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Battement
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gma


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Masculin Taureau (20avr-20mai)

MessagePosté le: Lun 17 Sep - 00:02 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

Bonsoir à tous,

Jean Fourcade a écrit une chose très juste, c'est l'essentiel à retenir :

"... L’angle de battement, généralement noté BETA, est l’angle de la pale par rapport au plan de commande (confondu pour un autogire avec le plan d’entrainement c’est-à-dire le plan perpendiculaire au moyeu). Cette définition est universelle et est appliquée aussi bien pour un autogire que pour un hélicoptère. Cet angle est par convention positif quand la pale est au-dessus du plan et négatif dans le cas contraire. Cet angle modélise donc le mouvement de monté et de descente de la pale par rapport au plan de rotation et varie donc en fonction de l’azimut."...

Donc en Français dans le texte, cela signifie que l'angle de battement tel qu'on le sous entend est la somme de l'angle de "conicité" de la pale par rapport à son plan d'entraînement avec l'angle de battement élémentaire qu'elle subit mesuré depuis sa situation conique stable (c'est ce battement là qu'évoque Jean Claude).

C'est pourquoi partout en giraviation on dit que la force centrifuge est un "harmonique d'amortissement" tandis que Jean Claude lui nous explique que non.

Mais c'est Jean Fourcade qui dit vrai.


_________________
L'inconvénient du plomb dans la cervelle est qu'il provoque, chez certains sujets, des crises de "saturnisme"...


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MessagePosté le: Lun 17 Sep - 00:02 (2012)    Sujet du message: Publicité

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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Jeu 20 Sep - 13:36 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

Tes messages Jean-Claude montrent que tu ne comprends pas ce que je dis. M'accuser par exemple de ne pas savoir que pour diminuer le facteur de charge il faut pousser le manche ce qui revient à diminuer l'incidence aurait dû te mettre la puce à l'oreille. Tout pilote d'autogire sait ça.

Jean-Claude Debreyer a écrit:
Voici en revanche ce que donne mon tableur sous 0g transitoire avec le même rotor:
Incidence du disque pour obtenir 0g à 100 km/h et 350 t/mn: -10,6° (incidence négative)
Battement longitudinal obtenu dans ces conditions : 0,7°. Rien à craindre donc d'une valeur aussi faible, ainsi que je le disais.
Décélération: 38 t/mn chaque seconde, ne laissant que moins de 3 secondes avant d'atteindre le régime minimum critique.

Je n'ai rien à redire à cette affirmation. Qui dit le contraire ? Certainement pas moi. Mais ce n'est pas du tout le cœur du sujet. Je rappelle tes propos (en mettant en rouge les points qui posent problèmes) :

Jean-Claude Debreyer a écrit:
Pendant le "0 g", il n'y a aucun battement à craindre, même quand le régime est descendu très bas. C'est seulement quand on remet des "g" sous ces faibles régimes que le battement apparaît

Propos que tu as réaffirmés en disant :

Jean-Claude Debreyer a écrit:
Sous 0g l'angle de battement longitudinal a1 est nul quelque soit Mu.

Ces affirmations sont fausses. Comme je l'ai déjà expliqué, à partir d'une certaine valeur du paramètre d'avancement le battement diverge alors que le rotor est toujours à 0g. Ton exemple ne démontre donc rien puisque tu te places dans un cas où le régime de rotation vaut 350 trs/mn, régime qui ne peut - et c'est le moins qu'on puisse dire - être considéré comme "très bas".

Jean-Claude Debreyer a écrit:
Eh oui, le régime transitoire prime. Alors pourquoi, dans ce cas, ne montres-tu que des résultats obtenus en régimes permanents?

