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Rotor à pas collectif
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Judicael Martin


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MessagePosté le: Mer 30 Avr - 21:41 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

pour vous, quels sont les points positifs et négatifs du pas collectif sur un gyro ?


quels sont les points qui doivent retenir toute notre attention ?


pour la sécurité j'ai prévu que, en cas de casse du système de commande du pas (quasi impossible), les pales reviennent à i=0°
pensez vous que c'est bon car je peux aussi faire i=max =environ 8°
autrement dit lequel des 2 pas (mini ou maxi) serai le moins dangereux pour se poser en urgence ?
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Judicaël MARTIN


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MessagePosté le: Mer 30 Avr - 21:41 (2014)    Sujet du message: Publicité

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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mer 30 Avr - 23:12 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

Seul le saut de l'autogire exige un pas collectif variable. C'est déjà une complication coûteuse. Mais Il faut en plus transmettre au rotor une puissance importante pour vaincre la seule trainée de profil des pales: Cette puissance s'accroit comme le cube du régime. Par exemple si 8 ch sont absorbés par la trainée de profil au régime nominal pour un monoplace, alors il faudra transmettre environ 40 ch en sur-régime initial de 170%[/i]
C'est pas encore la complexité d'un hélico, mais çà s'en rapproche beaucoup.

En cas de casse, le passage au pas maxi (10-12°) rendrait impossible l'autorotation. Chute assurée.
Le passage au pas nul permet l'autorotation (avec un mauvais "rendement"), mais avec un régime stabilisé beaucoup plus haut qui réclamerait beaucoup trop de temps à atteindre (inertie rotor). Chute assurée.


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Judicael Martin


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MessagePosté le: Mer 30 Avr - 23:40 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

merci pour ces infos, ça c'est du concret
ça confirme et précise se que je pensait
il va de soi que ma conception comprend aussi le pré-lanceur


pour ce qui est du décollage sauter, qu'en pensez vous en terme de sécurité ?
sachant que je veux un saut d'au moins 20m
pour ce faire je prévois l'utilisation de pale averso 
si le sur régime (environ 150% du régime nominal) ne permet pas de charger suffisamment en énergie le rotor je pourrai ajouter des masse (cylindre en tungstène) en extrémité de pale
il faudra bien sur que je vérifie la tenue à l'étirement de l'ensemble
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Judicaël MARTIN


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Judicael Martin


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MessagePosté le: Mer 30 Avr - 23:49 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

pour mon pre-lanceur je mis un au point un accouplement asynchrone qui permet une grande douceur pour le rotor ainsi que 0 frottement lorsqu’il n'est pas accouplé et 0 usure
il me reste à le dimensionner en fonction du couple nécessaire
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Judicaël MARTIN


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gma


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MessagePosté le: Jeu 1 Mai - 08:01 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

Jean Claude DEBREYER a écrit:
Seul le saut de l'autogire exige un pas collectif variable. C'est déjà une complication coûteuse. Mais Il faut en plus transmettre au rotor une puissance importante pour vaincre la seule trainée de profil des pales: Cette puissance s'accroit comme le cube du régime. Par exemple si 8 ch sont absorbés par la trainée de profil au régime nominal pour un monoplace, alors il faudra transmettre environ 40 ch en sur-régime initial de 170%[/i]
C'est pas encore la complexité d'un hélico, mais çà s'en rapproche beaucoup.

En cas de casse, le passage au pas maxi (10-12°) rendrait impossible l'autorotation. Chute assurée.
Le passage au pas nul permet l'autorotation (avec un mauvais "rendement"), mais avec un régime stabilisé beaucoup plus haut qui réclamerait beaucoup trop de temps à atteindre (inertie rotor). Chute assurée.


Je précise que le saut de l'autogire se réalise par une remontée du pas (à sa valeur nominale), après qu'il fut réduit pour les besoin du lancement et non par une augmentation du pas (à une valeur supérieure à celle nominale)...


Ce qui fait le "saut", c'est le supplément de régime, pas l'excès de pas.


En haut du saut, comme pendant le saut ou au départ de ce saut, le rotor est déjà calé pour l'autorotation... Seul le régime supérieur donne un supplément de portance qui permet ce "saut" (ou petit bond...). 


La variation collective du pas n'est utilisée qu'au sol, pour que les pales ne réalisent aucune portance (autre que leur poids), la conicité est nulle, la traînée est minimisée.


Le "saut" de l'autogire n'est pas suivie d'un changement de régime de vol, c'est juste un départ avec excès de régime, comme pourrait l'être une sortie de virage à facteur 2 par exemple.
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gma


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MessagePosté le: Jeu 1 Mai - 08:18 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

Judicael Martin a écrit:
... pour ce qui est du décollage sauté, qu'en pensez vous en terme de sécurité ?...







