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Stabilité des autogires à haute vitesse
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Guy BOSTBARGE


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Inscrit le: 13 Juin 2008
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MessagePosté le: Lun 9 Fév - 10:58 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

Bonjour à tous,

On considère que ce centre de gravité doit être au-dessus du centre de poussée de l'hélice pour avoir une bonne stabilité.
Lorsque l'on monte la puissance du moteur l'ensemble se cabre et le rotor compense ainsi automatiquement cet ajout de puissance en freinant l'ensemble.

Considérons en conservant la même géométrie et la même répartition des masses d'autres paramètres de vol:
- L'autogire est en vitesse de croisière élevée et l'équilibre des forces est celui de la figure.
- Il vole à basse altitude pour éviter les zones réglementées.
- le moteur est à la puissance maximale pour avoir la vitesse de croisière la plus rapide possible.
- l'angle d'incidence du rotor est très faible à cette grande vitesse sa trainée est très réduite.
- la cellule est effilée est bien alignée dans le sens du mouvement pour réduire la résistance à la pénétration dans l'air.
- malgré cela du fait de la grande vitesse la trainée de la cellule est malgré tout très supérieure ( 5 fois par exemple ) à celle du rotor.
- le moteur s'arrête brusquement de fonctionner.
Que se passe-t-il ?
Pour ma part j'aurais tendance à répondre qu'il bascule sauvagement vers l'avant reste-t-il controlable?
Guy



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MessagePosté le: Lun 9 Fév - 10:58 (2009)    Sujet du message: Publicité

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patrickdb


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Inscrit le: 29 Juin 2008
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MessagePosté le: Lun 9 Fév - 14:53 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

je sais pas en théorie
mais en pratique, il ne se passe rien de brutal, sauf que ca pivote à dr ou gauche, à l'inverse de l'acceleration...

salut


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 9 Fév - 18:01 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

Bonjour,
Si aux vitesses de vol et Cz rotor habituels le rotor est à + 10°, 10° d'assiette en moins amène à 0g . Doubler cette vitesse c'est avoir Cz habituel/4 , soit 2,5° .  C'est alors quatre fois plus sensible aux variations d'assiette. Pour rester contrôlable, un bon stabilisateur horizontal me semble absolument indispensable.
Jean Claude


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Xavier AVERSO
Invité

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MessagePosté le: Lun 9 Fév - 22:19 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

Guy ta question est judicieuse , j'ai trouvé ce comportement sur un "dominator" effectivement à grande vitesse et à une réduction brutale des gas le gyro à tendance à prendre une très forte pente de descente...mais comme je tenais le manche ( ce qui est normal ) rien ne s'est passé sinon qu'il a fallu bien retenir le manche qui tirait fortement vers l'avant.
Xavier


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Guy BOSTBARGE


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MessagePosté le: Mar 10 Fév - 17:52 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

Bonjour à tous,
C’est encore l’hiver et par ces temps froids le bricolage dans le garage de notre engin favori n’est pas la première priorité.
C’est le meilleur moment pour réfléchir bien au chaud surtout si de plus grands froids annoncés par Gérard reviennent.
Concernant ce problème de stabilité il concerne comme le montre le croquis les autogires avec centre de gravité au dessus du centre de poussé.
Ce n'est peut-être pas ton cas Patrick? Sur quel appareil voles-tu?
D'accord avec toi Jean Claude sur ta remarque.
Des graphiques comme celui de la page 41 sur le livre L'autogire et sa technique de Xavier Averso et Jean Fourcade représentent bien la tendance.
Certains donnent des informations très précises sur la valeur des différentes composantes (dans des configurations bien précises évidement).
Des paramètres comme une grande longueur de la cellule (biplace tandem)  peuvent certainement accentuer cet effet de basculement surtout si l'intérieur de la dite cellule s'ouvre au vent.
Je pense même que non contrôlé ce basculement peut mettre le rotor face supérieure en avant et donc le ralentir très rapidement comme le fait une trajectoire en cloche.
Voir le schéma ci-dessus.


