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Mise en Vortex
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Pierre ALBOUY


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MessagePosté le: Mar 11 Fév - 12:20 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

Bonjour,
je me pose une question sur le vortex en hélico.
En effet, d'une part on m'a enseigné qu'un vortex prenait naissance lorsque l'on descendait dans la masse d'air rejetée par le rotor, à la mème vitesse.
On m'a dit aussi, que pour cela, lorsque la vitesse horizontale passe en dessous de 30 Noeuds, il ne fallait pas descendre à plus de 300 pieds/minute
(pour un R22).
Mais voila, quand on calcule la vitesse de l'air à travers le rotor, on trouve (pour 500Kg et un rotor de 7.4m), sauf erreur de ma part, environ 10 m/s !
C'est bien loin des 300 pieds/minute (1.5 m/s) !
Autre chose, si cette valeur de 300 Pieds/min est juste, je trouve un peu risqué de se fier à son vario pour cela. Ce qui compte, c'est la vitesse
verticale de l'hélico par rapport à la masse d'air. Or la masse d'air en question peut ètre facilement animée de mouvements verticaux d'une telle ampleur,
lorsqu'on se pose en sommet de colline ou prés d'une pente avec du vent.
Et le vario, lui, ne le sait pas ! Ne serait-il pas plus réaliste de se fixer une PA (ou un couple) min à assurer (en fonction de la charge et de l'altitude) ?
Les moustachus, qu'en pensez-vous ?
Pierre ALBOUY


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MessagePosté le: Mar 11 Fév - 12:20 (2014)    Sujet du message: Publicité

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Bobcat


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MessagePosté le: Mar 11 Fév - 13:08 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

Alors....entre la théorie et la pratique, il y a un monde, mais je ne vais pas déclencher la guerre....mais te parler par expérience pratique :
Je n'ai pas la prétention d'être  un moustachu, même si je porte la moustache, mais voilà mon avis :

La descente verticale doit être la plus lente possible si l'on a une vitesse " sol" faible voire nulle , ceci s'entend sans vent ou avec un vent faible bien entendu , pourquoi ? Parce que tu descends dans ton propre souffle. Si tu as 15 noeuds de vent de face, de coté ou arrière, tu ne risques rien, puisque la masse d'air dévie les rouleaux.  
C'est comme quand tu décolle après un 747, si le vent est dans l'axe de la piste, attends un moment, si le vent est de travers et donc fait dériver la turbulence de sillage sur le coté, tu peux décoller dans l'axe tout de suite.... Okay


Si comme dans ta supposition , la masse est "agitée" tu ne risques rien, puisque les rouleaux du vortex seront évacués loin derrière toi....ou sur le côtè, etc...Par contre, tu risques d'avoir besoin de beaucoup de puissance  si ça brasse sévère...
Ais-je répondu à ta question ?
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Pierre ALBOUY


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MessagePosté le: Mar 11 Fév - 15:04 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

Bobcat a écrit:
Ais-je répondu à ta question ?


Oui et non !C'est justement parce que ça ne colle pas avec ce que l'on m'a dit que je me pose la question. Tu dis que la théorie et la pratique sont deux choses différentes, là je ne suis pas d'accord.
C'est juste que dans la théorie, on n'a pas pris en compte suffisament de paramètres. Ceci dit, j'ai expérimenté trois fois (volontairement et avec instructeur) le vortex et j'ai bien eu l'impression qu'il commençait à un taux de chute nettement supérieur aux fameux 300 pieds/minute. Je pense qu'il y a là une marge confortable !
Pierre ALBOUY


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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Mar 11 Fév - 15:39 (2014)    Sujet du message: Re: Mise en Vortex Répondre en citant

Pierre, ta valeur de 10 m/s de vitesse induite pour le vol stationnaire me parait élevée. Si je prends les caractéristiques suivantes pour le R22 : diamètre rotor 7.4 m, corde 18.2 cm, vitesse de rotation 500 rpm, je trouve avec mon logiciel pour un poids de 500 daN une vi de 6.87 m/s pour un pas de 7.9 degrés.