En terme de sécurité c'est l'idéal... Si vous maitrisez le vol une fois le décollage réalisé (passage des 15 m)... Donc décollage en sécurité ok, mais vous ferez quoi lorsque, à 20 m, vous serez plein pot, sans vitesse de translation, vent de travers et un régime rotor qui diminue ?


Dans la norme, c'est bien de réaliser un décollage en sécurité... Mais il faut aussi que le vol qui suit soit aussi réalisé en sécurité (on demande une montée à Vom en principe)...

Judicael Martin a écrit:
... sachant que je veux un saut d'au moins 20 m...




C'est ambitieux...

Judicael Martin a écrit:
... pour ce faire je prévois l'utilisation de pale averso 
si le sur-régime (environ 150% du régime nominal) ne permet pas de charger suffisamment en énergie le rotor je pourrai ajouter des masses (cylindres en tungstène) en extrémité de pale. Il faudra bien sur que je vérifie la tenue à l'étirement de l'ensemble.





Un profil laminaire n'est peut-être pas un choix judicieux pour cette application, son calage optimale se situe vers 3°/3,50°, il a donc l'inconvénient de majorer la surface rotor inutilement. Choisissez plutôt un profil dont le calage nominal est le plus élevé possible (donnant un maximum de portance pour un minimum de régime et de diamètre). (C'est mieux 150% de 300 tr/min que 150% de 380 tr/min...)


Attention au lestage des pales en extrémité... En translation, ce lestage génère une déformation de la pale en mode 3, soit une fatigue intensive en flexion...
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Dernière édition par gma le Jeu 1 Mai - 16:41 (2014); édité 1 fois
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Jeu 1 Mai - 09:42 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

Judicael,
Selon Gma: "Ce qui fait le "saut", c'est le supplément de régime, pas l'excès de pas"
La vitesse du flux d'air traversant le disque rotor (8,3 m/s à Vz initiale= 5m/s) exigerait alors que le régime nécessaire soit environ 210%, du nominal et Mach 0,9 en bout de pale. Faut-il s'étendre davantage sur la puissance de lancement exigée par un tel choix?


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Judicael Martin


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MessagePosté le: Jeu 1 Mai - 12:25 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

gma dit : Attention au lestage des pales en extrémité... En translation, ce lestage génère une déformation de la pale en mode 3, soit une fatigue intensive en flexion...
vous pouvez développer


utiliser le sur régime sans excès de pas simplifie la procédure de décollage et la commande de pas
par conséquent quel profil de pale conseillez vous et ou le trouver ?


pour confirmer ce que dit Jean Claude j'ai lu dans une source fiable que les gyro sauteurs qu'on trouve le plus souvent aux US utilisent le sur régime rotor + l'excès de pas pour le saut


Jean Claude à dit :  il faudra transmettre environ 40 ch en sur-régime initial 
vue que je conçois un gyro biplace je prends Pi(8.4m/2)²/Pi(7.5m/2)²x40ch=50ch de puissance nécessaire au pré-lancement
il me semble donc indispensable de débrayer l'hélice tractrice sous peinne de ne pas pouvoir lancer mon rotor
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Judicaël MARTIN


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gma


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MessagePosté le: Jeu 1 Mai - 14:43 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

Jean Claude DEBREYER a écrit:
... La vitesse du flux d'air traversant le disque rotor (8,3 m/s à Vz initiale= 5m/s)...






Dans ce cas, l'autogire s'enfonce dans le sol  Mr. Green ... à 3,3 m/s.


Non je déconne, c'est une boutade (signe) !


Mais c'est effectivement ambitieux de viser 20 m pour le saut... JCD donne une idée du sur-régime à obtenir.
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Dernière édition par gma le Jeu 1 Mai - 17:06 (2014); édité 2 fois
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gma


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MessagePosté le: Jeu 1 Mai - 14:56 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

Judicael Martin a écrit:
gma dit : Attention au lestage des pales en extrémité... En translation, ce lestage génère une déformation de la pale en mode 3, soit une fatigue intensive en flexion...
vous pouvez développer (?)








En translation, la pale subie des efforts normaux variables selon l'azimuth, ceux centrifuges étant presque constants.
L'effet de lestage en bout génère un "rappel à plat" sous l'action centrifuge, pour la pale qui, à l'extrémité et sans ce lest, tendrait à monter en conicité.
C'est donc une contrainte supplémentaire en flexion vers les 3/4 du rayon. 


Judicael Martin a écrit:
... Utiliser le sur régime sans excès de pas simplifie la procédure de décollage et la commande de pas
par conséquent quel profil de pale conseillez vous et ou le trouver ?





