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Théorie du rotor d'autogire
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 10:58 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Donc, Claude, j'avais cru comprendre que gma recommandait une plénitude de 0,02. Mais non.  Pour un autogire monoplace de loisir il te dit maintenant " trouver le bon compromis (de plénitude) pour une corde de 250 ". Il nous dira peut-être pourquoi 250 et comment trouver le bon compromis (diamètre, calage, profil, vrillage, masse ?) dans un prochain épisode. Mais, au fait, en quoi ce rotor est-il révolutionnaire ? ("...cela supposerait une autre exploitation de la voilure autogire que ce qui se fait depuis 1960. Mais le monde autogire n'est pas encore prêt.")

Concernant le complément d'explication qu'il donne à Jean Mi: "au changement de régime de vol Si votre rotor est de faible plénitude, il y aura perte d'altitude dans cette phase"
Non, dans le cas d'une descente vent arrière  le gradient vertical du vent devient favorable. Une montée  difficile n'est pas une descente !


Dernière édition par Jean Claude DEBREYER le Lun 12 Sep - 12:19 (2011); édité 1 fois
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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 10:58 (2011)    Sujet du message: Publicité

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Haflinger


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 11:55 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

c'est important le vent arriere qui appuie sur le rotor , faut pas le negliger , c'est pour ca que je decolle toujours vent arriere surtout s'il est bien fort car le vent me pousse sur la piste et ca aide , c'est mieux ca accelere plus vite

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Haflinger


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 11:58 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

tu as entendu parler du vol de gradient J-C ?



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Haflinger


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 13:20 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

eu egard aux performances des profils et du nombre de Re , une pale large qui tourne vite est preferable a 5 pales etroites qui tournent lentement non ?

si on considere l'angle de cone determine par la force centrifuge proportionnelle au carre de la vitesse et a la masse il est preferable d'augmenter la vitesse et de reduire la masse au carre non ?

le bipale rapide reste donc le meilleur compromis performance/masse


Dernière édition par Haflinger le Lun 12 Sep - 13:51 (2011); édité 4 fois
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 13:35 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Haflinger a écrit: Connais tu le vol de gradient.
Re:
Pour exploiter le gradient, il faudrait décoller face au vent pour monter aisément . Puis virer de 180° et redescendre lentement vent dans le dos, puis re-virer de 180°au ras du sol pour remonter rapidement face au vent, ainsi de suite . Le vol pourrait théoriquement se poursuivre indéfiniment sans moteur vers un objectif situé "sous" le vent. J'ai jamais essayé.

"Eu egard aux performances des profils et du nombre de Re , une pale large qui tourne vite est-il preferable à 5 pales etroites qui tournent lentement?"
Re: Pas sûr, le plus faible allongement  peut détruire le gain de trainée obtenu grâce à un nombre de  Reynolds plus élevé.

"Si on considere l'angle de cone determine par la force centrifuge proportionnelle au carre de la vitesse et a la masse est-il  preferable d'augmenter la vitesse et de reduire la masse au carre?"
Re:  Augmenter la vitesse de rotation occasionne une augmentation rapide des pertes de puissance de profil. Il faut alors accepter un cône compatible avec des vibrations raisonnables (Young). S'il n'y avait le problème des résonances sol et de la complexité de la tête de rotor, un tripale articulé autorise un fort cône sans vibrations excessives et donc des pales plus légères, à plénitude égale.


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Haflinger


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 14:23 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Pas sûr, le plus faible allongement  peut détruire le gain de trainée obtenu grâce à un nombre de  Reynolds plus élevé.

l'allongement ne compte pas c'est une notion obsolete , pour un avion la trainee induite n'est pas fonction de l'allongement mais de l'envergure uniquement ,
on se moque de l'allongement dans une voilure tournante , car "l'envergure" (diametre) est fixe et il n'y a pas 5 rotor monopales contre 1 seul de memes dimensions qui porterait la meme charge que les 5 avec une pale 5 fois plus grosse , mais 5 petites pales qui "travaillent" le meme debit massique d'air que une grosse ,
par contre le dametre rotor est de premiere importance comme l'est l'envergure sur un avion ,
si le concept etait juste au lieu d'avoir des avion monoplans on aurait des avions de ligne avec 5 ailes les unes derriere les autres

