

Salut Thierry.

Je vois une erreur de raisonnement potentielle:
Pourquoi avoir un CZ en virage différent due celui en ligne droite? Ton calcule de Cze me semble injjustifié.
Le planeur vole à une vitesse V, on l incline à un angle donné, et pour équilibrer les forces (pas de dérapage) il faut cabrer pour obtenir le rayon de virage R

Marc

Et bien si la vitesse est la même en ligne droite et en virage, alors le Cz est plus fort en virage qu'en ligne droite (c'est d'ailleurs pour ça que les ailes plies en virage à forte vitesse et c'est sans doute pour ça que ce qui est évident pour un F3Fiste ne l'est peut-être pas pour un F3Jiste).

Pour s'en convaincre il suffit de dessiner un planeur en ligne droite (la portance équilibre le poids mg, le Cz vaut Cze) et en virage incliné (la portance équilibre la somme vectorielle du poids et de l'accélération V²/R)

Pour un virage à 45° on a mV²/R = mg et on en déduit que Cz en virage= racine(2) Cze

Personnellement j'aime bien utiliser la formule

R= R0/racine(Cz²-Cze²) où R0= 2Ch/rho


En F3J comme en F3K on ne vole pas à la même vitesse quand on est à Vzmin en ligne droite et en virage (malgré les apparences éventuelles)

TP

salut thierry,

Citation :

(la portance équilibre la somme vectorielle du poids et de l'accélération V²/R)

Marc arrive à réduire sa vitesse en spirale en modifiant la courbure.

en spirale l'accélération (>facteur de charge en virage ?) est compensée par le braquage des volets (snap-flap ou volet dyn.) ?

andré

Tu as raison si tu reste à iso Vz

Pour moi, l énergie supplémentaire pour compenser la centrifugation vient d' une Augmentation de la Vz.

Et le planeur reste à iso Vz.

Pour rappel, un planeur spirale bien à Vzmin.

Marc

le Cz est lié à l'incidence nécessaire pour maintenir une ligne ou une trajectoire (courbe si virage à la prof)de vol
faible vitesse = forte incidence
forte vitesse = faible incidence nécessaire
l'incidence de l'aile se mesure avec l'angle qui existe entre la ligne neutre du profil (pointe BA à pointe BF) et le plan de vol.
cet angle se modifie si on modifie la valeur de volets. (on optimise aussi accessoirement la trainée)

L'incidence de l'aile (élément porteur princial) peut être provoquée par le braquage volet (seule l'aile prende de l'incidence) ou la profondeur(tout l'aéronef prend de l'incidence) . Vé résultant fait qu'on va voler à telle ou telle vitesse, sur telle trajectoire (courbe ou plane) .

pas de portance sans incidence.
La portance peut servir à voler à une vitesse donnée ou bien à virer sur la tranche. peut importe ce qu'on en fait ; l'essentiel , c'est de garder et gérer sa réserve d'énergie (l'altitude en planeur)en trainant le moins.
(bon, ok, çà tout le monde le sait )
la vitesse n'est qu'un aspect résultant de la dissipation d'énergie
La charge alaire, la config du planeur, le profil de l'aile nous permettent de dépenser cette énergie de différentes façons, autorisant ou non la performance à telle ou telle vitesse,

creuser le profil, c'est juste optimiser la trainée du profil pour telle incidence/vitesse . c'est évidement crucial pour gérer la performance à certaines vitesses , mais la gestion de l'incidence est toujours la même .çà ne rentre pas directement dans le calcul, il me semble

c'est ce que je comprends de ceux qui sont sensés avoir compris...
en espérant ne pas avoir dit trop de connerizzzz

http://aerodynamique.chez.com
entre autre

"Pour rappel, un planeur spirale bien à Vzmin."
??
Salut Marc. Un planeur spirale à la Vz que lui offre sa polaire à l'inclinaison donnée et à la vitesse choisie par son pilote.
Si tu voles en ligne droite au taux de chute minimum, difficile d'enrouler une spirale sans augmenter ce taux de chute...
Il y a donc pour chaque inclinaison, une vitesse qui donne un taux de chute mini qui est différent de celui en ligne droite; celui en ligne droite est le mini des minis..
Sinon, on aurait toujours intérêt à incliner très fort dans les pompes!

Bonjour,

Oui la vitesse de décrochage comme la vitesse de taux de chute mini (Vz mini) évolue avec le facteur de charge avec plus précisément la racine du facteur de charge.

Le facteur de charge est fonction de l’inclinaison 1/cos(inclinaison).

Le rayon de virage ne teint compte que de la vitesse et de l’inclinaison après on peut compliquer mais pourquoi ? Par exemple par la variation d’apesanteur fonction de l’altitude….

Une précision la vitesse de Vz mini n’est pas la vitesse de vol mini (Vi mini), c’est souvent confondu.

Il est préférable de voler à une vitesse légèrement supérieur à la vitesse de Vz mini que l’inverse.

A+

Patrick

Quand je pense que les gens disent que les pratiquants d’aéromodélisme sont des grands enfants immatures, après lecture de ce sujet, la plupart changerai d'avis

Bonnes fêtes à tous et faite gaffe aux nœuds dans les méninges.



