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De l'utilité de faire des calculs ...
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Jean Fourcade


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Joined: 02 Nov 2011
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PostPosted: Thu 29 Nov - 09:12 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

Faire des calculs présente deux avantages. Le premier est d'avoir une meilleure compréhension des phénomènes. Le deuxième est de déterminer quantitativement les paramètres déterminants. Soit à comparer, par exemple, la traînée du rotor par rapport à la cellule à 120 km/h ? Voici une question que l'on peut se poser et qui va permettre au concepteur de savoir s'il vaut mieux changer son rotor ou mieux profiler sont autogire.

Voici un cas réel. Soit un autogire bi-place doté d'un rotor de 8,50m et un rotax 100cv. En vol à la masse de 450 kg le rotor affiche 360 trs/mn et le rotax tourne à 2003 rpm (vitesse de l'hélice). Mon logiciel GyroTrim donne les résultats suivants :



J'ai centré l'autogire de telle manière que l'assiette de vol soit nulle à cette vitesse. L'incidence du rotor est de 4,2 degrés. La section de choc de l'autogire (S.Cx) est de 1.1 m2 pour être cohérent aux paramètres de vol. On remarque que la traînée du rotor à cette vitesse est de 54 daN et celle de la cellule de 74,9 daN.

On déduit les performances de cet autogire :



Imaginons que le concepteur change de rotor et passe à 8,9m. Quelles vont être l'évolution des performances ? Voici les nouvelles conditions d'équilibres :



On remarque que la puissance demandée au moteur n'est que légèrement plus faible (71.5 hp contre 72.2 hp). La traînée du rotor n'est que légèrement plus faible (52,8 daN contre 54 daN). Si l'on calcule les nouvelles performances on obtient :



Imaginons maintenant que le concepteur décide d'optimiser la trainée de l'appareil et arrive à diminuer la section de choc de 20%. Voici avec le premier rotor les performances atteintes :



Celles-ci sont nettement meilleures.

Cet exemple n'est qu'une approche de ce qu'on peut faire. Il faut identifier plus de paramètres pour avoir des données qui collent plus à la réalité. Il faut notamment identifier les paramètres de l'hélice et du rotor. Pour cela il faut disposer d'un instrument fiable et précis. On y travaille ...
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PostPosted: Thu 29 Nov - 09:12 (2012)    Post subject: Publicité

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Del Castillo
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PostPosted: Thu 29 Nov - 09:25 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

Okay

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Gérard BEAUDOIN
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PostPosted: Thu 29 Nov - 11:49 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

Bonjour Jean Fourcade

Quand tu dis:
"diminuer la section de choc de 20%"

tu entends passer de ce type d'autogire



A celui là par exemple



Ou bien un gain de 20% correspond t'il à une aérodynamique encore plus améliorée?

Gérard


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Jean Fourcade


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Joined: 02 Nov 2011
Posts: 496
Localisation: Toulouse
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PostPosted: Thu 29 Nov - 12:25 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

Bonjour Gérard,

L'autogire en question est déjà caréné mais c'est un côte à cote (d'où sa grande surface).

Pour coller au paramètres mesurés, l'autogire à une section frontale modélisé par Cx*S qui vaut  1,1 m2. Le Cx d'une plaque étant proche de 1, on déduit que cet autogire est équivalent à une plaque d'un mètre carré.
En profilant mieux l'autogire et en prenant Cx*S = 0,9 (deuxième calcul) on voit l'influence sur les performances. On devrait pouvoir descendre facilement vers Cx*S = 0,5 en profilant bien. Je précise qu'il ne s'agit que de la traînée du fuselage et non celle du rotor prise par ailleurs.

Cet exemple montre qu'à partir de 120 km/h la trainée du fuselage est fondamentale et que pour augmenter les performances, il vaut mieux améliorer cette trainée plutôt que de changer de rotor.
 
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PhT


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Joined: 25 Dec 2010
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PostPosted: Thu 29 Nov - 19:36 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

Bonsoir Jean,
Remarquable travail comme d'habitude. J'ai hâte d'en voir le détail sur ton site
Quelques remarques et une question.
tes simulations recoupent assez fidèlement les mesures que j'effectue régulièrement sur les gyros que l'on me confie. Je relève simplement des vitesses un peu supérieures en palier puisque j'effectue cette mesure à pleine ouverture et que je fais une correction de densité et du régime moteur (approximation d'un couple constant dans la plage de régime de puissance maximum, acceptable à mon sens, sur les moteurs 4 temps).
Donc les mesures de vitesses maximum que je publie sont toutes à la puissances maximum  en conditions standard (aux approximations et  erreurs de mesures près !).
Seconde remarque, les vitesses sont nettement inférieures à celles annoncées par les constructeurs. Je suis bien aise que tes simulations le confirme car j'ai eu bien des remarques acerbes en ce domaine.
Et maintenant la question : Tu appelles "section de choc" le S.Cx, c'est la première fois que je vois ce terme. D’où vient-il ? J'ai toujours vu utiliser l’expression "équivalent plaque plane"


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Jean Fourcade


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Joined: 02 Nov 2011
Posts: 496
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PostPosted: Thu 29 Nov - 20:21 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

Bonsoir Philippe,

Ce logiciel contient une partie qui permet l'identification des paramètres rotors et hélice à partir de plusieurs mesures ce qui devrait permettent de déterminer finement les caractéristiques de l'autogire en vol. Les simulations sont prometteuses mais il faudra attendre la confrontation avec les mesures pour juger.

