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Répartition de la portance
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gma


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MessagePosté le: Mer 7 Déc - 15:06 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Vous considérez l'instantanéité des phénomènes. A vos yeux, dès que l'écart de portance apparait à 3h00, alors la pale monte à 3h00 et annule son moment... Mais la pale,  à 3 h, fini de compenser un moment apparu à 6h00...,elle est déjà en battement, et vous ajoutez encore de l'écart de portance. Le battement n'est donc pas terminé. Et entre l'action et l'apogée du mouvement, il y a 90 degrés de rotation. Ce retard fait que plus vous augmentez la vitesse du rotor en translation, plus l'écart de portance entre 3h00 / 9h00 sera grand, mais c'est en position 12h00 / 6h00 que la différence de battement annulant le moment sera maximale, le plan rotor se redresse de l'avant. Ainsi le rotor s'oppose à l'augmentation de vitesse.
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L'inconvénient du plomb dans la cervelle est qu'il provoque, chez certains sujets, des crises de "saturnisme"...


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MessagePosté le: Mer 7 Déc - 15:06 (2011)    Sujet du message: Publicité

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Haflinger


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MessagePosté le: Mer 7 Déc - 15:17 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

l'ecart de portance n'apparait pas a 3h , il est maximum a 3 h ce qui est different ,
en translation il commence a 6 et se prolonge jusqu'a 12 , puis dans l'autre sens de 12 a 6


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mer 7 Déc - 19:11 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Haflinger,  Le rotor est basculé en arrière d'un angle a1 quand  l'équilibre gauche droite des moment est obtenu. Cet équilibre est obtenu  par l'angle a1  de la formule de Jean. L'angle a1 (longitudinal) est provoqué par les différences de vitesse entre pale avançante et reculante,et  l'angle b1 (latéral) est provoqué par les différences d'angle d'attaque entre pale avant et pale arrière sous l'effet de l'angle de cône et de la non uniformité de la vitesse induite.

Dernière édition par Jean Claude DEBREYER le Mer 7 Déc - 19:23 (2011); édité 1 fois
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gma


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MessagePosté le: Mer 7 Déc - 19:19 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Haflinger a écrit:
l'ecart de portance n'apparait pas a 3h , il est maximum a 3 h ce qui est different ,en translation il commence a 6 et se prolonge jusqu'a 12 , puis dans l'autre sens de 12 a 6





C'est bien de le répéter... Et donc à 3h, elle est en battement pour compenser le moment apparu auparavant (dès 6h). Et l'écart qui apparait maintenant (à 3h donc), existe, il génère un moment maximum cette fois, malgré que la montée est engagée. Et ce maximum sera compensé intégralement à 12h. Il existe un retard dans la compensation, comme il existe un retard dans la réponse à une variation cyclique du pas. J'avais déjà expliqué, dans un autre sujet cette inclinaison latérale coté pale reculante du plan moyen.   Et plus vous accélérerez, plus votre rotor s'inclinera sur le coté de même qu'il se redressera donnant un effort à pousser au manche (avec une commande directe). Ceci est la conséquence du battement.      
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Dernière édition par gma le Mer 7 Déc - 21:49 (2011); édité 1 fois
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mer 7 Déc - 20:05 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

gma. Nous n'avons jamais les mêmes défitions. Afin de vérifier qu'on parle bien de la même chose, quelle sont selon vous (très approximativement) les portances de la pale avançante et reculante (3h/9h) d'un rotor de 7m portant un gyro de 300 kg à 80 km/h (pales de 10 kg) et  leurs moments aérodynamiques?

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gma


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MessagePosté le: Mer 7 Déc - 23:12 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Jean Claude DEBREYER a écrit:
gma. Nous n'avons jamais les mêmes défitions. Afin de vérifier qu'on parle bien de la même chose, quelle sont selon vous (très approximativement) les portances de la pale avançante et reculante (3h/9h) d'un rotor de 7m portant un gyro de 300 kg à 80 km/h (pales de 10 kg) et  leurs moments aérodynamiques?



Bon ! manque quelques trucs, mais vous n'êtes pas sans accepter quelques approximations vu qu'il s'agit d'un calcul approché...
Diam 7 m donne S= 38,5 m², V 80 km/h donne 22 m/s.

On posera corde des pales 0,2 m et rotor bipale, donc Spales = 7 x 0,2 = 1,4 m² soit plénitude = 0,036.

On a Ca (charge alaire) = 300 daN / 38,5 m² = 7,8 daN/m², et coefficient de charge par pale = Ca / sigma = 7,8 / 0,036 = 217 daN/m².

Dans un premier temps, on admet N rotor à 350 tr/min (on recalcule après), soit oméga = 36,6 rad/s.

Le coefficient d'avancement (mu) vaut V / U, soit 22,2 / (3,5 x 36,6) = 0,17.