Augmenter la vitesse de rotation occasionne une augmentation rapide des pertes de puissance de profil.

dans l'esprit je n'ai pas dit d'augmenter la vitesse de rotation d'un rotor , mais d'avoir un rotor qui tourne plus vite , donc avec une solidite et une masse moindre , ce qui est benefique a la masse comme au Reynolds , et bipale car un monopale emporte de la masse inutile pour le lest d'equilibrage

je n'en avais pas parle precedement mais la performance va vers un rotor + grand , ainsi que + rapide et moins de pales (2) ,
l'ecueil etant le nombre de mach , mais je ne suis pas un fan de la vitesse en palier

sinon pour le monopale j'ai pense a quelque chose qui pourrait faire "oublier" l'inconvenient de masse superieure


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gma


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 15:02 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Re bonjour,
 

Non, gma ne préconise pas simplement une plénitude de 0,02…
 

Gma préconise une plénitude de 0,02, un calage d'au moins 4° et une charge alaire d'au moins 10 Kg/m², profil à gros Cz pour de bonnes performances en translation… relisez bien svp.
 

C'est Jean Claude Debreyer qui traduit que ces chiffres s'appliquent à un appareil de loisir… pas gma.
 

Pour un appareil de loisir (pas forcément performant en translation rapide), gma préconiserait une plénitude plus forte, de l'ordre de 0,04 (0,035 à 0,042), une charge alaire plus faible, de l'ordre de 8 Kg/m² et une construction bi ou tripale à moyeu semi rigide. Pour le profil, gma choisirait plutôt un 23112 corrigé 23112-80 ou 23112-75…
Et toujours régime lent et gros calage bien sûr, c'est aérodynamiquement logique… même si ça embête les esprits.
Tout ceci pour de bonnes performances en autorotation verticale et à basses vitesses bien sûr.
 

Ah ! Précision : le loisir… pour gma, c'est au moins 500 kg de charge utile.
 

Pour le rotor d'autogire à grande vitesse de translation, le monde autogire n'est effectivement pas encore prêt.
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 15:44 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Haflinger a écrit: l'allongement ne compte pas: Vous avez raison, j'ai dit une ânerie. La trainée induite ne dépend que de l'envergure. Le Reynolds est donc favorable au plus bas nombre de pales. Remarquez quand même qu'aussi loin de la transition, la différence ne doit pas être énorme. Si c'est au mono pale que vous pensez, il faut sans doute tenir compte aussi de la trainée totalement nuisible du contrepoids, non?

je n'ai pas dit d'augmenter la vitesse de rotation d'un rotor , mais d'avoir un rotor qui tourne plus vite , donc avec une plénitude moindre
La perte de puissance augmente avec le cube de la vitesse de rotation, alors la diminution de plénitude ne compense pas l'augmentation des pertes de puissance. A ce titre il vaudrait mieux une forte corde. Mais la masse nécessaire à une conicité raisonnable s'accroitrait, et cette masse réclame aussi de la puissance pour voler (0,6 ch par kilo environ) Le compromis le meilleur est donc obtenu quand la perte de puissance de profil compense le gain de poids. Mais pour moi un rotor léger a d'autres atouts qui poussent à diminuer la corde au delà de cet optimum: La facilité des manutentions, la montée rapide en régime avec le prélançeur. Hélas en dessous de 18 cm la raideur en torsion et flexion commence à baisser sérieusement.



Dernière édition par Jean Claude DEBREYER le Lun 12 Sep - 16:02 (2011); édité 2 fois
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Haflinger


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 15:53 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

GMA fait ce qu'il veut ca ne m'embete pas meme si je ne ferais pas vraiment pareil mais la perf n'est pas non plus mon obscession et le client est roi ,
, pour le grand diametre rotor ok , pour la solidite et la "lenteur" pourquoi pas , pour le tripale bof bof ,
le gros calage par contre .....................
attention de ne pas confondre le calage et l'incidence


Dernière édition par Haflinger le Lun 12 Sep - 17:06 (2011); édité 1 fois
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 16:19 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Pour ce qui est du rotor préconisé par gma:  calage du profil à 4° c'est le calage moyen des pales de Dragon Wing.  Son profil 23112 est utilisé depuis longtemps , il est très proche de celui de Dragon Wing.  Le diamêtre préconisé par gma correspond à 6,9 m pour un monoplace de 300 kg et une corde de 0,21 m. Je ne suis pas sûr que le monde de l'autogire se relèvera d'un tel choc.