Tu confonds le régime transitoire en azimut avec le régime transitoire en battement et l'exemple que tu donnes est bien obtenu au régime permanent du battement (voir ci-dessous). Qui plus est, tu confonds le calcul des moments dans le cas d'un régime non équilibré (ce que tu fais) et le calcul du mouvement transitoire (ce que tu ne fais pas). Ton tableur ne fait qu'un calcul statique. Pour preuve tu n'y entres pas les inerties. En lieu et place tu entres la conicité que tu calcules par ailleurs. Ton tableur te permet de calculer le régime d'équilibre en annulant les moments. Il te permet également de calculer les moments non nuls d'un régime non équilibré à partir desquels tu évalues les accélérations. Mais tu n'intègres pas ces moment en fonction des inerties. Pour parler plus clair : calculer le régime transitoire consiste à calculer la vitesse de rotation et le battement pour chaque pas d'azimut (voir la fin du message).

L'exemple numérique que tu présentes se situe dans le cas du régime stabilisé en battement puisque tu l'as obtenu en annulant les couples de renversement (cellules H12 et H14 de ton tableur). Seule la cellule H13 (couple de rotation) est non nulle puisque le régime n'est pas celui d'auto-rotation. Mes formules "académiques", comme tu dis, sont donc tout aussi valables que les "tiennes". Voyons ça :

On obtient avec tes hypothèses : mu = 0,19 a1c = 0,73 degrés alphas = -11,12 degrés. Je précise que l'angle d'incidence calculé ci-dessus l'est par rapport au plan d'entraînement. Par rapport au plan rotor (ton cas) il faut ajouter le battement longitudinal. On trouve : -10,39 degrés.

On peut ainsi tracer la valeur du battement longitudinal en régime stabilisé en fonction de mu en se plaçant toujours à 0g. Voici la courbe que l'on obtient. Le dernier point (mu=0.39) est la limite du modèle (relire la fin de mon premier message).



Étudions maintenant le mouvement transitoire avec un nombre de Lock de 6. On calcule l'angle de battement en fonction de chaque pas d'azimut dans le cas 0g (on prend M0 nul, voir mon premier message). L'abscisse des courbes est l'angle d'azimut exprimé en radians. L'échelle de l'ordonnée est quelconque. En effet, l'équation différentielle étant linéaire, si beta(psi) est une solution alors k*beta(psi) (k non nul) est également une solution. Les conditions initiales sont : vitesse de battement nulle, angle de battement = 1 (cas normalisé). Pour avoir une représentation physique on imaginera que l'échelle de battement est en degrés. J'ai utilisé le logiciel Mapple pour intégrer numériquement l'équation différentielle.

Premier cas : mu=0,18. On constate le fort amortissement du mouvement. Le battement redevient nul en environ 1,5 tours.


Deuxième cas : mu=1,7. On remarque les oscillations d'amplitude supérieure à l'excitation.


Troisième cas : mu=2,2. Le battement diverge. On passe d'1 degré à 40 degrés en 6 radians (moins d'un tour).


Même cas sur une période plus longue.

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Haflinger


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MessagePosté le: Jeu 20 Sep - 13:54 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

je me trompe ou bien quand Mu ateint 1 la pale est entierement alimentee par le bord de fuite ? ca fait longtemps que le rideau est tombe non ?

par contre j'ai demontre pouvoir atteindre 0.5 en vol "normal" , ca diverge ou ca converge a 0.5 ? a partir de combien ca devient chaud en fait ?


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Gyrophile


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Messages: 84

MessagePosté le: Jeu 20 Sep - 19:36 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

Bonjour Jean,

Comme pas mal d'autre je ne comprends strictement rien à vos équations.


Je ne sais qu'une seule chose, c'est toi qui as raison, comme Einstein a raison quand il parle de relativité ou Turcat a raison quand il parle du Concorde.


Il y a une chose que je voudrais savoir, en tant que praticien. Y a-t-il un régime rotor au-delà du quel on est sûr que le rotor n'ira pas battre les butées? Sachant que j'ai la prétention de savoir un peu piloter, je ne vais jamais chercher le 0G, je ne fais jamais de POI, et je sais sortir d'une autorotation verticale proprement, comme tous les pilotes d'autogire normalement entraînés.
Pour ma part, avec un ELA 07S, je ne suis jamais descendu en  dessous de 300 t/min. Peut-on descendre plus bas en régime rotor (ie décharger davantage le rotor) sans danger?


