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Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Dim 4 Déc - 22:33 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

gma:  Je sais bien que le battement est provoqué par la différence de vitesse  des deux pales ! Ce que j'ai dit c'est que cette différence ne provoque qu'un battement limité à quelques degrés, tandis  que le décrochage de la pale reculante  accroît brusquement sa valeur.
Explication pour les non matheux:
Pour simplifier, il suffit de ne considérer que deux portions de pales opposées  située aux 3/4 du rayon pour être assez représentatives, soit à R = 2,6m pour notre rotor de 7m tournant à 350 t/mn. Leur  vitesse circonférencielle est alors de 95 m/s, et à 80 km/h (22m/s) la vitesse de la portion avançante est donc 95 +22 = 117 m/s, tandis que coté reculant, c'est seulement 95 - 22 = 73 m/s . Pour équilibrer ces portances   il faudra que leurs angles d'attaque soient donc dans le rapport  a1 /a2 =  (117/73)2  (car la portance est proportionnelle au carré de la vitesse):   L'angle d'attaque de la portion reculante devra donc être 2,6 fois celui de la pale avançante.
Or, si on suppose maintenant que l'angle d'attaque moyen est de 5° par exemple, l'angle d'attaque de la portion avançante sera 5° - b°, tandis que celui de la portion reculante sera 5° + b° (b° étant l'angle du disque parcouru par rapport au plan perpendiculaire au moyeu). Il faudra alors  b= 2,2° pour équilibrer les deux portances. Car (5 + 2,2) / (5 - 2,2) = 2,6  Cet angle est alors stabilisé car s'il venait à s'accroître, le déséquilibre produit le ramènerait à sa valeur initiale.
On voit que la force centrifuge n'est pour rien là dedans.

Si vous refaites ce calcul à 250 t/mn, vous trouvez: Vitesse portion avançante = 68 + 22 = 90m/s   Vitesse portion reculante = 68 -22 = 46m/s  Rapport d'angle d'attaque  nécessaire pour stabiliser le battement = 3,8   Et comme l'incidence moyenne pour porter le même poids devra être 10° et non plus 5°, il faudrait maintenant  un  angle b° de 5,8° pour équilibrer les portances en supposant toujours qu'elles sont proportionnelles à l'angle d'attaque.  La pale reculante devrait donc attaquer l'air sous 10 + 5,8 = 15,8°. Mais  cette incidence étant supérieure à celle du décrochage, l'accroissement de b° n'augmente plus la portance de la portion reculante et rien ne vient plus alors limiter l'angle de  battement.
On voit que c'est bien le décrochage qui provoque un battement exagéré, pas le manque de force centrifuge.
Jean Claude


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MessagePosté le: Dim 4 Déc - 22:33 (2011)    Sujet du message: Publicité

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Xavier AVERSO


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MessagePosté le: Dim 4 Déc - 23:22 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

Raymond (gma), j'apprécie de plus en plus tes messages, je préfère cette pédagogie a celles des mathématiques ou personne ne comprend rien et il n'est pas question de faire confiance a des gens qui se contredisent a longueur de messages.
gma:
Par contre il existe un artifice très simple pour éviter un sous régime rotor au risque évident (pale non tendue par la force centrifuge et rien d'autre)... une plénitude suffisante.

c'est quoi une plénitude suffisante? c'est plus de corde à la pale ou moins par rapport a un diamètre rotor identique.

Xavier


 


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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Lun 5 Déc - 10:42 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

gma a écrit:


En effet, avec un moyeu articulé, seule une des pales partirait en battement (celle soumise à l'éxagération de portance sans entraînner l'autre et à concurence de 10 à 15 degrés), celle située en face ne finirait pas sa course dans la dérive... Et un moyeu articulé supporterait sans problème des régimes moindres dans ce cas de vol, avec une force centrifuge toujours suffisante pour la pale.
 