Merci Xavier pour ton témoignage c'est l'avantage de toute cette expérience cumulée sur des appareils très différents encore faut-il accepter de la partager et nous te remercions de le faire.
Guy


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patrickdb


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MessagePosté le: Mar 10 Fév - 18:09 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

face à Xavier mon témoignage est bien léger!
c'était pendant ma formation sur Magni M16 donc avec un 914: on m'a fait plusieurs fois le "coup de la panne" et j'était plus géné par les variations en lacets qu'en tangage.
De plus,  souvent, c'était pas loin du sol et fallait vite prendre l'assiette de descente...
De même quand tu fais une chandelle, moteur plein pot, que ca grimpe "vertical" et que tu coupes le moteur, ca parait long pour retrouver une asciette normale donc cette tendance à piquer, je l'ai pas senti mais j'ai juste 20h de vol, ca ne fait pas de moi quelqu'un de fiable au niveau du senti et du reste aussi...

salut


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mar 10 Fév - 22:38 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

Bonsoir Guy
Il me semble que tu cumules deux problêmes bien distincts: Celui d'une perturbation de l'assiette par les variations de poussée motrice d'une part, et celui de la stabilté (amplification d'une perturbation initiale)
Perturbation: Pour supprimer toute perturbation de l'assiette, il faut que la poussée motrice passe  exactement par le centre de gravité.
Stabilité: Pour que la carène soit stable, il faut que le centre de carène soit placé derrière CG. On ne peut y arriver qu'en ajoutant un empennage  Et on peut encore ajouter de la stabilité en faisant passer la résultante rotor derrière CG. (Si on considère généralement qu'on améliore la stabilité en abaissant l'axe moteur sous CG c'est seulement pour compenser le couple piqueur provoquer par ce recul. Au vu des perturbations produites ci-dessus, il vaut bien mieux charger ce travail à l'empennage)
Bref, le dessin cumulant ces deux problêmes, tu ne dois pas t'étonner d'un résultat catastrophique.
Amicalement
Jean Claude 


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Guy BOSTBARGE


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MessagePosté le: Ven 13 Fév - 10:22 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

Bonjour,
Pour répondre à Jean-Claude :
Bien sur que le schéma n’est pas complet il ne montre ni l’empennage ni même le train d’atterrissage…. ( je blague), mais le phénomène décrit doit exister il est confirmé par Xavier sur un dominator  auquel certains prêtent justement une très grande stabilité mais pas semble-t-il dans cette configuration précise.
Concernant ce que tu appelles le centre de carène que je traduis peut-être à tord comme le centre de poussée de l’ensemble des trainées il est très mobile du fait  que la trainée du rotor évolue en sens inverse de celle de la cellule lorsque la vitesse croit. Je me réfère au graphique cité dans le livre De Xavier Averso ceci est calculable assez facilement et dépend bien entendu des caractéristiques de l’appareil.
Voici un exemple de détermination fonction de la vitesse.
 


 
Je profite de ce message pour te demander ( ou à d’autres participants au forum bien entendu)si tu possèdes sous forme d’ un graphique ou mieux d’un tableau de chiffres la polaire du profil 8H12 pour quelques nombres de Reynolds compris entre 250 000 et 2 000 000 avec la mention claire pour chaque point de l’angle d’incidence faute de ces données je base mes calculs sur le profil Clark Y et cela doit fausser les résultats.
Merci d'avance

Guy


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Ven 13 Fév - 14:34 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

Bonjour Guy
Le phénomène que  décrit  Xavier: tendance à piquer à la réduction brutale des gaz, n'est pas ce je j'appellerais de l'instabilité, mais simplement un réquilibrage nécessaire des couples. Ce que j'appellerais "instabilité" (et pas uniquement moi) ne concerne que les déséquilibres cumulatifs: couple  induisant un effet qui renforce le couple initial. Cette situation est difficile à contrôler car le pilote doit constamment réajuster l'équilibre constamment rompu.  Ce n'est pas le cas que décrit Xavier (ferme, mais simple compensation), mais ce serait effectivement le cas de ton dessin. Pour répondre à ta question concernant ce que j'ai appelé "centre de carène" il traduit le point d'application de la résultantes des forces aérodynamiques (trainée et portance) générée par l'ensemble des éléments liés à la structure. J'en avais exclus le rotor qui ne produit de couple qu'à la volonté du pilote. 