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PhT


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MessagePosté le: Jeu 20 Sep - 22:18 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

Bonsoir,
L'instabilité de battement modélisé par Jean citant l'étude de Lowis apparaîtrait pour Mu = 2.2. Cela implique un régime rotor très bas ou une vitesse d'avancement très élevée. Ces conditions ne sont, à ma connaissance pas atteintes en parcourant l'enveloppe de vol de nos autogyres. Les deux accidents mortels dont j'ai été témoin avec plusieurs collègues du BDLP se sont produits si brutalement que l'on peut exclure l'une et l'autre. En revanche j'ai le sentiment que le heurt, même infime, de la butée de battement est la cause première des destructions en vol. Si vous voulez en sentir l'effet sans danger, essayez de rouler un tout petit peu trop vite après avoir lancé le rotor à la main... Vous aurez toutes les peines du monde à tenir le manche à deux mains et la course des pales sera tellement perturbées que vous ne tarderez pas à leur faire toucher le sol, la dérive ou l'hélice au choix dans l'ordre de l'obstacle le plus proche !
Comment toucher les butées en vol normal ? je ne vois que des actions trop rapide du pilote sur la manche. Elles peuvent être dûes aux différents facteurs qui ont été abondamment décrit sur ce site, à des accidents mécaniques ou même émotionnels ce dernier point ne devant pas être exclu car bien plus fréquent qu'on ne le croit.


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girodreamer
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MessagePosté le: Ven 21 Sep - 07:29 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

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Haflinger


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MessagePosté le: Ven 21 Sep - 08:18 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

PhT a écrit:
L'instabilité de battement modélisé par Jean citant l'étude de Lowis apparaîtrait pour Mu = 2.2. Cela implique un régime rotor très bas ou une vitesse d'avancement très élevée. Ces conditions ne sont, à ma connaissance pas atteintes en parcourant l'enveloppe de vol de nos autogyres. ........


c'est le moins qu'on puisse dire , ca nous fait pour un biplace de 8.5m de diametre un regime rotor de 28 tr/min a 100 km/h (1 tour toutes les 2 secondes)


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choudan


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MessagePosté le: Ven 21 Sep - 09:11 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

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PhT


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MessagePosté le: Ven 21 Sep - 10:13 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

Bonjour Jean-Michel,
j'entend par accident émotionnel  le brusque coup de volant qui vous sort de la route alors qu'il n'était destiner qu'à éviter un chien ou une poule qui semblaient vouloir traverser la route devant vous. Pour nous ce peut-être par exemple une brusque variation du facteur de charge comme on en subit fréquemment les jours de belle activité thermique. Sans une bonne formation le réaction sera de déplacer le manche brutalement pour récupérer le facteur de charge standard.
Ph.T.


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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Ven 21 Sep - 11:14 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

L'objet de mes propos était de montrer que le battement peut devenir instable et que cette instabilité n'est pas liée à la charge du rotor. Comme l'a dit Philippe, le régime mu=2.2 n'est pas près d'être atteint avec un autogire classique. Il faut cependant préciser plusieurs points :
  • Le régime est effectivement divergent pour mu=2.2 mais on voit que pour mu=1.7 (qui est encore en dehors du domaine de vol), l'amortissement n'est plus du tout rapide (plusieurs secondes au lieu d'une fraction de seconde).
  • Ce calcul ne fait pas appel au couplage avec les modes rigides de l'autogire. On sait par exemple depuis les travaux de l'université de Glasgow que la stabilité du régime autorotatif (stabilité de l'azimut) est fortement couplé au mode phugoïde.
  • Ce calcul suppose des pales infiniment rigides. Il ne fait donc pas non plus appel au couplage avec les modes souples du rotor. La prise en compte des modes souples est fort complexe à calculer.
Ainsi, si l'on prend en compte l'ensemble des couplages (modes rigides, modes souples) on peut présumer de problèmes d'instabilités pour des valeurs beaucoup plus faible de mu qui peuvent faire parties du domaine de vol tout en restant évidemment en frontière de celui-ci.

