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Répartition de la portance
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Rotor


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MessagePosté le: Mer 26 Oct - 17:23 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

GMA a écrit : En translation, la pale avançante fournie la majorité de la portance, favorisez son travail à elle déjà, sans vous souciez de la pale reculante...

Re : La pale avancante fournie une portance pratiquement "égale" à la pale reculante, mais sur une répartition différente grâce au battement.

JCD a écrit : Les pales sont montées en balancier et leur moments de portance s'équilibrent donc. ../.. leurs portances totale sont effectivement déséquilibrées : mais de  10% seulement.

Re : 10 % d'écart de portance en croisière, me semble beaucoup ; C'est une affirmation "théorique calculée" ou ton sentiment ?

Ci-dessous un schéma reproduit, de l'excellent livre de Georges Doat "Le pilotage des hélicoptères" ;
Cette répartition de la portance sur le rotor d'hélicoptère en vitesse de croisière, doit être, à priori,
très similaire sur un autogyre ? A vos avis messieurs, svp, tentez de rester simple et lisible pour tous, merci.

Régis



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MessagePosté le: Mer 26 Oct - 17:23 (2011)    Sujet du message: Publicité

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gma


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MessagePosté le: Mer 26 Oct - 18:48 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Le cas hélicoptère n'est pas comparable à celui autogire :

-Le calage en pas est moindre dans le cas autogire,
-Le calage du plan sur la direction des vitesses est négatif dans le cas hélico, positif dans le cas autogire,
-Il existe une recirculation du flux au travers du plan dans le cas autogire.

La portance de la pale avançante est considérable par rapport à celle reculante (écart de vitesse au carré), c'est pour cette raison que un ou des axes de battement sont nécessaire. Ceux ci réduisent les écarts de portance transmis au moyeu (moment latéral), ils ne diminuent en rien son intensité initiale.   
_________________
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mer 26 Oct - 21:06 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Bonsoir Régis

Le diagramme que tu montre concerne un hélicoptère. Pour un autogire il y a aussi une zone de flux inversé, mais ensuite une zone de  décrochage positif. A grande vitesse de translation ces deux zones s'étendent progressivement vers le bord du disque.

Les 10% de différence de portance (95kg et 105kg par ex.) sont tirés de mon tableur pour les pales en position à 3h 9h. Ces différences de portance  donne un moment équilibré de chaque côté du balancier. Ce sont bien sûr celles qui subsistent avec le battement qu'autorise le balancier (environ 2° en "croisière)


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PhT


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Inscrit le: 25 Déc 2010
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MessagePosté le: Jeu 27 Oct - 09:35 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Régis,
JCD a tout à fait raison les portances diffèrent mais les moments sont égaux (Moment = Force  x bras de levier) sinon le rotor basculerait latéralement ce qu'il ne fait pas comme tu l'as constaté en pilotant ton hélico ou ton gyro. L'articulation de battement est l'invention géniale de La Cierva ! (pour les ci-devants, je n'ai pas doublé le "de" car c'est un ami !)


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Rotor


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MessagePosté le: Jeu 27 Oct - 14:15 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

PhT a écrit : L'articulation de battement est l'invention géniale de La Cierva ! (pour les ci-devants, je n'ai pas doublé le "de" car c'est un ami !)
La régle est : Lorsque le nom est employé sans prénom ou sans titre, le « de » n’est pas maintenu ; Donc c'est bon, même s'il n'était pas ton ami Smile

Concernant notre ami Môsieur de La Cierva dans son excellent livre "Le pilotage des hélicoptères", Georges Doat ne l'oublie pas et écrit :

"Dissymétrie de portance :
La pale avançante, qui porte plus, veut monter et la pale reculante, dont la portance diminue, redescend créant à l'emplanture (à la tête rotor)
des moments de flexion alternés très élevés. Dissymétrie de portance plus effets de flexion alternés aux pieds de pale : cela va mal depuis qu'on
a quitté le stationnaire !
La solution a été trouvée par Juan de la Cierva dans les années 1920, lors de la mise au point de ses autogires ; l'articulation de battement"

Même chez les plus grands hélicoptèreux, on oublie pas que le "papa" de l'hélico c'est l'autogyre Smile



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Rotor


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Inscrit le: 29 Sep 2008
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MessagePosté le: Jeu 27 Oct - 14:34 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Ok JC, c'est clair, merci.

Raymond :

-Le calage en pas est moindre dans le cas autogire.
Peut-on écrire que pour un rotor identique (profil, diamètre, charge alaire, masse volumique de l'air),
à la vitesse de meilleure sustentation, le rotor d'autogyre a un calage de pas moindre que celui
d'un hélicoptère, uniquement dû à la différence d'orientation du vent relatif ?

