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dimensionnement pratique
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dop


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Inscrit le: 11 Oct 2011
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Localisation: eyguieres
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MessagePosté le: Dim 22 Jan - 13:48 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

bonjours dans le même cadre que le post pratique du rotor d'autogire, je recherche une regle ou des conseils pour le dimensionnement de l’empennage. la dérive assure la direction mais aussi la stabilité en lacet , le plan horizontale celle en tangage. J ai cru comprendre que nombre de constructeurs amateurs ont travaillé de facon empirique , intuitivement on peut pensé que plus la surface est éloigné e l'axe plus le couple est élevé, quelqu'un as t il trouvé une règle mathématique ? comment vous y prenez vous ? je cherche de la théorie mais sans tomber dans l’excès, quelque chose d'utilisable par un constructeur lambda même sans être précis au Nm prés.

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MessagePosté le: Dim 22 Jan - 13:48 (2012)    Sujet du message: Publicité

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jeangui91


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Inscrit le: 24 Juil 2008
Messages: 446

MessagePosté le: Dim 22 Jan - 15:04 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

Bonjour,
L'empirisme consiste souvent à relever les dimensions des bras de levier et des surfaces stabilisatrices sur tout ce qui vole et de faire une moyenne puis de faire pareil en tenant compte d'éventuels commentaires faits sur la stabilité de tel ou tel aéronef.
C'est la raison pour laquelle "il faut souvent une loupe" pour voir les différences entre telle ou telle machine.
On ne change pas une équipe qui gagne...................
Il veut mieux être plusieurs sur une bonne affaire que seul sur une mauvaise............
Il y en a pas mal de "proverbes" sur cette idée.
JG


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dop


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Inscrit le: 11 Oct 2011
Messages: 62
Localisation: eyguieres
Masculin

MessagePosté le: Dim 22 Jan - 15:15 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

oui , mais justement de tout ces processus aucune règle n'est sortie ?

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Claude Nowak


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MessagePosté le: Lun 23 Jan - 00:40 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

La régle est simple: ton empennage doit etre placé le plus loin possible pour avoir le plus grand bras de levier possible.
La limite est donnée par le rotor en position arriere avec un réserve d'une dizaine de centimetres.
Quand a la surface, tu copies sur ce qui se fait et ça marche.
Claude


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gma


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Inscrit le: 15 Déc 2010
Messages: 2 589
Localisation: Nord de France
Masculin Taureau (20avr-20mai)

MessagePosté le: Lun 23 Jan - 13:15 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

dop a écrit:
bonjours dans le même cadre que le post pratique du rotor d'autogire, je recherche une regle ou des conseils pour le dimensionnement de l’empennage. la dérive assure la direction mais aussi la stabilité en lacet , le plan horizontale celle en tangage. J ai cru comprendre que nombre de constructeurs amateurs ont travaillé de facon empirique , intuitivement on peut pensé que plus la surface est éloigné e l'axe plus le couple est élevé, quelqu'un as t il trouvé une règle mathématique ? comment vous y prenez vous ? je cherche de la théorie mais sans tomber dans l’excès, quelque chose d'utilisable par un constructeur lambda même sans être précis au Nm prés.



En ce qui concerne la méthode "empirique", celle-ci se nomme : "le volume d'empennage",  on évalue les dimensions des empennages via un rapport dit "de volume" puisqu'il est le produit d'une surface par une distance.
Cierva (donc sur un tractif), se basait sur un volume de 12 à 15% de celui du rotor (surface x distance au cdg)...

Donc pour un cierva de 100 m² ayant un rotor perché à 1,50 m du CdG (volume 150 m3), il fallait donc un volume d'empennage minimum de 18 m3 pour la profondeur, 22,5 m3 maxi.

Et si le foyer de l'empennage horizontal est à 4 m du CdG (exemple), cela fait donc une surface mini de 4,5 m², maxi de 5,625 m² (pour un cierva).

Je ne connais pas le rapport de volume pour un "Bensen".  
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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: Mar 24 Jan - 11:32 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

Les pales du C30 de La Cierva balayent  un disque de 100m2  à 2m au dessus de G. Cela donne un volume de 200 m3.
Son empennage de 3,13 m d'envergure et 0,75 m de corde est placé à 3,4 m derrière G. Cela donne un volume de 7,8 m3. Le rapport est donc de 3,9 %
Je ne vois pas que La Cierva ait jamais pratiqué  12 à 15% de ce volume.


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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Mar 24 Jan - 16:39 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

Jean Claude DEBREYER a écrit:
Les pales du C30 de La Cierva balayent  un disque de 100m2  à 2m au dessus de G. Cela donne un volume de 200 m3.
Son empennage de 3,13 m d'envergure et 0,75 m de corde est placé à 3,4 m derrière G. Cela donne un volume de 7,8 m3. Le rapport est donc de 3,9 %
Je ne vois pas que La Cierva ait jamais pratiqué  12 à 15% de ce volume.


Décidément, ce pauvre gma confond tout. Tu as raison Jean-Claude il ne s'agit pas de ce volume. Le volume qu'utilise Cierva est la surface des pales multipliée par le diamètre du rotor. Dans le cas du C30 le rayon du rotor est 5.63 m, la corde 0.28 m et c'est un tri-pale. Le volume du rotor est donc : 3*0.28*5.63*(2*5.63) = 53 m3. Le rapport du volume de l'empennage est alors : 7.8/53 = 0.147 soit près de 15%

Dans cette note que m'a fait découvrir récemment Xavier : http://aerosociety.com/Assets/Docs/Protected/Subscribers/AeroJournal/3648COLOUR.pdf Houston préconise plutôt 0.25 sur les autogires type "Bensen" du fait du masquage du fuselage.
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mar 24 Jan - 20:38 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

Bonsoir Jean, 
A croire cette règle de La Cierva trois pales nécessiteraient, pour une même stabilité, un empennage plus grand que pour deux pales ? Cela pouvait  se comprendre pour les avions à ailes fixes utilisant des profils à Cmo >0 relativement standards (règle pratique due à LAPRESLE). Des profils différents la démentent totalement  puisque les ailes volantes sont stables malgré un volume d'empennage...nul ! S'il s'agit, comme je le crois, d'une règle empirique liée au profil des pales de l'époque on peut supposer qu'elle a perdu toute valeur avec les profils d'aujourd'hui, non?


