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VIBRATION ROTOR
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gma


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MessagePosté le: Lun 31 Oct - 10:19 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

La conicité varie comme vous le dites, mais cela suppose l'alignement du CdG pale et de son foyer. Dans la réalité, le CdG est à un peu moins de la moitié de sa longueur tandis que le foyer est vers 0,7 R...

Bell "unifiait" les axes par un cardan, la construction du cardan supposant l'alignement des axes puisque l'homocinétisme de la transmission imposait ça. Du coup, pour l'aspect "aérodynamique", il eu recours à des pales trapézoïdales vrillées, histoire de rapprocher justement CdG et foyer.

Mais c'est parce que Bell souhaitait unifier les battements vertical d'un coté (axe travers), les battements de traînée de l'autre (axe long) et l'homocinétisme de la transmission (axestravers et long sur le même plan).

Vous n'en êtes pas là, dans le cas autogire, peu importe l'aspect transmission, peu importe l'aspect traînée des pales, seul le battement vertical est unifié autour d'un même axe. Et donc de se dire que seul l'alignement de cet axe avec les CdG pale importe.

Mais quand la longueur pale augmente, que la supposition faite par Bensen ne tient plus trop, doit on négliger les effets de flexion plane de la pale, donc un désaxage des foyers par rapport à l'axe virtuel imposé... je ne crois pas.

Et cela se traduit par un effort tournant de fréquence 2 par tour.

Donc vous désalignez volontairement votre axe de battement vertical pour le "positionner" plus près des foyers (afin d'éviter la construction d'un autre axe unique en traînée), donc plus haut (augmentation de l'undersling).

Vous atténuez "presque" la vibration en 2 oméga d'origine aérodynamique (mais c'est pas la bonne méthode), mais accroissez celle en 2 oméga d'origine mécanique et en avance de phase de 90° (puisque vous désaligner CdG et axe de battement).

Après réflexion, vous revenez à cette utilité d'aligner CdG pales et axe de battement vertical. Que fait on alors de la déformation en traînée de la pale (surtout avançante) ?

Question : Imaginez vous devoir créer bientôt un axe unique de battement en traînée en plus de celui vertical sur les grands rotors ?


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Dernière édition par gma le Dim 25 Déc - 18:20 (2011); édité 1 fois
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MessagePosté le: Lun 31 Oct - 10:19 (2011)    Sujet du message: Publicité

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Jean Fourcade
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MessagePosté le: Lun 31 Oct - 10:47 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

a GMA,

"La conicité varie comme vous le dites, mais cela suppose l'alignement du CdG pale et de son foyer. Dans la réalité, le CdG est à un peu moins de la moitié de sa longueur tandis que le foyer est vers 0,7 R..."

Quand on fait la simple démonstration a partir de deux forces, c'est exact. Mais quand on calcule la conicité en intégrant la force de portance le long de la pale, on trouve le même résultat.
La conicité est proportionnelle au coefficient qu'on appelle 'Lock number' qui lui est inversement proportionnel à l'inertie de la pale et donc à la masse ("Aérodynamic of The Hélicopter", GESSOW and MYERS", page 194)

Jean


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gma


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MessagePosté le: Lun 31 Oct - 10:57 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

Jean Fourcade a écrit:
a GMA,
"La conicité varie comme vous le dites, mais cela suppose l'alignement du CdG pale et de son foyer. Dans la réalité, le CdG est à un peu moins de la moitié de sa longueur tandis que le foyer est vers 0,7 R..."

Quand on fait la simple démonstration a partir de deux forces, c'est exact. Mais quand on calcule la conicité en intégrant la force de portance le long de la pale, on trouve le même résultat.
La conicité est proportionnelle au coefficient qu'on appelle 'Lock number' qui lui est inversement proportionnel à l'inertie de la pale et donc à la masse ("Aérodynamic of The Hélicopter", GESSOW and MYERS", page 194)

Jean




Oui, et remarquez dans cet ouvrage la fameuse "intégration" des forces de portance. Pouvez vous dire que cette "intégration" correspond au cas autogire.
Il y a une similitude dans le cas de la pale avançante, il n'y en a plus dans le cas de celle reculante. Donc, c'est excellent ouvrage, qui traite très justement du cas hélicoptère, n'est pas une référence dans notre cas.

Et combien même... en ce qui concerne la déformation dans l'autre plan, combinée à une conicité (injustement ou très justement calculée , mais bien réelle) que pouvons nous faire Jean ?
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Jean Fourcade
Invité

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MessagePosté le: Lun 31 Oct - 12:13 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

a GMA,

"Donc, c'est excellent ouvrage, qui traite très justement du cas hélicoptère, n'est pas une référence dans notre cas."