Si l'on prend comme vitesse limite de descente 0.25 fois la vitesse induite du vol stationnaire (je crois que c'est une pratique courante), on trouve 1.7m/s.
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Pierre ALBOUY


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MessagePosté le: Mar 11 Fév - 16:34 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

Il est vrai que j'ai fait un calcul "à la louche".
F = Débit * V avec F en Newtons, Débit en Kg/s et V vitesse en m/s
Débit = S * V * Ro avec S surface du rotor et Ro masse volumique de l'ar en Kg/m^3
On sort V = SQRT((M * g) / (S * Ro)) = 9.36 m/s
Mais la vraie question est pourquoi  vitesse limite de descente = 0.25 * vitesse induite ? Est que le flux d'air dévié
par un rotor s'élargit en dessous du rotor ?
Pierre ALBOUY


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Bobcat


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MessagePosté le: Mar 11 Fév - 17:25 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

Désolé, je n'ai pas de théorie particulière sur le sujet du vortex autre que l'explication que je t'ai donné. Je n'ai pas plus  de beau tableur  pour t'expliquer  le pourquoi du comment.  Je laisse à d'autres plus compétents que moi dans ce domaine ( les tableurs) le soin de t'éclairer sur ce point. Pour ma part, je n'ai jamais cherché à "modéliser"  la chose pour trouver la vitesse exacte de descente  à laquelle le Vortex se produit.  Mea Culpa... Mr. Green
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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Mar 11 Fév - 17:59 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

La zone où le sillage apparaît à la partie inférieure du rotor est théoriquement toute la plage de Vz=0 à Vz = vi (vitesse induite) puisque le flux d'air s'inverse entre l'amont (où elle vaut Vz>0) et le disque rotor (où elle vaut Vz-vi<0). Mais j'imagine que le danger ne vient qu'au delà de 0.25 vi.
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mar 11 Fév - 20:17 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

Pierre,  En stationnaire,  l'air traverse le disque rotor à la vitesse  Vi = √T/2ρS . Avec T =5000 N et S = 43 m2, çà donne bien 6.9 m/s comme le dis Jean.  Et c'est vrai qu'on est ici en descente et non pas stationnaire.
Cependant, l'état  VRS commence à se faire sentir avant d'avoir atteint cette Vz: Les vortex ne s'entassent déjà plus sagement les un contre les autres, mais glissent aléatoirement latéralement. L'écoulement devient in-stationnaire,  de même que la portance.
Mais la Vz de -1,5 m/s ne correspond certainement pas l'apparition du  phénomène. Probablement une très prudente recommandation pour être sûr d'éviter cette situation, quelques soient les éventuels mouvements ascendants de l'atmosphère.

Bobcat a peut être expérimenté  à partir de quelle Vz commencent les symptômes du VRS en descente aussi verticale que possible ?


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Jean Fourcade


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MessagePosté le: Mar 11 Fév - 21:40 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

Jean Claude DEBREYER a écrit:
Mais la Vz de -1,5 m/s ....

En général on définit les axes avec X vers le nez de l'avion, Y vers la droite du pilote et du coup Z descendant. Une Vz négative représente donc un mouvement ascendant. Mais ce n'est qu'une convention évidemment Very Happy
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mar 11 Fév - 23:32 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

Jean,   Dans la thèse de Eric Hoinville sur le VRS (Google),  la vitesse verticale Vz de l'hélico est convenue négative vers le bas. Ce n'est qu'une convention contraire.

Pierre,  On peut lire dans sa conclusion que l'état de VRS peut apparaitre dès -0,6 Vio  soit  Vz =-4,4 m/s pour tes données ,  et que le phénomène est maximum pour -0,7 à -0,85 Vio soit  Vz = -5,6 m/s .
Vio étant la vitesse induite en stationnaire (comptée positive, elle, vers le bas !)


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Bobcat


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MessagePosté le: Mer 12 Fév - 00:48 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

Jean Claude DEBREYER a écrit:
Bobcat a peut être expérimenté  à partir de quelle Vz commencent les symptômes du VRS en descente aussi verticale que possible ?





Le problème est que ce n'est pas forcément lors  d'une descente rigoureusement verticale que le Vortex vas se produire, il y a toute une palette de causes possibles en force , direction et intensité. C'est cette conjonction de plusieurs facteurs : vitesse de l'appareil/tx de descente/vent/assiette/Pw appliquée/etc qui vont amener la situation de Vortex. 


Par exemple,  y a quelques mois (juillet /aout 2013 je crois) un Super Puma en mer du nord s'est crashé et à fait 4 morts  lors d'une approche "aux instruments"....loin d'être verticale. 
La lecture du rapport est éloquente :

http://www.aerobuzz.fr/spip.php?article4352


A l'inverse, en vol de sortie après GV ou autres, dans le cadre du vol technique de réception, on fait une autorotation rigoureusement verticale plein petit pas suivie d'un test de l’efficacité des palonniers . Personne ne s'est jamais mis en vortex dans cette configuration. Pourquoi ? le pas appliqué est quasiment nul pendant l'autorotation alors qu'en approche, on applique du pas et donc on accélère la vitesse de l'air à travers le rotor au lieu de la subir comme sur un gyro...Donc ce n'est pas forcément le Tx de chute élevé qui est seul en cause dans le Vortex.    Et d'ailleurs pour sortir du vortex, l'une des consignes et bien de baisser le pas pour diminuer la vitesse des rouleaux....ce qui "en théorie" devrait augmenter encore le Tx de chute...