Nicolas

Bonjour,
j'ai survolé ton fichier Thierry et je suis ok avec tes calculs...
Pour le problème de Patrick c'est à mon avis que le calcul est un peu trop restrictif: en effet le delta de Cz est calculé au saumon (donc avec une différence de rayon de virage de 0.5*envergure*cos(phi)), mais je pense qu'en pratique il suffit de regarder le delta Cz au centre de poussée de la demi aile (soit à la louche avec une différence de rayon de 0.2*envergure*cos(phi)): Je peux me tromper mais a mon avis le décrochage du saumon n'implique pas forcément le décrochage de l'aile non?
Je pense aussi que le braquage des ailerons devrait être calculé aussi au centre de poussée de l'aile (mais c'est peut être déjà le cas dans ton fichier je n'ai pas regardé en détail...)

Thierry: qu'est ce que "l'efficacité" de la dérive? Un paramètre relié au rapport des cordes partie fixe/partie mobile ou à l'allongement de la dérive (ou les deux)?
Je n'ai pas compris comment tu calculais le braquage de la dérive dans le cas 2 (ailerons à 0): particulièrement pourquoi il est relié au braquage de dérive cas 1 (ailerons braqués).

Bonnes fêtes de fin d'année!

Patrick a écrit:

Bonjour,

Une précision la vitesse de Vz mini n’est pas la vitesse de vol mini (Vi mini), c’est souvent confondu.

Il est préférable de voler à une vitesse légèrement supérieur à la vitesse de Vz mini que l’inverse.

A+

Patrick

un très bon exemple:
la Vz mini s'obtient avec à peut près 4° de braquage sur un F3K environ 20 km/h à 11 g/Dm²
la Vx mini, s'obtient en sortant les af , braquage de 40°, et en stabilisant la ligen de vol par compensation.
on doit être à 14 km/h mais la Vz en prend un sacré coup, elle double!.. la trainée doit au moins tripler

un petit coup de prédimRC et hop:

Marc.PUJOL a écrit:

Salut Thierry.

Je vois une erreur de raisonnement potentielle:
Pourquoi avoir un CZ en virage différent due celui en ligne droite? Ton calcule de Cze me semble injjustifié.
Le planeur vole à une vitesse V, on l incline à un angle donné, et pour équilibrer les forces (pas de dérapage) il faut cabrer pour obtenir le rayon de virage R

Marc

la commande profondeur est une commande d'incidence, donc de Cz : si pour rester a iso vitesse une fois mis en virage tu dois tirer, alors c'est que le Cz augmente, et quantitativement en 1/cos(phi) sur des cas d’équilibre.
C'est d'ailleurs une technique d'essai en vol pour faire des Cz(alpha)/des decrochages à vitesse constante : le pilote bloque la vitesse et tire sur le manche a mesure qu'il s'incline (contrairement au stall en ligne droite qui se fait en ralentissant a mesure que le Cz augmente)

http://scherrer.pagesperso-orange.fr/matthieu/aero/papers/polaireenvirage.pdf

attention toutefois toutes ces formules ne sont valides que dans des etats d'equilibre longi. Sur de la spirale ca se verifie a peu pres vu qu'on peut rester en spirale plusieurs dizaines de secondes sans trop travailler, pourvu qu'on soit bien installé dans la pompe.
Sur un virage f3f sur la tranche, toute ces formules ne s'appliquent pas tels quelle, parce qu'on est justement dans un etat transitoire hors d'equilivre (balistique pilotée si on veut). En particulier la portance, horizontale, ne peut pas équilibrer le poids, vertical, ce qui est le point de départ... Comme un demi tour f3f ne dure que qq fraction de secondes on n'a as trop le temps de voir se developper le freinage, surtout que en plus on travaille dans le gradient de vent, mais c'est une autre histoire...

Matthieu

Marc.PUJOL a écrit:

Tu as raison si tu reste à iso Vz

Pour moi, l énergie supplémentaire pour compenser la centrifugation vient d' une Augmentation de la Vz.

Et le planeur reste à iso Vz.

Pour rappel, un planeur spirale bien à Vzmin.

Marc

Hello Marc

Je n'ai pas très bien compris tes remarques....

Patrick a écrit:

Bonjour,

Oui la vitesse de décrochage comme la vitesse de taux de chute mini (Vz mini) évolue avec le facteur de charge avec plus précisément la racine du facteur de charge.

Le facteur de charge est fonction de l’inclinaison 1/cos(inclinaison).

Le rayon de virage ne teint compte que de la vitesse et de l’inclinaison après on peut compliquer mais pourquoi ? Par exemple par la variation d’apesanteur fonction de l’altitude….

Une précision la vitesse de Vz mini n’est pas la vitesse de vol mini (Vi mini), c’est souvent confondu.

Il est préférable de voler à une vitesse légèrement supérieur à la vitesse de Vz mini que l’inverse.

A+

Patrick

Hello Patrick

Je suis bien d'accord avec toutes tes remarques.

TP