Plutôt un biconvexe asymétrique de la famille des "gros porteurs" (turbulent). Le Naca a créé des profils de cette gamme il y a très longtemps, dont la famille 230. A vous de voir pour l'épaisseur selon la corde envisagée.


Judicael Martin a écrit:
... il me semble donc indispensable de débrayer l'hélice tractrice sous peine de ne pas pouvoir lancer mon rotor



Je vous déconseille cette solution ! Non seulement vous n'aurez pas le temps de relancer le régime de l'hélice à l'apogée du saut, mais en plus vous allez générer une instabilité due au couple de renversement.
Si vous quittez le sol, c'est avec l'hélice à son régime nominal (même si poussée nulle)... Sinon c'est chaud !
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Jeu 1 Mai - 18:03 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

gma a écrit:
Dans ce cas, l'autogire s'enfonce dans le sol ... à 3,3 m/s.

Pour 7,5 m de diamètre et 3000 N de poussée à 5m/s, chacun peut vérifier que le logiciel JavaProp obtient le même résultat que moi: Le flux traversant le disque rotor devra atteindre 8,3m/s. (voir le code des couleur). Simple application des théories de Froude.
Tandis que quand Gma monte à 5m/s, il s'enfonce. Mais çà, on l'avait déjà remarqué.



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gma


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MessagePosté le: Jeu 1 Mai - 19:08 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

Judicael envisage d'atteindre z = 20 m avec, une fois là haut, g = 1 (environ 10 m/s²), Fn = 4500 N (biplace selon Judicael) et Vi nominale de - 5 m/s (par exemple) et ... Vz = 0 (vario).


La décélération pendant le saut vaut environ - 10 m/s². Il doit donc au départ bénéficier d'une force de sustentation de 13500 N. Or Fn varie selon Vi². Donc pour Fn x 3, il faut Vi x 1,7 = 5 x 1,7 = - 8,5 m/s au départ (Vz = 0).


Mais des rotors d'autogire qui, lancés en sur-régime, développent Fn = 3.m.g ça ne court pas les rues ! (sauf sur Java prop ?). Il est plus probable, avec de très bonnes pales, qu'il n'excède guère Vi = 7 m/s (2.g), soit environ 10 m pour le saut... Ce qui met son rotor HES tout de même... Et à condition de ne perdre aucun centième de seconde en manip ...




http://www.youtube.com/watch?v=ly261Dt1Of8


Ou là (de 10.15 à 10.34)


http://www.youtube.com/watch?v=FIYzC45ckFQ
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Jeu 1 Mai - 22:10 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

Selon Gma: "La décélération pendant le saut vaut environ - 10 m/s²"
Cà, c'est la décélération d'un gyro soumis à la seule pesanteur quand toute poussée du rotor a disparu. Il y a mieux pour décoller verticalement!

"Il doit donc au départ bénéficier d'une force de sustentation de 13500 N"
13500N de poussée verticale procurerait à une masse de 450 kg une accélération verticale de (13500 N - 4500 N)/450 kg = 20 m/s² selon la formule élémentaire acc. = Force / masse. Gma croit que 20 est la hauteur atteinte, alors que c'est l'accélération.

" Fn varie selon Vi²"
Il ressasse sans cesse la même ânerie. En vol vertical, la vitesse induite Vi, supplément de vitesse axiale imprimé à l'air lors de sa traversée du disque, vaut:
Vi = ½ [-Vz + √(Vz² + 2Fn/ρS)] . C'est donc exclusivement quand Vz vaut 0 que Fn varie selon Vi², et non pas pendant le saut où, par définition, Vz n'est pas nul !

" 2.g, soit environ 10 m..."
Gma lie directement la hauteur atteinte à l'accélération verticale initiale, sans prendre en compte sa durée. Or 2 g (20 m/s²) appliqués pendant 5 secondes par exemple permettraient d'atteindre une vitesse Vz de: 20 m/s² x 5 s = 10 m/s (v = a.t), à une hauteur de 25 m (d= 1/2 a.t²) . Puis, grâce à la vitesse atteinte et soumis maintenant à la seule accélération de la pesanteur (-10 m/s²), de monter encore pendant 1 seconde ( t = v/a), soit encore 5 m (d= 1/2 a.t²), atteignant au final la hauteur totale de 30 m.

Pour résumer, je conseille fortement de prendre les avis de Gma: La meilleure voie a de forte chance d'être l'opposé.