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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Mar 24 Jan - 20:55 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

Jean-Claude, je ne sais pas trop si la règle de La Cierva est empirique ou pas. Dans le Bramwell (voici le lien suivant si tu ne connais pas ce livre, c'est vraiment une référence : ftp://195.214.211.1/books/DVD-024/Bramwell_S.,_Done_G.,_Balmford_D._Bramwell%5Bap%5Ds_Helicopter_Dynamics_(2001)(2nd)(en)(373s).pdf ) il apparaît le "Tail volume ratio" défini par le volume de l'empennage divisé par la solidité que multiplie la surface du rotor. Houston y fait référence dans son article sur l'empennage et ce coefficient apparaît manifestement dans les équations de stabilité. Il semblerai donc que ce ne soit pas empirique mais je n'ai pas creusé la question.
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gma


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MessagePosté le: Mar 24 Jan - 21:23 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

Oui le pauvre gma a mal rédigé son post, notamment ce qu'il entend sous le terme "volume du rotor"... mais c'est bien 12 à 15 % du "volume rotor" pour le "volume empennage"... en ce qui concerne un gyro type cierva.

Pour le bensen je ne sais pas.

Jean donne la bonne définition pour l'estimation du volume rotor.

C'est une règle empirique... issue des essais de stabilité. Car trop de surface d'empennage peut nuire aussi dans certaines configurations de vol, ce qui est moins le cas en aviation.

Ainsi pour l'empennage vertical, on souhaite une bonne efficacité, y compris en autorotation verticale, mais un faible effet de "girouette". Donc en gros, une grosse dérive mais peu ou pas de plan fixe et charnière inclinée si possible (voir deux plan en dièdre façon "pitcairn").

Pour l'empennage horizontal, une grande efficacité en translation, voir un rôle "déporteur", mais si possible plus rien en autorotation verticale...

Très contradictoire en somme.
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mar 24 Jan - 23:26 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

C'est pas une mauvaise rédaction, c'est une mauvaise application de règle qu'il connait depuis sa jeunesse. Cà en dit long sur le reste, non?

Jean,  Merci pour le Bramwell. Hélas trop long à traduire pour moi (essentiellement avec GooGle translator !) As-tu la page où il est question de ce volume d'empennage ? Merci.


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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Mer 25 Jan - 09:48 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

Bonjour Jean-Claude, c'est page 124. Comme je le disais ce ratio est défini par : Vt = St*lt/(s*A). Ce qui me parait bizarre c'est qu'il n'est pas sans dimension puisque le numérateur est un volume (celui de l'empennage) et le dénominateur une surface. En effet la solidité multiplié par la surface du rotor donne : bcR (b nombre de pale, c corde, R rayon du disque rotor). Si tu as des explications, je suis preneur !
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Haflinger


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MessagePosté le: Mer 25 Jan - 10:39 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

Jean Fourcade a écrit:
Bonjour Jean-Claude, c'est page 124. Comme je le disais ce ratio est défini par : Vt = St*lt/(s*A). Ce qui me parait bizarre c'est qu'il n'est pas sans dimension puisque le numérateur est un volume (celui de l'empennage) et le dénominateur une surface. En effet la solidité multiplié par la surface du rotor donne : bcR (b nombre de pale, c corde, R rayon du disque rotor). Si tu as des explications, je suis preneur !



moi j'aimerais plutot un topo sur l'infuence de la deflexion rapportee au bras de levier , le "volume" de l'empennage est a mon avis insufisant tout seul

pour ce qui est de la surface de pale on peut tres simplement en conclure qu'etant donne une certaine constance de la "charge palaire" (c'est moi qui l'ai invente) sur des realisations contemporaines les unes aux autres (voire de meme concepteur) , on peut en conclure que le "volume" du stabilisateur s'applique a des classes de taille et de masse (et de type) de giro plutot qu'a leur rotor , une recette de bonne femme inapplicable en dehors de son contexte comme tout empirisme


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mer 25 Jan - 12:23 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

Jean,
En lisant en diagonale cette partie (et donc sans avoir compris grand chose) je pense avoir la réponse à ta question. En effet  Vt  est un coefficient de volume sans dimension. De même, lt n'est pas une longueur mais un  ratio (bras de levier/ Rayon de rotor), comme précisé en page XVII: Notation.  A partir de là tout rentre dans l'ordre.


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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Mer 25 Jan - 12:56 (2012)    Sujet du message: dimensionnement pratique Répondre en citant

Je me suis cassé la tête pendant un bon quart d'heure sur cette équation sans avoir pensé à vérifier ce qu'était lt étant persuadé que c'était le bras de levier ! Merci pour cette info. Du coup ce facteur est égal au volume de l'empennage divisé par un volume rotor égal a sAR (solidité x surface rotorique x rayon rotor), soit la moitié de ce qu'utilise Cierva.
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Dernière édition par Jean Fourcade le Mer 25 Jan - 14:14 (2012); édité 1 fois
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