Absolument vrai et c'est bien notre problème. Nous n'avons pas d'ouvrage qui nous concerne et parfois l'extrapolation de l'hélicoptère à l'autogire est fausse. C'est le justement le cas concernant la conicité qui ne dépend pas du facteur de charge en autogire mais qui en dépend pour un hélicoptère

Ceci étant concernant la conicité, l'équation (30) page 193 reste valable. En négligeant toujours le moment dû au poids des pales (Mw), même si le moment dû à la portance (Mt) n'est pas le même, l'inertie reste au dénominateur et apparaîtra en facteur pour le calcul de l'angle de conicité. Mais il faudrait faire le calcul ...

Concernant la déformation dans l'autre plan, il a deux actions que recommandait dèja, je crois, Arthur Young (le concepteur du Bell) : une rigidité des pales la plus importante possible en traînée et un mat souple (surtout dans le sens longitudinal) pour amortir la vibration qui résulte des déformation inévitables dans ce plan.

Jean Fourcade


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gma


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MessagePosté le: Lun 31 Oct - 15:16 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

Jean Fourcade a écrit:
a GMA,

"Donc, c'est excellent ouvrage, qui traite très justement du cas hélicoptère, n'est pas une référence dans notre cas."

Absolument vrai et c'est bien notre problème. Nous n'avons pas d'ouvrage qui nous concerne et parfois l'extrapolation de l'hélicoptère à l'autogire est fausse. C'est le justement le cas concernant la conicité qui ne dépend pas du facteur de charge en autogire mais qui en dépend pour un hélicoptère

Ceci étant concernant la conicité, l'équation (30) page 193 reste valable. En négligeant toujours le moment dû au poids des pales (Mw), même si le moment dû à la portance (Mt) n'est pas le même, l'inertie reste au dénominateur et apparaîtra en facteur pour le calcul de l'angle de conicité. Mais il faudrait faire le calcul ...

Concernant la déformation dans l'autre plan, il a deux actions que recommandait dèja, je crois, Arthur Young (le concepteur du Bell) : une rigidité des pales la plus importante possible en traînée et un mat souple (surtout dans le sens longitudinal) pour amortir la vibration qui résulte des déformation inévitables dans ce plan.

Jean Fourcade



Donc oui ! rien de ce que nous ne sachions déjà. C'est très embêtant Jean à mon avis.

Et Arthur Young était d'abord un très bon mathématicien avant de travailler pour Bell.

Donc montage souple du rotor sur le fuselage lorsque rigide en traînée. C'est dit dans les premières pages.
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Rotor


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MessagePosté le: Lun 31 Oct - 15:41 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

Bonjour Raymond,

Pourrais-tu, stp, expliquer cette phrase : "Il y a une similitude dans le cas de la pale avançante, il n'y en a plus dans le cas de celle reculante."

Bonjour Jean,

Je ne comprends pas cette affirmation non plus : "C'est justement le cas concernant la conicité qui ne dépend pas du facteur de charge en autogire mais qui en dépend pour un hélicoptère"
D'avance Merci,
Régis


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Haflinger


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MessagePosté le: Lun 31 Oct - 16:48 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

Cros a écrit:
.....A une époque j'avais  trois positions sur ma tête de rotor, pour différents éssais en diamétre et en charge ( 4kg à 12kg/m²).....


qu'est ce que ca donne un giro a 4 kg/m2 ?


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gma


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MessagePosté le: Lun 31 Oct - 16:50 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

Rotor a écrit:
Bonjour Raymond, Pourrais-tu, stp, expliquer cette phrase : "Il y a une similitude dans le cas de la pale avançante, il n'y en a plus dans le cas de celle reculante."
Bonjour Jean,

Je ne comprends pas cette affirmation non plus : "C'est justement le cas concernant la conicité qui ne dépend pas du facteur de charge en autogire mais qui en dépend pour un hélicoptère"
D'avance Merci,
Régis






Pour simplifier...
En régime hélicoptère la pale avançante fournie une portance importante du fait de la vitesse élevée, mais son grand angle de calage est à relativiser puisque le rotor est calé négativement sur trajectoire.
Pour l'autogire, la pale avançante est calée faiblement mais le rotor est lui aussi calé positivement sur trajectoire.

Au final, les pales avançantes de l'hélico et de l'autogire fournissent un travail similaire, dans des conditions d'incidence proches.

En situation reculante, ce n'est plus le même cas.

La pale reculante de l'hélicoptère est calée positivement et le calage négatif du plan rotor sur la trajectoire augmente d'autant l'incidence. Elle peut connaitre une situation de décrochage, notamment à son emplenture.
La pale reculante de l'autogire est calée positivement d'une faible valeur et le calage positif du rotor fait qu'elle évolue dans une plage d'incidence tout à fait acceptable. Par contre, le régime rotor étant moindre que dans le cas hélicoptère, la composante aérodynamique qu'elle génère participe davantage à la propulsion du rotor en régime qu'à la sustentation.