Personnellement j'ai expérimenté le vortex  la première fois  "pour de vrai" lors d'une approche tout à fait normale et bien menée : j'étais un jeune pilote sortant de stage,  le numéro 2 ou 3 d'une formation de 6 appareils en approche normale, sur un terrain normal... mais en formation serrée et je me suis fait souffler par l'appareil au dessus de moi à moins que ce soit l'appareil en dessous de moi qui m'ai coupé l'air sous les pieds  ?  Mr. Green , j'ai commencé par augmenter le pas car mon TX de chute augmentait fortement et que j'allais me manger l'appareil devant moi, j'ai dégagé à gauche pour l'éviter et le Cdt de bord à ma grande surprise à baissé le PG et poussé sur le manche. Plus tard, il m'as expliqué le "Vortex" et les manières de s'en sortir. A l'époque de ma formation, le vortex était à peine évoqué... Un peu comme le mast bumping dans les années 70/80.


C'est pour quoi , je pense que vouloir "modéliser" le vortex et créer une abaque indiquant les vitesses/degré de pas/tx de chute/Pw/etc pour définir une situation exacte de création du Vortex est illusoire. Trop d’éléments rentrent en jeu , pas forcément en même temps et pas forcément  avec les mêmes valeurs...


A la rigueur, comme pour la courbe de l'homme mort, on pourrait définir des "zones" dans lesquelles il vaut mieux éviter de se mettre....


Pour faire une comparaison osée, le Vortex c'est comme le second régime : on sait qu'il existe, on sait comment il arrive et puis un jour on s'y retrouve involontairement sans l'avoir vu venir... Embarassed   Si on a appris à le détecter et à s'en sortir, (et qu'on a un peu d'air sous la quille...) c'est une bonne expérience...Sinon....



En complément sur le sujet, un article très intéressant sur les Problèmes "d'érosion des compétences" induites par les automatismes installés sur les appareils  !


http://www.aerobuzz.fr/spip.php?article4302
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CH


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MessagePosté le: Mer 12 Fév - 10:19 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

Bonjour,

Suite au message de Jean-Claude, voici le lien pour lire la thèse de Eric Hoinville: http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/25/74/13/PDF/Rapport.pdf

CH


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mer 12 Fév - 10:42 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

Bobcat a écrit:
Le problème est que ce n'est pas forcément lors  d'une descente rigoureusement verticale que le Vortex vas se produire, ce n'est pas forcément le Tx de chute élevé qui est seul en cause .

En effet,  c'est justement pour démêler tous les facteurs en jeu qu'e des travaux théoriques importants ont été nécessaires.  Et c'est exactement  ce qu'ils ont permis de découvrir: L'important, ici, n'est pas le taux de chute. L'important c'est le ratio  vitesse de chute/ vitesse induite.   En autorotation, ce ratio critique étant dépassé: aucun VRS ne peut se produire.



Bobcat a écrit:

A la rigueur, comme pour la courbe de l'homme mort, on pourrait définir des "zones" dans lesquelles il vaut mieux éviter de se mettre....

Oui !  Et ce n'est pas seulement pour les pilotes. C'est aussi pour les concepteurs: Quel  taux de descente restera sûr pour un hélico ULM à faible charge alaire? 0,5m/s?  2 m/s?  5m/s? La réponse est soit dans la théorie, soit dans de nombreux morts .
 


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Bobcat


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MessagePosté le: Mer 12 Fév - 11:56 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

Non, la réponse est dans la formation,  la manière de détecter les indices annonciateurs du vortex et les bons reflexes pour en sortir.  Comme pour le Mast bumping et autres PIO.... Okay


Cette réponse est valable quelque soit le tpyr d'appareil à voilure tournante, indépendamment de sa charge alaire, de sa vitesse de descente, etc...... Wink
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mer 12 Fév - 12:50 (2014)    Sujet du message: Mise en Vortex Répondre en citant

Bobcat a écrit:

Non, la réponse est dans la formation,  la manière de détecter les indices annonciateurs du vortex et les bons reflexes pour en sortir.   Okay

La théorie ne remplace pas la pratique ! Elle la modifie utilement. Par exemple, les pilotes formateurs de 1914, préconisaient de voler ni trop vite ni trop haut, et virer "à plat" !

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