La charge par pale pour "l'avançante" vaut Cpa = 217 / 0,17 = 1276,47 daN/m², soit un effort maxi pour elle de 1276,47 x 0,7 = 893,53 daN,

La charge par pale pour "la reculante" vaut Cpr = 217 x 0,17 = 36,89 daN/m², soit un effort maxi pour elle de 36,89 x 0,7 = 25,82 daN.

A 350 tr/min (36,6 rad/s), pale de 10 kg (supposons CdG pale à 2,50 m de l'axe), Fc = 10 x 2,5 x 36,6² = 33489 N soit 3 390 daN approximativement.

A 12 h, la pale "ex avançante" présentera donc un angle de conicité de inv.tan (893,53 / 3390) = 14,76° par rapport au plan moyen commandé, celle "ex reculante" de quasi 0° puisque la portance de cette pale était quasi nulle 90° avant.
Et un rotor offrant sur trajectoire un calage moyen de 7,38° pour V= 80 km/h.

Il s'agit bien sûr d'un calcul TRES approximatif.

Sur le moment de battement :

Pour la pale avançante, la distribution des portances élémentaires permet de situer à presque 0,7 R le foyer de la pale. le moment de battement à 3 h serait environ équivalent à 0,7 x 3,5 x 893,53 = 2 190 daN.m.
Pour la pale reculante, la loi de distribution de la portance n'est pas exactement connue, car régime d'écoulement instationnaire, la position du foyer est incertaine. Mais cela importe peu puisque l'effort global est faible, le moment est donc faible.

Ce qui explique que pour une pale libre en battement, son angle de battement à 6h avoisine presque toujours 0°.

Ceci est un avis strictement personnel. 
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Ventus


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MessagePosté le: Jeu 8 Déc - 02:36 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Il est plaisant de vous voir proposer des chiffres...


Il y a quelque chose que je ne comprends pas:
Vous trouvez un effort pour la pale avançante de 893,53 daN (893 Kg de portance) et 25,82 daN (25kg) pour la reculante ?

Mais ça n'équilibre pas le poids de l'autogire de 300kg (300 daN) ?


Bon, je sais, la critique est toujours facile...


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Xavier AVERSO


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MessagePosté le: Jeu 8 Déc - 09:02 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

 Ventus :         Bon, je sais, la critique est toujours facile...
______________________________________________________ 

Surtout en se cachant derrière un  pseudo ..!!

Xavier


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Haflinger


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MessagePosté le: Jeu 8 Déc - 11:01 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Jean Claude DEBREYER a écrit:
Haflinger,  Le rotor est basculé en arrière d'un angle a1 quand  l'équilibre gauche droite des moment est obtenu. Cet équilibre est obtenu  par l'angle a1  de la formule de Jean. L'angle a1 (longitudinal) est provoqué par les différences de vitesse entre pale avançante et reculante,et  l'angle b1 (latéral) est provoqué par les différences d'angle d'attaque entre pale avant et pale arrière sous l'effet de l'angle de cône et de la non uniformité de la vitesse induite.


oui je sais , en regime etabli


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Haflinger


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MessagePosté le: Jeu 8 Déc - 11:27 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

effectivement c'est pour le moins bizarre

gma a écrit:
...............
La charge par pale pour "l'avançante" vaut Cpa = 217 / 0,17 = 1276,47 daN/m², soit un effort maxi pour elle de 1276,47 x 0,7 = 893,53 daN,

217 x 1.172 = 297.05 daN/m²
297.05 x 0.7 = 207.93 daN
gma a écrit:
La charge par pale pour "la reculante" vaut Cpr = 217 x 0,17 = 36,89 daN/m², soit un effort maxi pour elle de 36,89 x 0,7 = 25,82 daN.
..................

217 / 1.172 = 158.52 daN/m²
158.52 x 0.7 = 110.96 daN

et cela ne fait pas 300 au total puisqu'il s'agirait d'une approximation de la portance de pale a incidence constante avec seulement une variation de vitesse due a la translation dans les positions 9 Heures et 3 Heures , si j'ai tout bien compris

sinon c'est encore plus bizarre

Georges Brassens


Dernière édition par Haflinger le Jeu 8 Déc - 12:11 (2011); édité 2 fois
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Jeu 8 Déc - 11:56 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Bonjour
Les résultats chiffrés de gma montrent clairement les défaillances de ses théories.  La critique de Ventus est parfaitement justifiée: Les pales portent approximativement à elles deux le poids de l'appareil. Si, comme nous le dit gma, à 9h/3h elles portaient ensemble 9180 N  il faudrait croire qu'à 12h/6h  elles portent négativement de 3000 N  afin qu'en moyenne sur un demi-tour on ait 3000 N ! De telles vibrations verticales ne passeraient certainement pas inaperçues !