Concernant le terme "section de choc", il n'est effectivement pas utilisé en aérodynamique mais en mécanique spatiale où l'atmosphère étant raréfié (étant donné l'altitude) elle se modélise par des chocs de particules. Dans cette atmosphère, il y a de la traînée mais quasiment pas de portance. La traînée est toujours modélisé par CD*A avec un coefficient CD tabulé en fonction de l'altitude (dans les cas simples). Tu as raison, le terme "équivalent plaque plane" est plus approprié.
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Gérard BEAUDOIN
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PostPosted: Thu 29 Nov - 21:16 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

Jean Fourcade wrote:

il y a de la traînée mais quasiment pas de portance.



Alors  "section de choc" c'est bien adapté à l'autogire, c'est exactement ça beaucoup de trainée et pas de portance. Embarassed


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Ventus


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Joined: 21 Oct 2011
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PostPosted: Thu 29 Nov - 21:58 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

Jean,
Je suis tout à fait d'accord avec vos conclusions sur la trainée du fuselage par rapport à la trainée rotor.


Gérard,
Le membre "S.Cx" qui intervient dans le calcul de la trainée (trainée = 0,5 . rho . V² . S . Cx) prend en compte:

   - avec S (en m²): la section frontale maxi, ou "maitre-couple" ou section de choc (selon Jean).
   - avec Cx (sans unité): les qualités aérodynamiques du fuselage (de la carrosserie, ou de la forme de l'objet)

Sur la deuxième photos que vous proposez, le Cx serait un peu meilleur. La valeur S ne changerait pas vraiment.



    Hoerner ( dans son livre: fluid-dynamic drag) donne les mesures suivantes:

   - Pilote debout face au vent  =>  S.Cx = 0,80
   - Pilote assis  =>   S.Cx = 0,60
   - Pilote couché  => S.Cx = 0,12
   - Pilote assis, bien profilé  =>  S.Cx = 0,02

Ce livre (qui regorge de schémas et de mesures comparatives) ouvre les yeux sur le terme "bien profilé".
Il montre, notamment, qu'il est majeur de travailler sur la partie arrière d'une forme et sur les lignes de fuite pour ne pas décoller les filets d'air.
Dans la partie avant, les filets d'air (en pression) sont moins sujet au décollement et donc aux pertes aérodynamiques.


Selon ces deux constats (Fourcade, Hoerner), on comprend pourquoi certains s'orientent sur le tractif avec carénage arrière.


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Del Castillo
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PostPosted: Thu 29 Nov - 22:57 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

Pour une note d'humour à cette discussion passionnante, voici le résultat d'un amateur de calculs à l'oeuvre



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girodreamer
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PostPosted: Fri 30 Nov - 08:22 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

annulé

Last edited by girodreamer on Tue 12 Feb - 10:32 (2013); edited 2 times in total
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Del Castillo
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PostPosted: Fri 30 Nov - 08:39 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

En réponse à un post précédent dont la question a disparu (Mais comment fait on pour écrire en haut ?) après publication de la réponse :
Dans les grands amphis, les tableaux montent et descendent avec une commande électrique... Pas testé la version avec le conférencier dans une nacelle avec des cordes  Very Happy
Mais cette photo ressemble à un montage, les tableaux mobiles ne sont pas aussi grands d'un seul tenant.


Last edited by Del Castillo on Fri 30 Nov - 09:00 (2012); edited 3 times in total
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gma


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Joined: 15 Dec 2010
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PostPosted: Fri 30 Nov - 08:40 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

Jean Fourcade wrote:
Faire des calculs présente deux avantages. Le premier est d'avoir une meilleure compréhension des phénomènes. Le deuxième est de déterminer quantitativement les paramètres déterminants...






Il y en aurait donc un troisième selon Del Castillo : Faire de l'humour... Voyez que gma n'est pas le seul à penser ça !  Very Happy
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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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Del Castillo
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PostPosted: Fri 30 Nov - 08:51 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

J'apprécie le partage de Jean, entre incompétents nous nous comprenons, que voulez-vous...
Au fait, pour reprendre littéralement vos leçons d'hier, "Mais vous, votre post ici, il sert à quoi vis à vis du sujet ?"


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gma


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Joined: 15 Dec 2010
Posts: 2,609
Localisation: Nord de France
Masculin Taureau (20avr-20mai)

PostPosted: Fri 30 Nov - 11:49 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

Del Castillo wrote:
... Au fait, pour reprendre littéralement vos leçons d'hier, "Mais vous, votre post ici, il sert à quoi vis à vis du sujet ?"


Eh bien a confirmer l'autre utilite de faire des calculs... se divertir avec humour... ce que vous pensez aussi visiblement.
_________________
L'inconvénient du plomb dans la cervelle est qu'il provoque, chez certains sujets, des crises de "saturnisme"...


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Del Castillo
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PostPosted: Fri 30 Nov - 12:00 (2012)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ... Reply with quote

Vous jugez le travail de Jean avec un mélange de sévérité et de condescendance, il n'y a aucun humour dans vos propos, cela s'appelle de l'ironie. Vous travestissez donc mes propos, je ne pense pas comme vous. 


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PostPosted: Today at 13:30 (2019)    Post subject: De l'utilité de faire des calculs ...

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