  


Je partage cet avis. En régime transitoire, il est évident que la force d'inertie centrifuge joue un rôle. Cependant les pales d'un rotor en balancier étant flexibles, il me semble qu'il ne doit pas y avoir beaucoup de différence entre le rotor en balancier et un rotor aux articulations de battement séparés, non ?
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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Lun 5 Déc - 10:57 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

Je précise mes propos. La force d'inertie centrifuge joue son rôle bien évidemment tout le temps. Quand le régime est stabilisé on peut montrer que le basculement du rotor vers l'arrière dû au battement ne dépend pas de la masse de la pale. C'est comme si la force centrifuge avait disparue. Ce n'est plus vrai en régime transitoire. Lors du régime transitoire du battement la trajectoire de la pale dépend de sa masse. Reste à savoir comment exactement ce que seul une simulation peut montrer (j'y travaille ...).

On retrouve le même phénomène concernant la vitesse de rotation du rotor. La vitesse de rotation du rotor en régime stabilisé ne dépend pas de la masse des pales. Il en dépend lors de la phase transitoire (accélération ou décélération).
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Haflinger


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MessagePosté le: Lun 5 Déc - 12:41 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

invité de 21H19 a écrit:
......................ma foi, tu es libre d'en douter, fais de la double commande en M16 tu verras que cela monte bien à 110 sans problème.......... 


comme un avion


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 5 Déc - 13:34 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

A Jean. Content de voir que nos points de vue convergent. Le battement n'est pas lié à la force centrifuge, au moins en régime stabilisé. Et la remarque que tu as faite à gma concernant la similitude d'un rotor articulé et d'un rotor en balancier, je lui avais faite aussi.
Pour ce qui concerne maintenant les régimes transitoires, je ne vois pas de changement sur le battement puisque la force centrifuge n'agit pas sur la perpendicularité  du plan de rotation par rapport au moyeu
Il n'en reste pas moins vrai qu'un battement se produit pour tout changement d'orientation du moyeu dans l'espace. Il est facile à chiffrer : A peu près égal au changement angulaire  en 1/15 s. Ainsi, si on incline le moyeu de façon continue à raison de 30° par seconde,  c'est environ 30/15 =2° de retard  que le disque aura sur le moyeu.


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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Lun 5 Déc - 14:03 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

Jean Claude DEBREYER a écrit:

A Jean. Pour ce qui concerne maintenant les régimes transitoires, je ne vois pas de changement sur le battement puisque la force centrifuge n'agit pas sur la perpendicularité  du plan de rotation par rapport au moyeu



Tu commets la même erreur qui t'as conduit à penser qu'il n'y a pas de forces de Coriolis dans un rotor en balancier en auto-rotation. La rotation autour de l'axe du cône est une rotation virtuelle. Les véritables rotations sont autour du mat rotor et autour de l'axe de battement. Imagine que la densité deviennent nulle instantanément. Si la rotation autour de l'axe du cône était réelle, le rotor continuerai à tourner autour de cet axe à cause de son moment cinétique. Mais ce n'est pas le cas. Les pales vont rapidement se placer dans le plan d'entrainement et le battement devenir nul justement à cause de la force centrifuge.
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 5 Déc - 15:54 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

Non, Jean. Tu commets la même erreur que gma, et je l'ai montré plusieurs fois dans mon  expérience filmée (You Tube) Je la retrouve pas. Quelqu'un sait_il comment la retrouver ? Sans efforts aérodynamiques cycliques appliqués aux pales  elle continueraient à tourner dans un plan invariable malgré l'orientation différente du moyeu, et le battement ne s'annulera pas malgré la force centrifuge.