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Claude Nowak


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MessagePosté le: Jeu 1 Mai - 22:52 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

Bonsoir Judicael,
Tu as le droit rêver ( ça ne coûte rien), mais le giro sauteur, a part quelques uns de part le monde, est une machine compliquée a réaliser et dangereuse.Elle n est en aucun cas, l avenir de l autogire. L avenir de l autogire, ce serait une machine simple et pas chère. Ce n est pas gagné non plus!!
Bon, maintenant si GMA et JC Debreyer s intéressent a ton problème, c est uniquement pour se tirer la bourre entre eux, ils adorent ça. 
Si tu es concepteur de machine, commence par passer ton brevet de pilote ( ou fais au moins un baptême de l air), ensuite dessine ta machine et construit la. Tu verras, c est déjà un programme.
Enfin, tout ce que je te dis, ce sont des conseils gratuits et tu n es pas obligé d en tenir compte, bien sur.
Claude


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gma


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MessagePosté le: Jeu 1 Mai - 23:31 (2014)    Sujet du message: Rotor à pas collectif Répondre en citant

Jean Claude DEBREYER a écrit:
Selon Gma: "La décélération pendant le saut vaut environ - 10 m/s²"
Cà, c'est la décélération d'un gyro soumis à la seule pesanteur quand toute poussée du rotor a disparu. Il y a mieux pour décoller verticalement!




C'est exact !... C'est à dire la décélération maximale possible... (qui peut le plus; peut le moins)


Jean Claude DEBREYER a écrit:
"Il doit donc au départ bénéficier d'une force de sustentation de 13500 N"
13500N de poussée verticale procurerait à une masse de 450 kg une accélération verticale de (13500 N - 4500 N)/450 kg = 20 m/s² selon la formule élémentaire acc. = Force / masse. Gma croit que 20 est la hauteur atteinte, alors que c'est l'accélération.


Non !... Comme vous, gma croit aussi que c'est l'accélération... S'il en déduit que c'est aussi la hauteur atteinte, c'est parce qu'il pose que la décélération est de 10 m/s²... Au plus ! (qui peut le plus, peut le moins)... 


Jean Claude DEBREYER a écrit:
" Fn varie selon Vi²"
Il ressasse sans cesse la même ânerie. En vol vertical, la vitesse induite Vi, supplément de vitesse axiale imprimé à l'air lors de sa traversée du disque, vaut:
Vi = ½ [-Vz + √(Vz² + 2Fn/ρS)] . C'est donc exclusivement quand Vz vaut 0 que Fn varie selon Vi², et non pas pendant le saut où, par définition, Vz n'est pas nul !



Le problème majeur est que, lors du prélancement et au sol Vz = 0... Et à l'apogée du saut, Vz = 0 aussi. Et ce sont les deux seules étapes considérée par gma. Entres deux, seul vous examinez la situation, pas gma !
Pour ces deux étapes extrêmes, vous remplacez Vz par "0" dans votre formule et vous aboutissez à ce que dit gma... Si vous le voulez bien sûr !


Jean Claude DEBREYER a écrit:
" 2.g, soit environ 10 m..."
Gma lie directement la hauteur atteinte à l'accélération verticale initiale, sans prendre en compte sa durée. Or 2 g (20 m/s²) appliqués pendant 5 secondes par exemple permettraient d'atteindre une vitesse Vz de: 20 m/s² x 5 s = 10 m/s (v = a.t), à une hauteur de 25 m (d= 1/2 a.t²) . Puis, grâce à la vitesse atteinte et soumis maintenant à la seule accélération de la pesanteur (-10 m/s²), de monter encore pendant 1 seconde ( t = v/a), soit encore 5 m (d= 1/2 a.t²), atteignant au final la hauteur totale de 30 m.

Pour résumer, je conseille fortement de prendre les avis de Gma: La meilleure voie a de forte chance d'être l'opposé.



Gma lie directement la hauteur atteinte à la décélération maximale possible (par prudence). En partant à 20 m/s² du sol, il restera 10 m/s² une seconde après, 0 m/s² deux secondes après (alors que vous posez qu'il va pouvoir maintenir 20 m/s² d'accélération en montée pendant 5 secondes...).
Pour gma, deux secondes après le départ, l'autogire est donc à l'apogée de son saut (Vz = 0)... Au minimum !... Toute fraction supplémentaire de temps étant liée à une performance exceptionnelle de son rotor (n'oublions pas qu'il fournit Fn = 3.m.g au départ, ce qui est extraordinaire).


Et donc, 5 secondes après, il ne le voit pas plus haut... Mais gma peut se tromper et il en serait ravi dans ce cas.


Sur les vidéos fournies en exemple, vous pourrez constater que le saut n'excède pas 2 secondes... Mais si JCD nous promet un saut de 6 secondes, gma est preneur, il va sans dire...
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