Ma réponse est bien différente:
Chaque pale porte approximativement la moitié du poids: 3000N /2 = 1500 N, et puisque le point d'application est sensiblement à 0,7 R, le moment aérodynamique sera :
1500N x 0,7 x 3,5m = 3675 mN pour chacune. Pour gma le moment de portance varie de 21900 à 0 mN !
Ce moment  reste quasiment constant au cours de la rotation, conformément à la formule que Jean Fourcade a présenté, et il est plus proche de la réalité d'estimer une portance de la pale avançante de 1600 N  appliquée à  2,3 m du centre,  et une portance de la pale reculante de 1400N appliquée à 2,6 m du centre.

 
Pour la conicité que je ne demandais pas, il montre aussi un bien curieux calcul: La force centrifuge est certes de 33490 N sur la base de 350 t/mn et du rayon de 2,5m qu'il postule (il faudrait méchamment plomber le bout pour y arriver, mais bon...)
Mon raisonnement est tout différent. Si la masse des pales est répartie uniformément sur leur longueur, la force centrifuge est de 23442 N (avec un rayon du CdG à 1,75m),  et son  point d'application est au 2/3 de la hauteur des extrémités de pales (soit 2/3 R . a0 ). La raison en est que la force centrifuge d'un élément de pale  en bout est plus forte que la force centrifuge d'un élément de même masse au pied (voir croquis).
Le moment d'aplatissement d’aplatissement du cône par cette force centrifuge devant compenser le moment de portance, le cône aura un angle de:  a0 (radians) = 3675 mN / (23442 N x 2/3 x 3,5m) = 0,067 rd ou 3,8°.
 Pour gma, la conicité serait de 7,4°  (puisque ses pales font un angle de 14,8° devant et 0° derrière) malgré une force centrifuge plus élevée et un bout de pale très lesté.



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Haflinger


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MessagePosté le: Jeu 8 Déc - 13:58 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

la repartition symetrique de la portance sur le rotor n'est pas necessaire avec des pales articulees en battement , par contre l'equilibre des moments l'est pour la stabilite du rotor

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Xavier AVERSO


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MessagePosté le: Jeu 8 Déc - 14:36 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Bon Raymond, moi qui ne suis pas un as des maths ( comme vous tous ) je vois comme une bizarrerie..!!

xavier


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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Jeu 8 Déc - 17:38 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

gma a écrit:
La charge par pale pour "l'avançante" vaut Cpa = 217 / 0,17 = 1276,47 daN/m², soit un effort maxi pour elle de 1276,47 x 0,7 = 893,53 daN,
La charge par pale pour "la reculante" vaut Cpr = 217 x 0,17 = 36,89 daN/m², soit un effort maxi pour elle de 36,89 x 0,7 = 25,82 daN.



D'ou sortez vous ces formules ? Allons gma, il ne peut y avoir de tels écarts de portance entre la pale avançante et reculante, car comme le dit Jean-Claude, de telles variations ne passeraient pas inaperçues alors qu'on ressent très bien le tracking quand les pales ont un léger différent de calage !

Voici mes résultats :



J'ai adapté le profil pour avoir 300daN à 350 trs/mn avec une incidence de 7,38 degrés.

Je trouve un moment de battement de 3792 N.m, une conicité de 3.97 degrés et une variation de portance de +- 116 N. La portance maximum se trouvant à l'azimut 112.4 degrés soit un peu en avant de la pale avançante (azimut 90 degrés). Les résultats sont très cohérents avec ceux de Jean-Claude.

Le logiciel donne aussi toutes les autres informations (basculement longitudinal, latéral, force longitudinale, latérale, vitesse induite, Cx et Cz rotorique).

A noter la variation de couple autorotatif. Celui-ci est maximum à l'azimut -93 degrés soit en position pale reculante.

Je distribuerai ce logiciel, très certainement la semaine prochaine (je fini la doc). On pourra alors faire des comparaisons plus précises avec le tableur de Jean-Claude.

Attention : ce logiciel étant à peine terminé, il se peut qu'il y ait des erreurs

Jean Fourcade
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Jeu 8 Déc - 18:46 (2011)    Sujet du message: Répartition de la portance Répondre en citant

Bonjour Jean
Voici ce le tableau que j'obtiens après avoir ajusté le "pas" des pales pour tourner à 350 t/mn 
Mes résultats sont très proches des tiens.
Question: Ton tableau donne une valeur de conicité sans entrer d'hypothèse de masse de pale  ?
Dans le mien,  la conicité est une donnée d'entrée.
Pour le battement longitudinal a1 mon résultat est plus élevé que le tien. Quand je regarde ce qui cause un angle aussi important, j'observe que c'est provoqué par le décrochage sur 0,5 R de la pale reculante. Ceci est produit par un angle de "pas" exagéré pour tenir le régime choisi par gma.
Je constate aussi que mon  b1 est plus élevé que le tiens malgré une conicité plus faible. Cela vient peut-être de la non uniformité de de la vitesse induite dont je tiens compte.



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MessagePosté le: Aujourd’hui à 01:03 (2017)    Sujet du message: Répartition de la portance

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