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Haflinger


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MessagePosté le: Lun 5 Déc - 16:42 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

c'est une illusion Jean-claude , essaye de faire tourner un anneau au lieu d'une barre et tu verras que ca ne marche pas avec une simple articulation qui contraint le "disque" a revenir dans le plan normal a l'axe de rotation 2 fois par tour ,
pour que le gyroscope marche il faut au minimum un cardan ou une liaison rotule (c'est toi qui me l'a fait observer)


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 5 Déc - 16:59 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

Haflinger. Les masses ne sont pas réparties sur le disque parcouru, mais le long des pales.  J'ai retrouvé ma vidéo où chacun peut voir que la force centrifuge ne ramène pas le plan de rotation perpendiculairement à l'axe. Les  forces centrifuges tendent seulement à faire fuir les masses du centre de la rotation.




Dernière édition par Jean Claude DEBREYER le Lun 5 Déc - 17:38 (2011); édité 2 fois
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Haflinger


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MessagePosté le: Lun 5 Déc - 17:19 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

n'importe quel mobile tournant est soumis aux memes lois "giroscopiques"
le fait que l'on ait une fraction de disque tres faible du fait de la solidite tres faible aussi reduit considerablement la visibilite du phenomene ,
maintenant imagine qu'on elargisse proressivement les pales , soit avec le bord d'attaque et de fuites parralleles , soit angulairement ,
au debut pas grand chose n'arrive , pourtant si on continue et qu'on rempli totalement le disque on prouve a l'evidence que ca ne fonctionne pas ,
le fait de rogner sur le disque diminue son caractere giroscopique mais ne l'annihile pas , pour cela il faudrait reduire les pales a une simple ligne d'inertie nulle autour de sa direction , et ta barre s'en approche un peu d'ou l'illusion , la ficelle n'etant pas un element des plus rigides complete le truc , enfin la duree reduite de l'essai et le ralentissement important met le point final

a balancer le rotor a balancier


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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Lun 5 Déc - 17:38 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

Ton expérience est intéressante mais n'est pas représentative d'un rotor à cause de l'undersling dans un rotor en balancier ou à cause du décalage des axes de battement quand ceux-ci sont séparés. Le rotor ne continuera de tourner autour de l'axe du cône que si cet axe est un axe principal d'inertie, ce qui est le cas de ton exemple mais pas le cas d'un rotor (je ne fais que traduire en d'autre termes ce qu'à dit Haflinger).  D'ailleurs si on calcule la position de l'axe de battement d'un rotor en balancier de telle manière que cet axe soit un axe principal d'inertie, on trouve que la droite passant par cet axe doit couper les pales aux 2/3 de leur longeur. On retrouve la condition que j'avais annoncée pour que les forces de Coriolis soient nulles.     
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 5 Déc - 17:57 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

Haflinger a écrit:" imagine qu'on élargisse progressivement les pales , soit avec le bord d'attaque et de fuites parallèles , soit angulairement , au début pas grand chose n'arrive"
Re: Je ne te le fais pas dire. Mais je n'élude cependant pas le phénomène: Il est responsable des vibrations d'inertie en "pas" transmises au moyeu déjà évoquées. On est quand même là  très, très loin des moments générés par l'ampleur supposée des forces "axifuges" (Quelle que soit la hauteur idéale où Jean place son balancier).


Dernière édition par Jean Claude DEBREYER le Lun 5 Déc - 18:07 (2011); édité 1 fois
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gma


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MessagePosté le: Lun 5 Déc - 18:01 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

Jean Claude, j'avais écris au pied de mon croquis ''pour faire réfléchir''...
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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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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 5 Déc - 18:47 (2011)    Sujet du message: Système pour prévenir une perte de tours rotor en vol Répondre en citant

En effet gma. Et c'était pour me faire admettre qu'à cause de ces efforts "axifuges" énormes  le pilote ne pourrait jamais s'opposer au battement latéral que je mentionnais.  "Mes" efforts, centrifuges eux, ne génèrent rien de plus que quelques vibrations et le pilote corrige au manche sans même s'en apercevoir, comme le l'affirmais. (Feuilleton archivé sous le titre "Vibrations de rotor"!)  

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