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Ven 13 Fév - 14:42 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

J'ai oublié de te répondre sur le NACA 8H12. J'utilise la "soufflerie numérique" JavaFoil" qui répond à ce que tu cherches et téléchargeable gratuitement (recherches dans GOOGLE). On peut entrer les nombres de Reynolds souhaités, et des rugosités de surfaces diverses, mais les résultats en décrochage ne sont certainement pas très fiables.
Jean Claude


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Guy BOSTBARGE


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MessagePosté le: Dim 15 Fév - 10:21 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

Bonjour Jean-Claude,Il me semble ( j'en suis même sur ) que l'on ne peut pas négliger la trainée du rotor dans l'analyse de cette rupture brutale d'équilibre que provoque l'arrêt moteur.
Est-ce qu'il faut appeler cette situation instabilité (qui manque d'équilibre dit le Larousse) ou situation potentiellement dangereuse ou...je connais mal le vocabulaire technique aviation et je te fais confiance.
Concernant la polaire du profil 8H12, merci pour ta réponse, j'ai chargé JavaFoil mais pas trouvé dans sa base de donnée le 8H12.
J'ai fini par le trouver sur une autre base de données celle de L'UIUC qui fourni seulement les coordonnées et un dessin du profil sous la référence N8H12.(il y a plus de 1500 profils disponibles)
  http://www.ae.uiuc.edu/m-selig/ads/coord_database.html
Je n'ai pas trouvé rapidement le moyen de rentrer les données de L'UIUC dans JavaFoil.
Si tu l'as fait merci de me donner l'info ou directement le résultat.
Je dispose pour le 8H12 de la polaire suivante mais je ne vois pas figurer l'angle d'incidence.
Il figure dans le graphique de droite que j'interprète comme étant la variation de position du centre de portance en fonction de l'angle ( la théorie dit qu'il est à 0,25 de la corde, ça varie peut-être un peu).Mais je ne fais pas le lien.



Merci d'avance
Guy



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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Dim 15 Fév - 11:19 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

Bonjour Guy
Bien sûr qu'on ne peux pas négliger la traînée du rotor, mais ne voir qu'elle  sans voir  simultanément les couples provoqués par sa portance fausse complètement la vision des choses.
Pour ce qui est des "déséquilibres" mentionnés par Larousse, il y a une différence entre le déséquilibre d'une bille qui tend à rouler au fond d'une cuvette et le déséquilibre d'une cuvette qui tend à rouler vers le bord d'une cuvette retournée: Dans le premier cas le déséquilibre finira par s'annuler "stabilité". Dans le second cas, le déséquilibre s'aggrave. 
Concernant le NACA 8H12, j'ai des coordonnées plus nombreuses et les polaires obtenues avec les angles (mais comment faire pour te les envoyer?). Celles que tu as trouvé sont assez surprenantes(Cz max très bas) et ne correspondent pas à ce que donne JavaFoil.


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Guy BOSTBARGE


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MessagePosté le: Dim 15 Fév - 12:28 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

Re-bonjour Jean-Claude,

Concernant les équilibres, je comprends bien ton point de vue mais à mon avis ta comparaison n’est pas bonne dans ce cas précis, mais difficile d’échanger plus longuement au risque de lasser les autres lecteurs et  nous même peut-être.
Si tu veux bien je te propose de t’appeler au téléphone, si tu me donnes ton N° par email, ça permettra en plus de mieux se connaitre.
Je veux bien volontiers recevoir tes courbes par le même canal email que je rappelle ci-dessous en ajoutant des ** (à enlever, c’est  pour éviter les copies automatiques d’adresse).
  guy.bostbarge**@**orange.fr
Cordialement

Guy


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patrickdb


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MessagePosté le: Dim 15 Fév - 13:16 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

continuez donc votre conversation sur le forum, ca nous intéresse!!!!!!!!!!

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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Dim 15 Fév - 15:10 (2009)    Sujet du message: Stabilité des autogires à haute vitesse Répondre en citant

Bonjour Guy
Je t'ai envoyé les coordonnées et polaires du NACA 8H12. D'après Ca. Beaty, ce profil n'a jamais montré, sur hélico, les chiffres annoncés en soufflerie. Causes probables: les turbulences. Mais il est à la mode. Quoi qu'il en soit, je crois que la finesse max du rotor ne change pratiquement rien pour nos autogires: Seul le vol horizontal et  rapide en profite. Or nos engins de divertissement sont constamment en décollage, montée, descente, virage serré. C'est  la puissance induite  et la puissance pour hisser le poids qui prédominent alors. La puissance de profil est très secondaire devant le bénéfice apporté par un minimum d'attention au poids.
Jean Claude
PS Je crois que Patrick a raison, et l'intervention d'autres personnes nous fait avancer tout autant. Mais si tu souhaites me joindre au téléphone ou par mail, n'hésites pas.


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