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Cette fameuse force centrifuge ...
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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Sam 1 Déc - 11:49 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

Il faudrait tout de même tordre le coup à cette fausse idée qui est de croire que la force centrifuge a pour effet d'aligner les pales avec le plan d'entraînement. C'est parce qu'il s'obstine dans cette erreur que gma nous explique que le plan rotor et le plan d'entraînement sont confondus.

Quand on applique le principe fondamental de la dynamique pour calculer la trajectoire d'un corps il faut, sous peine d'erreur, correctement calculer les forces d'inertie par rapport au repère de référence que l'on choisit.
Voici un croquis de gma dont le but était de démontrer que la force centrifuge à pour effet d'aligner les pales perpendiculairement au moyeu.



Prenons l'étape 1 et choisissons comme repère de référence un repère fixe dont un des axes est aligné avec le moyeu de rotation. Par rapport à cet axe, les pales tournent et sont donc soumises à la force centrifuge. Elles sont également soumises à leur poids et la résultante de ces deux forces est alignée avec l'articulation de la pale (articulation du battement de nos rotors). Celles-ci sont donc en équilibres et le schéma de l'étape 1 est donc correct.

Considérons maintenant l'étape 2 dans lequel nous avons changé l'orientation du moyeu d'un angle phi. Considérons toujours le même repère de référence dans lequel un des axes est aligné avec le moyeu. Le calcul de la force centrifuge qui résulte de la rotation autour du moyeu est différente du cas précédent et constitue bien un rappel à plat comme le montre l'étape 2. Ce rappel à plat a pour effet de réaligner les pales perpendiculairement au moyeu et on en déduit que la nouvelle position du rotor sera celle de l'étape 3.

Malheureusement ce raisonnement est faux. En effet, avons-nous pris en compte toutes les forces d'inertie ? Et bien non car dans le schéma de la figure 2 étant donné l'orientation de l'axe de référence, non seulement les pales tournent par rapport à cet axe, mais elles montent et descendent également (c'est le battement ...). Il faut donc prendre en compte cette nouvelle force d'inertie dont la composante est représentée en bleue sur le schéma de la figure ci-dessous (cette force est perpendiculaire à la pale).



Or cette force est telle (voir la démonstration ici) qu'elle s'oppose au mouvement de battement. Elle est dirigée vers le haut lorsque la pale accélère vers le bas et vers le bas lorsque la pale accélère vers le haut de telle manière que que la résultante de toutes les forces subie par la pale (représentée en rouge) reste alignée avec elle, ce qui signifie que le plan du rotor ne change pas d'orientation ! L'étape trois est donc fausse.

Pour ceux qui aurait encore des doutes, voici ce qu'écrit P. Lefort et J. Hamann dans leur livre "L'hélicoptère, théorie et pratique" (page 45) :
"En d'autres termes, une pale articulée non soumise à des efforts aérodynamiques décrit, par rapport à des axes absolus, un plan fixe dont l'orientation ne dépend que des conditions initiales".
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MessagePosté le: Sam 1 Déc - 11:49 (2012)    Sujet du message: Publicité

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GP


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MessagePosté le: Sam 1 Déc - 13:01 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

ce qui explique que le battement vertical est "amorti" naturellement,contrairement au battement horizontal,ou trainée ,(valable pourgyro et helico multipales)qui necessite un amortisseur...
Faudrait aussi que vs parliez du "damping and roll" d'un rotor en opposition a une aile d'avion...un phenomene crucial en voilure tournante,et dont ,a ma connaissance,seuls les ricains parlent dans les formations pilotes;...
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pour un mariage il faut 2 temoins,com pour un accident ou un duel.....


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gma


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MessagePosté le: Sam 1 Déc - 17:20 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

Tous ceci est exact, à la virgule près... Maintenant, dans la vraie vie, pouvez vous donner un ordre de grandeur de la force d'inertie d'une pale de vingt kilos de masse par rapport à l'action centrifuge à laquelle elle est moyennement soumise et comparativement à la variation de portance qu'elle subie ?
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Sam 1 Déc - 18:29 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

J'ai déjà maintes fois montré  dans une vidéo que la force centrifuge ne ramène pas le plan de rotation  dans le plan perpendiculaire au moyeu, en l'absence de forces aérodynamiques, et  que le changement de plan de rotation n'était donc  dû qu'aux variations de portance de la pale.  Quand les variations de portance entre coté avançant et reculant s'annulent, alors l'écart angulaire entre le plan de rotation et le plan de commande ne diminue plus. La rapidité avec laquelle se réduisent les écarts est bien liée la masse, et donc à la force centrifuge. Mais la valeur  de l'écart résiduel en translation (a1) n'en dépend pas. Il ne dépend que de  l'écart d'incidence nécessaire pour annuler les variations de portance. J'avais déjà exprimé cela dans un croquis où, pour simplifier la compréhension,  n'apparaissaient seulement que des portions de pales (ci dessous) . 
Gma, lui, veut ici comparer la force centrifuge à la portance. Et pourquoi pas à l'age du pilote, tant qu'il y est...