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Haflinger


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 17:01 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

La perte de puissance augmente avec le cube de la vitesse de rotation,

non non pas du tout , on ne parle pas de cubique helice (ou rotor) , il ne s'agit pas dune helice motrice dont seul le regime varie , mais d'une surface portante passive

il y a donc 2 pertes de puissance ,
la premiere qui est la plus significative est la perte de puissance induite par le rotor , comparable a la trainee induite d'un avion , elle depend de son diametre et va concerner le debit massique d'air interresse en vertical ou horizontal , elle va etre primordiale sur la finesse en translation et le taux de chute en autorotation verticale

la deuxieme est la perte au niveau de la pale , comparable a la trainee de profil sur un avion , elle s'ajoute a la premiere , elle est motivee par la ciculation de l'air autour de la pale , le vent relatif etant plus "a plat" on va doter la pale d'un calage superieur et la faire travailler a une incidence legerement superieure avec une surface inferieure ce qui devrait compenser (a verifier)


Hélas en dessous de 18 cm la raideur en torsion et flexion commence à baisser sérieusement.

oui , 18 sur deux pales ca fait 12 sur trois pale , ou 36 sur une seule


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gma


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 18:14 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

23 112-80 voir 75 pour le profil svp... pas 23112. Histoire de le rendre un peu vivant ce rotor.

Avec 6,90 m et 210 de corde, dites plutôt 4°30' pour obtenir 340 tr/min, 310 en autorotation verticale.

Et il s'agira d'un rotor juste correcte pour un appareil de loisir... ce que vous souhaitez je crois.
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 18:15 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Haflinger,  Comme vous le dites il y a bien deux sources de trainée: la trainée induite et la trainée de profil.
Pour pourrez calculer que la trainée induite, est loin d'être la plus importante. En gros 3 ch pour un monoplace de 250 kg (et 6,6m) volant à 100km/h et 9 ch pour la trainée de profil. Cette deuxiême perte n'est due à rien d'autre qu'au frottement de l'air sur les pales. Elle croit donc comme le cube de N. Elle se retrouve évidemment sous forme d'un angle supplémentaire d'incidence qu'il faudra donner au plan du rotor pour assurer la rotation. Et par conséquent sur la trainée globale du rotor.
Concernant le monopale, je n'ai jamais approfondi le gain que cela pourrait apporter en terme de rigidité et  d'optimum de plénitude qu'il pourrait occasionner.  Le poids mort et la trainée du contrepoids ne me dit rien qui vaille, mais je n'ai pas d'argument chiffré.


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gma


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 18:32 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Tiens... finalement Jean Claude est d'accord pour réduire la plénitude et augmenter le calage en prévision d'une grande vitesse de translation avec N faible...
Allons plus loin...
Et la masse pale (pas rotor hein... pale !) vous allez l'augmentez par du lest ? histoire de gagner en inertie ce que votre petite plénitude ne donnera pas en efficacité basses vitesses...
Pensez aux battements à grandes vitesses aussi... avant de conclure.

Finalement... J A J Bennet et Alan Marsh, en 1944, n'étaient ils pas plus en avance que nous aujourd'hui ?
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 12 Sep - 19:38 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Mes caractéristiques de rotor sont choisies depuis longtemps: Bipale 630 x 18 cm.  7,5 kg/pale centrage à 26% de la corde par lest interne réparti. Pas de masse d'extrémité.  Calage sur le moyeu: 3,5° maxi (direction de portance nulle) soit 415 t/mn visés en croisière à 110 km/h  a1:2,5°  b1:1,2°. Profil perso  "turbulent" style Bensen (intrados plat) 12% à Cmo positif. Aucun vrillage. Undersling: 60 mm.

Pas de transcendance là dedans. Rien à gagner avec des profils dit "laminaires", qui ne peuvent malheureusement pas l'être sur un rotor. Bien plus à gagner en coût avec un profil simple (mais pas quelconque) fait main.
Jean Claude


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