-Le calage du plan sur la direction des vitesses est négatif dans le cas hélico, positif dans le cas autogire.
Je ne comprends pas, pourrais-tu développer, stp ?

-Il existe une recirculation du flux au travers du plan dans le cas autogire.
Comme quoi l'autogyre est un peu "helicoptère" lorsque le flux revient en partie arrière du plan   Wink

Régis


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gma


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MessagePosté le: Mar 6 Déc - 01:39 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Rotor a écrit:
Ok JC, c'est clair, merci. Raymond :

-Le calage en pas est moindre dans le cas autogire.Peut-on écrire que pour un rotor identique (profil, diamètre, charge alaire, masse volumique de l'air),

à la vitesse de meilleure sustentation, le rotor d'autogyre a un calage de pas moindre que celui
d'un hélicoptère, uniquement dû à la différence d'orientation du vent relatif ?

-Le calage du plan sur la direction des vitesses est négatif dans le cas hélico, positif dans le cas autogire.Je ne comprends pas, pourrais-tu développer, stp ?


-Il existe une recirculation du flux au travers du plan dans le cas autogire.Comme quoi l'autogyre est un peu "helicoptère" lorsque le flux revient en partie arrière du plan   Wink



Régis



On peut écrire qu'à rotor identique le calage est moindre pour le cas autogire, sinon il n'y a pas autorotation, il en résulte d'ailleurs de moindres performances en portance et l'existence d'une "traînée".
Calage : orientation de la corde de référence par rapport à la direction des vitesses. Pour un hélico, la direction des vitesses est celle de Vi, le calage vaut donc -90° en stationnaire et jusqu'à -30° environ en translation.
Pour un autogire, 90° en autorotation verticale jusqu'à 3 ou 4° en translation, Vi est une composante cette fois.

Mais en translation (verticale ou non) une partie du rotor d'autogyre fonctionne comme un rotor d'hélicoptère. Pour imager... imaginer une première rondelle qui se comporte comme une "éolienne" et insérer cette rondelle dans une autre. La première rondelle transmet le mouvement de rotation à la deuxième. La deuxième se comporte comme un rotor d'hélicoptère.
Ainsi, l'anneau intérieur est le moteur de l'anneau extérieur qui est porteur.  


PhT a écrit:
Régis, JCD a tout à fait raison les portances diffèrent mais les moments sont égaux (Moment = Force  x bras de levier) sinon le rotor basculerait latéralement ce qu'il ne fait pas comme tu l'as constaté en pilotant ton hélico ou ton gyro. L'articulation de battement est l'invention géniale de La Cierva ! (pour les ci-devants, je n'ai pas doublé le "de" car c'est un ami !)




Non !
Les portances diffèrent, les distances aussi et le rotor bascule latéralement (et longitudinalement aussi d'ailleurs).

Cette "invention géniale" qu'est l'axe de battement (vertical) permet juste que le moment de bascule qui en résulte ne se transmette pas au reste de la machine et la fasse basculer latéralement (surtout) et longitudinalement (aussi).
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mar 6 Déc - 19:50 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Philippe écrit:" les portances diffèrent mais les moments sont égaux", et  gma lui répond " Non! Les portances diffèrent, les distances aussi"
Sacré gma!  C'est exactement ce que dit Philippe! Pour avoir des moments égaux avec des portances différentes, il faut des distances différentes. Le raisonnement de gma est toujours aussi déroutant. Pour lui,  des portances "initiales" cachées continuent d'oeuvrer, ce qui rend difficile toute discussion.   Les axes de battement autorisant ce battement,  il n'y a plus que des moments égaux, et on peut  constater qu'alors les portances diffèrent très peu malgré les grandes différences de vitesse, simplement  parce que ces pales attaquent maintenant l'air avec des angles très différents (faible pour la pale rapide, et grand pour la pale lente)
Il ajoute: " l'axe de battement permet  que le moment de bascule qui en résulte ne se transmette pas au reste de la machine" Or, il ne résulte plus aucun moment de bascule, ce qui n'empêche pas les pales de basculer, car il ne faut surtout pas confondre le mouvement et l'effort. Il en  résulte simplement un  léger angle  longitudinal du disque par rapport au moyeu, qui se régule tout seul. S'il devenait trop grand, il naîtrait  un moment opposé pour le réduire.


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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Mar 6 Déc - 20:12 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

gma, Jean-claude, Philippe

Le moment est bien constant et indépendant de l'azimut mais le schéma de Jean-Claude bien que juste est trompeur. On a l'impression que c'est la pale de gauche qui équilibre la pale de droite. Ce n'est pas vrai. Pour preuve, si on mettait des axes de battements séparés le mouvement des pales serait le même. Il existe donc bien un moment de bascule et je n'ai pas compris, Jean-Claude ce que tu veux dire en distinguant mouvement et effort.