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gma


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MessagePosté le: Sam 1 Déc - 20:02 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

Sauf que dans le croquis proposé et avec pour seul commentaire "pour faire réfléchir" (le reste venant de vous et que de vous), il ne s'agit pas de "pales" mais de barres dépourvues de force de sustentation. Et je remet la citation de Jean :

..."En d'autres termes, une pale articulée non soumise à des efforts aérodynamiques décrit, par rapport à des axes absolus, un plan fixe dont l'orientation ne dépend que des conditions initiales"."

Etant entendu que l'axe absolu ici c'est l'arbre du rotor autour duquel tourne les barres... et que vous avez orienté d'un angle phi.

Donc, à terme, après stabilisation des forces d'inertie, le rotor adoptera une position, figée par rapport à l'arbre de rotation (axe absolu) définissant l'écart angulaire entre le plan de rotation et le plan d'entraînement. Cet écart angulaire est repéré par deux angles, a1 en longitudinal, b1 en transversal (voir Bramwell).
Dans le cas de barres non portantes, a1 et b1 ne sont régie que par les forces inertielles décrites par Jean. Quand les barres sont des pales et qu'une action de portance agit sur elles, les angles a1 et b1 sont tributaire aussi de ces actions aérodynamiques.


Maintenant, si cet axe de rotation absolu est l'axe du cône rotor et non l'axe du roulement de tête, vous comprendrez aisément que a1 et b1 ne désigne donc plus l'écart angulaire entre le plan rotor et le plan perpendiculaire à l'axe du roulement. C'est cette objection que je fais à Jean.
Jean et Jean Claude pensent que les pales tournent autour de l'axe du roulement, moi, je pense qu'elles tournent autour de l'axe du cône rotor tel que Bêta par rapport au plan rotor vaut a0 (conicité).


Donc que a1 et b1 par rapport au plan d'entraînement vaut 0°.
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Sam 1 Déc - 22:59 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

Gma entretient en permanence la confusion des repères. Un simple croquis lui permettrait de s'expliquer, comme je l'ai fait. Où place-t-il les 2,4° qu'il nous a calculé  par ses formules secrètes? Vous ne le saurez jamais !

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gma


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MessagePosté le: Dim 2 Déc - 08:51 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

Jean Claude DEBREYER a écrit:
Gma entretient en permanence la confusion des repères. Un simple croquis lui permettrait de s'expliquer, comme je l'ai fait. Où place-t-il les 2,4° qu'il nous a calculé  par ses formules secrètes? Vous ne le saurez jamais !




Je redis Jean Claude, ne noyez pas le poisson, l'angle demandé dans le sujet "pratique du rotor d'autogire" est celui entre plan de commande et plan rotor. Ici, nous évoquons ce qui se passe entre plan rotor et plan d'entraînement. Vous pensez que, sur autogire, le plan de commande et le plan d'entraînement sont parallèles, j'explique que non et que vous vous trompez. Comme Jean, vous introduisez dans le calcul du battement vu depuis le plan de commande, un angle aI qui s'exprime depuis le plan d'entraînement... c'est la nature même de la définition de cet angle que de partir du plan d'entraînement, non celui de commande,  pour s'arrêter au plan rotor. Du plan rotor à la pale c'est aO (conicité) et du plan de commande au plan d'entraînement c'est "têta deux"... Ce que l'on nomme la constante (ou influence) du pilotage. Et depuis la nuit des temps, le battement total d'une pale, vu depuis le plan de commande, vaut (en valeur algébrique) ß = aO + aI + Têta deux. Vous, vous m'avez demandé (aI + Têta deux), alors qu'ici on ne parle QUE de aI. Et je redis, pour la N ième fois, la valeur du battement exprimé depuis le plan de commande par le logiciel de Jean n'est pas bonne... D'abord par le fait qu'il donne un écart entre deux plans et non un angle position de la pale par rapport au plan de référence, ensuite par le fait qu'il néglige la constante de pilotage, enfin parce que la relation utilisée n'exprime pas l'écart du plan rotor depuis le plan de commande. Est ce que cette fois c'est bien compris ? (ce qui est dit, pas la leçon hein)
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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Dim 2 Déc - 09:28 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

Jean Claude DEBREYER a écrit:
Gma entretient en permanence la confusion des repères. Un simple croquis lui permettrait de s'expliquer, comme je l'ai fait. Où place-t-il les 2,4° qu'il nous a calculé  par ses formules secrètes? Vous ne le saurez jamais !