L'accident le plus fréquent se produit quand le pilote tire le manche alors que le régime est bas. Mais il me parait osé de dire que c'est la seule cause de battement du rotor. J'ai mémoire que Xavier a fait battre une fois le rotor en vol. Il me semble qu'il était en descente avec une vitesse élevée et pas sous faible facteur de charge. Il nous en dira peut-être un peu plus.

Gyrophile a écrit:
Il y a une chose que je voudrais savoir, en tant que praticien. Y a-t-il un régime rotor au-delà du quel on est sûr que le rotor n'ira pas battre les butées? Sachant que j'ai la prétention de savoir un peu piloter, je ne vais jamais chercher le 0G, je ne fais jamais de POI, et je sais sortir d'une autorotation verticale proprement, comme tous les pilotes d'autogire normalement entraînés.
Pour ma part, avec un ELA 07S, je ne suis jamais descendu en dessous de 300 t/min. Peut-on descendre plus bas en régime rotor (ie décharger davantage le rotor) sans danger?

On peut effectivement calculer le régime du rotor dont tu parles. Mais ce régime dépend des conditions de reprise. Si au sommet d'une cloche, tu tires violemment le manche en arrière, le régime minimum sera beaucoup plus élevé que si tu n'avais pas tiré le manche et réduit les gaz à la place pour faire chuter la vitesse et ainsi la force centrifuge qui est à l'origine du faible facteur de charge.

Il ne faut pas se focaliser sur le contrôle des tours rotor en vol mais ce contenter d'appliquer les règles de sécurité : sous faible facteur de charge (provoqué par le pilote ou l'activité thermique), on bloque le manche et on réduit les gaz.

C'est d'ailleurs une des raisons pour lesquelles il est important que la phugoïde soit stable. Le pilote est habitué en cas de perturbations à ne jamais bouger le manche.
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girodreamer
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MessagePosté le: Ven 21 Sep - 11:20 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

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MessagePosté le: Ven 21 Sep - 11:55 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

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Haflinger


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MessagePosté le: Ven 21 Sep - 11:56 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

Jean , c'est bien beau mais dans le domaine qui nous interresse , c'est a dire en dessous de 1 pour Mu , que disent les courbes ? si ce n'est pas trop demander s'il te plait

et si je suis bien , tout ceci n'est valable que pour le rotor a balancier ou a articulations de battement non ?
j'en deduis que par exemple un tripale (ou davantage) sur moyeu "a rotule" (ou cardan) , avec le precone et uniquement des pivots de pas , ou avec des pivots de battement et un parapluie , sont exemptes de ces problemes non ?


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Haflinger


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MessagePosté le: Ven 21 Sep - 12:08 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

girodreamer , Jean a fait un logiciel de calcul pour ton cas , personnelement je te dirais qui si on cesse de piloter en tangage uniquement par le rotor on retombe dans une configuration "avion" avec foyer et plage de centrage plus facile a stabiliser

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PhT


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Messages: 326

MessagePosté le: Ven 21 Sep - 12:29 (2012)    Sujet du message: Battement Répondre en citant

Jean-Michel
tu pourrais, si tu ne l'a pas déjà fait, relire un fil de discussion sur "phugoïde et stabilité" initié par Jean Fourcade ou il évoque pour la première fois son  brillant logiciel de calcul de la  stabilité des gyros et ou j'explique incidemment la façon de mesurer la phugoïde sur un appareil réel
http://autogire.xooit.fr/t1232-Phugoide-et-instabilite.htm


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