Globalement, un écart de sustentation significatif entre les deux situations avançante et reculante, défavorable à l'autogire. De plus, une pale "moins tendue" par la force centrifuge dans le cas autogire.

Ce qui fait donc que la flexion de pale, dans les deux plans, est plus importante sur autogire que sur hélico, mais l'autogire reste toutefois en mode 1 pour la flexion de pale reculante tandis que l'hélico travaille en mode 2 aux grandes vitesses (un autogire à pales lestées peut travailler en mode 3 pour la pale reculante).

Enfin, pour la question de la conicité :

L'hélico garde un régime constant quelque soit la charge, la flexion des pales varie donc. Pour l'autogire, le régime varie en fonction du facteur de charge, la conicité change donc peu. 
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Dernière édition par gma le Lun 31 Oct - 19:33 (2011); édité 1 fois
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Rotor


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MessagePosté le: Lun 31 Oct - 17:46 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

Très clair, Merci Raymond.

Par contre qu'appelles-tu "mode 1, 2 et 3", dans ce passage :
 "l'autogire reste toutefois en mode 1 pour la flexion de pale reculante tandis que l'hélico travaille en mode 2 aux grandes vitesses (un autogire à pales lestées peut travailler en mode 3 pour la pale reculante)."

Régis



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gma


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Masculin Taureau (20avr-20mai)

MessagePosté le: Lun 31 Oct - 19:32 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

Il s'agit d'une nombre de "déformée" (ou point d'inflexion) qu'adopte la pale lors de sa flexion.

Mode 1, un point d'inflexion, généralement un peu après le pied de pale. C'est à ce point que la pale fatiguera beaucoup.
Mode 2, rencontré dans le cas de pale flexibles tournant vite (beaucoup de force centrifuge). un peu après 0,5 R, la pale, très tendue par la force centrifuge et ne soulevant plus guère de charge "plie" vers le bas créant un deuxième point d'inflexion.
Mode 3, 3 points d'inflexion sur la même pale, significatif sur une pale souple, très peu tendue par Fc et qui plus est, lestée en bout.

Mode 1 et 3 typiques sur autogire, mode 1 et 2 typique sur hélicos.

ça convient ?
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Rotor


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MessagePosté le: Lun 31 Oct - 23:47 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

Ok Merci Raymond.

Cette vidéo, c'est bien un mode 2 typique de "pale flexible" ? Les matériaux et techniques moderne ont permis une rigidité et une solidité plus pérenne ;
Mais toujours avec une date limite de consommation bien sûr ! Neutral



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gma


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MessagePosté le: Mar 1 Nov - 15:43 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

Les matériaux stratifiés permettent une meilleure tenue à la fatigue dans ces conditions... pas forcément une meilleure rigidité. C'est pourquoi certains constructeurs conservent la construction mixte métal / composite lorsqu'il s'agit de rotors à forte plénitude ou faible nombre de pales. 
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PhT


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Messages: 326

MessagePosté le: Mar 1 Nov - 18:47 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

Bonsoir,
la vidéo chargé par Régis (Rotor) est fort instructive. En voici une autre provenance NASA date 1946 sur les décrochages locaux des pales de Belle 47. En plus des mêmes mouvements de pale en envergure les brins de laine montrent l'écoulement oblique cyclique affectant chaque section de profil
http://www.youtube.com/watch?v=p4VLhnTZpb8&feature=related


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Jean Fourcade
Invité

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MessagePosté le: Mar 1 Nov - 19:29 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

a Rotor,

Pour compléter la réponse de GMA concernant ta question sur la conicité. La conicité résulte d'un équilibre entre la portance et la force centrifuge de la pale. Quand le facteur de charge augmente d'une valeur n, la portance qui est toujours égale au poids apparent augmente d'autant. La force centrifuge varie comme le carré de la vitesse de rotation du rotor et la vitesse de rotation du rotor varie comme la racine carrée du facteur de charge. Donc la force centrifuge varie linéairement en fonction du facteur de charge. Conclusion : la portance varie comme n, la force centrifuge également et le rapport qui définit la conicité reste inchangé. Tout ça n'est évidemment valable qu'en régime stabilisé.

Jean


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Jean Claude DEBREYER


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Messages: 2 665
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MessagePosté le: Lun 19 Déc - 18:10 (2011)    Sujet du message: VIBRATION ROTOR Répondre en citant

Xavier : Je t'ai envoyé en message privé le résultat de mon calcul d'underslung idéal pour ton rotor de l'AX05 en tenant compte des masses internes et du porte pale que tu m'as communiqué: 60 mm au dessus de la fibre neutre de celui-ci. Peux-tu me dire si cela correspond à tes constatations? Merci.

Jean : En tenant compte du moment dû au poids des pales, je trouve 57 mm au lieu de 63mm. D'où ma valeur arrondie à 60 mm.




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