Voici la démonstration :


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mar 6 Déc - 21:34 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Jean.  Tu as raison de préciser que l'angle de battement n'est pas modifié par l'indépendance des pales des rotors multipales articulés. On peut dans tous les cas considerer la conicité d'une part (dépendant de la charge et de la force centrifuge), et le battement d'autre part (indépendant de la masse des pales et de la force centrifuge).

" je n'ai pas compris, Jean-Claude ce que tu veux dire en distinguant mouvement et effort"
Re: J'ai souvent l'impression que gma imagine que s'il y a battement, c'est qu'il y a simultanément un moment. J'ai simplement voulu dire que  le moment existe quand on interdit le battement, et que ce moment disparaît quand l'angle de battement peut s'établir.


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gma


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MessagePosté le: Mar 6 Déc - 22:42 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Si Jean Claude il résulte un moment de bascule, moyenne des moments de battement de toutes les pales,et seule la disparition du moment d'inertie de la pale pourrait supprimer tout ça.
Or, l'adoption d'un axe de battement ne supprime pas le moment d'inertie de la pale.

Et dans la répartition de la portance, nait d'abord l'effort, créateur du moment, générant le battement, qui réduit l'incidence et donc diminue l'effort (etc...). pendant ce temps, la pale tourne. Et entre l'effort initial et la régulation du mouvement de battement qu'il généra, la pale parcours 90° de rotation.

A l'azimut 3h, vous avez donc une position instantanée (et régulée) de la pale consécutive à un effort généré pour l'azimut 6h. De même, à 12 h, la pale adoptera une position moyenne et régulée de ce qu'elle eut à subir comme effort lors de son passage à 3 h.

Et ces positions moyennes sont bien la conséquence de la moyenne des battements unitaire de chaque pale.

Dans un moyeu articulé, l'excentrement de l'axe de battement intervient aussi dans la question du moment d'inertie de la pale, ce qui donna l'idée à l'ingénieux Mr Brantly d'excentrer cet axe jusqu'au CdG pale... pour réduire les battements justement.
Dans un bipale en balancier, vous ne composer plus avec le moment d'inertie de chaque pale, mais avec la moyenne des moments d'inertie (selon rigidité du balancier).

Sur la stabilité : Par extension et volontairement hors sujet, vous concevez aisément que la stabilité du rotor en translation (positive et croissante en vitesse) est donc une conséquence naturelle des battements.    
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mer 7 Déc - 11:51 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Gma. Même si  les différences de portance liées aux différences de vitesse entre la pale avançant et reculante sont la cause initiale du battement, elles  n'existent quasiment  plus quand le battement est libre d'opérer. A aucun azimut.  L'existence même de ce battement corrige l'angle d'attaque et compense l'écart de vitesse.
Ici encore, vous êtes aveuglés par votre référence (plan théorique de rotation) au dessus duquel la pale monte plus ou moins selon l'azimut.
 Il est infiniment plus simple et tout aussi correct de prendre pour référence l'axe du cône réellement parcouru (de conicité constante)


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gma


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MessagePosté le: Mer 7 Déc - 12:01 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Et cette liberté de battement est contrariée par... ? (réponse dans équation de battement mis en post par Jean).                                                                                 
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mer 7 Déc - 12:16 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Cette liberté de battement est contrariée par les variations cycliques de pas qui apparaissent clairement dans ce référentiel "cône réel parcouru"
L'equation du battement que montre Jean est correcte et prend, comme vous le faites, l'axe du moyeu comme référence. Elle montre que le moment aérodynamique est constant et provoque la conicité a0.  Le moment aérodynamique ne peut être constant que si les  variations de vitesse/air des pales est compensé par des variations  cycliques d'incidence  (la variation du rayon de  portance etant relativement faible) De ce fait la portance varie peu au cours de la rotation. (J'ai trouvé moins de 10%)
Sans doute ai-je eu tort d'appeler "battement" l'angle d'inclinaison longitudinal du cône désigné par a1 dans la formule de Jean, tandis que le battement  "bêta" de cette formule inclue tous les angles y compris la conicité.  Mon croquis est cependant explicite sur ce point. Vous ne pouvez utiliser une formule que si vous en comprenez la signification.


Dernière édition par Jean Claude DEBREYER le Mer 7 Déc - 13:14 (2011); édité 2 fois
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Haflinger


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Messages: 1 169

MessagePosté le: Mer 7 Déc - 13:21 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

allo moment bobo !

c'est quand l'equilibre des moments est rompu que le rotor bascule


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