Soit assuré, Jean-Claude que gma ne fera plus jamais de croquis. Il aura bien trop peur de se faire confondre comme je viens de le faire dans ce post où il a été obligé de reconnaître que mes propos était correct et que donc il s'était trompé. D'ailleurs je peux t'affirmer que suite à ce message, il va par son verbiage habituel nous expliquer qu'il ne s'est pas trompé ! Tout comme sa réponse à ta remarque qui est un verbiage confus qui ne comporte que des erreurs qu'il est inutile de commenter. En ce qui me concerne, je ne pense plus converser avec lui, ça n'a aucun intérêt. Je pense qu'il ne trompe plus personne sur ce forum. Laissons le déblatérer tout seul.
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PhT


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MessagePosté le: Dim 2 Déc - 11:24 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

tRaymond,
toi qui a une grande connaissance historique des voilures tournantes, tu devrais réfléchir au fonctionnement de la la barre de Bell sur les hélicos qui en sont dotés : il démontre l'exactitude de ce que Jean cherche à te démontrer par le calcul et Jean-Claude par l'expérience. Si elle fonctionnait de la manière que tu imagines son effet stabilisateur serait nul.

Les amortisseurs placés entre l'arbre et la barre ont d'ailleurs pour fonction de diminuer son efficacité stabilisatrice.


Ceux qui sont moins familiers des hélicoptère grandeurs connaissent sûrement, si même ils n'en possèdent pas un, la barre de Bell des petits hélicos contrarotatifs radiocommandés


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gma


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MessagePosté le: Dim 2 Déc - 12:08 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

PhT a écrit:
tRaymond,
toi qui a une grande connaissance historique des voilures tournantes, tu devrais réfléchir au fonctionnement de la la barre de Bell sur les hélicos qui en sont dotés : il démontre l'exactitude de ce que Jean cherche à te démontrer par le calcul et Jean-Claude par l'expérience. Si elle fonctionnait de la manière que tu imagines son effet stabilisateur serait nul.

Les amortisseurs placés entre l'arbre et la barre ont d'ailleurs pour fonction de diminuer son efficacité stabilisatrice.


Ceux qui sont moins familiers des hélicoptère grandeurs connaissent sûrement, si même ils n'en possèdent pas un, la barre de Bell des petits hélicos contrarotatifs radiocommandés









Mais c'est tout réfléchi... Cette barre, dépourvue de portance aérodynamique, n'est elle pas le moyen d'associer presque (car comme tu dit l'effet fut atténué) le plan de commande à un plan d'entraînement (là c'est l'arbre qui motorise, pas les pales) ? Ne serait ce donc pas la preuve que plan d'entraînement et plan de commande ne sont pas liés comme vous le pensez... puisqu'il fallu presque les lier (moyeu en battement vertical et traînée). Tu remarqueras aussi que la barre Bell 'est pas couplée à l'arbre (un seul axe de liaison et non deux excentrés comme mon croquis).
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Dernière édition par gma le Dim 2 Déc - 13:38 (2012); édité 2 fois
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PhT


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MessagePosté le: Dim 2 Déc - 12:37 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

Pas de commentaires, je laisse tomber !

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MessagePosté le: Dim 2 Déc - 14:31 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

Ce serait mieux que tu envisages la même barre, coupée en deux, avec deux axes de liaison excentrés et situés de part et d'autres du mât. Presque comme mon croquis en quelques sorte. Après, si !, commente, tu as un point de vue pertinent. Dans un cas (barre Bell), le moment des résultantes inertielles n'est pas transmis au mât (un pivot centré), dans l'autre cas (croquis Bramwell), le moment de chaque résultante inertielle est transmis à l'arbre du fait de l'excentrement des pivots de liaison. C'est d'ailleurs la raison du choix de Cierva pour un excentrement minimal de l'axe de battement vertical, ce moment se traduisant par un effort supplémentaire dans le manche... C'est aussi le fondement inverse du système Brantly, excentrant outrageusement l'axe de battement vertical, puisque pilotage cyclique et non direct, donc pas d'effort redondant au manche.
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yabya


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MessagePosté le: Dim 2 Déc - 15:09 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

Citation;
Barre Stabilisatrice : En déplaçant le manche, il est montré que le rotor bascule, son plan de rotation n’étant plus perpendiculaire à l’arbre porte rotor. La barre stabilisatrice, grâce à son effet gyroscopique, continue de tourner sensiblement dans le plan perpendiculaire à l’arbre porte rotor, lequel n’est plus alors parallèle au plan de rotation du rotor. Cette barre articulée sur un pivot, lui permet un léger déplacement et est reliée mécaniquement à la commande d’incidence des pales sur la tête rotor. Elle a donc tendance à ramener du rotor parallèle au sien et à maintenir l’angle d’attaque des pales quand l’appareil s’incline fortuitement produisant un effet stabilisateur.


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gma


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MessagePosté le: Dim 2 Déc - 20:24 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

Et ça, c'est l'experience de Jean Claude, une barre unique, montée sur un seul pivot centré.
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 3 Déc - 10:59 (2012)    Sujet du message: Cette fameuse force centrifuge ... Répondre en citant

En bascule ou non, cela ne change rien.



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