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Théorie du rotor d'autogire
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 19 Sep - 09:25 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Phil a écrit: "La légende de l'ai qui traverse le rotor de haut en bas"
Re: Si tu parles d'hélicoptère en translation, ce n'est pas une légende: En raison de l'incidence négative du disque rotor l'air traverse de haut en bas. Et la motorisation du rotor lui imprime une déflexion vers le bas pendant son passage. Si tu parles d'autogire en translation, en raison de l'incidence positive du rotor l'air traverse de bas en haut. Et le rotor imprime aussi une déflexion vers le bas  pendant la traversée (cette déflexion n'inverse cependant pas le sens de la traversée)

Haflinger a écrit: "comment évaluer la vitesse induite"
Re:  La vitesse induite étant axiale au disque,  elle est perpendiculaire à la vitesse du vol en translation. La portance est donc essentiellement générée par le changement de direction de l'air (comme on voit sur la photo montrée par phil). Le calcul théorique en est simple.
En descente verticale aussi lente que possible, la portance est générée par le changement de vitesse de la veine, ainsi que par les turbulences qui lui sont associées. La théorie devient  inextricable (pour moi en tous cas!) et l'utilisation de coefficients expérimentaux  est nécessaire.


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MessagePosté le: Lun 19 Sep - 09:25 (2011)    Sujet du message: Publicité

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gma


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MessagePosté le: Lun 19 Sep - 11:10 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Bonjour à tous,


Jean Claude a écrit : Merci d'avoir gardé secrètes les photos de votre gyro. Nous n'étions sans doute pas assez préparé au choc de la révélation.

Re : De rien Jean Claude, puisque l'information n'est pas une révélation, c'est connu, dans les milieux autorisés comme disait Coluche.

Jean Claude a écrit : 8° ou 300 t/mn auraient démontré tout aussi bien l'ineptie du passage des pales dans le sillage des précédentes, comme vous le prétendez.

Re : Je crois que vous avez écris vous-même 6 ou 7 fois avant de corriger 3 ou 4 fois, maintenant il n'y a plus ?
Nous étions donc deux à le prétendre (et très justement d'ailleurs), mais vous vous désistez, je reste donc seul et orphelin.

Jean Claude a écrit : Non, la vitesse induite n'est pas Vh sin 10°

Re : Effectivement, chacun l'avait compris, merci de préciser… mais c'est pourtant le maximum que vous donnez à votre rotor puisque vous supposiez vous-même le vol horizontal à 90 km/h et incidence 10°…
Effectivement, il va falloir faire quelque chose pour votre rotor, soit augmenter Vh, soit augmentez i, car cela ne suffit effectivement pas… nous allons le voir d'ailleurs.


Jean Claude a écrit : "Gma opère une joyeuse confusion entre ce régime de translation rapide et celui du "moulinet frein" d'une descente verticale ("l'autorotation de translation en régime de moulinet frein...") pour lequel la vitesse induite est très différente".

Re : Non gma n'opère pas de joyeuse confusion… il y a bien plusieurs régimes d'autorotation (voir travaux Haffner), cela suppose une translation du rotor, qu'elle soit verticale ou pas… et une chose est certaine, le moulinet frein c'est quand V de translation > Vi.
Si votre rotor, en autorotation verticale (en translation) donne Vz > Vi, il est donc en régime de moulinet frein… même si ça vous embête.
Par contre, en translation autre que verticale, la vitesse induite (Vi) est une composante de la vitesse de translation (Vt), vous ne pouvez le nier, donc :

Vi = Vt.sin i

Comme le rappelle indirectement Phil C en citant Froude, le régime de moulinet frein est donc bien établi quand la vitesse aval vaut 2Vi.

Halfinger a écrit : "oui, de toutes façons, aucun rapport entre la Vi a une vitesse donnée et l'autorotation verticale"

Re : Eh bien si justement… puisqu'il existe un lien entre Vz et Vi selon le régime d'autorotation dans lequel on se trouve (Vi < Vz < 2Vi).

Halfinger a écrit : "Est il quand même exact de penser que l'incidence du rotor est proche de la moitie de l'angle forme par la vitesse induite et la vitesse de translation ?"

Re : Non… la vitesse induite est normale au plan du rotor, celle de translation est définie par l'incidence justement. L'incidence EST l'angle formé par le plan moyen du rotor ET la vitesse de déplacement de celui-ci.

En autorotation verticale, l'incidence vaut 90 °, puisque la direction de déplacement est normale au plan du disque, par contre, en translation (même horizontale), il faut composer avec Vi pour obtenir l'incidence.
Une chose certaine… Vi de translation autre que verticale ne peut être inférieure à Vi de l'autorotation verticale (faut il expliquer ?)… Donc, Vi ne peut être inférieure à Vh.sin i, ce qu'essaye pourtant de nous expliquer Jean Claude par ses suppositions.

La composition graphique est la suivante, elle vous permettra de mieux comprendre pourquoi, sur un cierva, le moteur est calé négativement afin d'éviter l'attaque oblique de l'hélice (de -4° à – 6°).



Halfinger a écrit : Et pour l'autorotation comment évaluer la vitesse induite, je pense qu'il y a un rapport direct avec la vitesse verticale mais quel est il, plus ou moins 1 ?

Re : La vitesse induite se calcule en assimilant votre rotor à un disque plan (de plénitude 1) dont vous corrigez l'efficacité réelle par le traditionnel calcul de similitude et la correction de plénitude.
Ainsi, le disque plan présente un Cx maxi de 1,2 environ (plénitude 1), donc votre rotor de plénitude 0,035 (admettons comme exemple) présentera AU PLUS, un Cx de 1,2 (mais ce sera moins en réalité).
Vous verez d'ailleurs ici la notion de "rendement" du rotor.

Et dans l'équation célèbre, vous affectez les valeurs pour obtenir :

Fn = ½.ρ.Cx.S.Vi² = m.g

Pour 6,90 m de diamètre, 1 de plénitude et 212 kg de charge, on obtient :

Cx ≈ 1,2 (aux conditions de similitude près (NR, viscosité et pression))

Donc Vi² = 2 x 2120 / (1,225 x 1,2 x 37,39) = 77,14

Ce qui donne Vi = 8,78 m/s… ce sera la vitesse minimale de descente (530 m/min).

Et pas 2,2 m/s…

En réalité, votre rotor présente une plénitude très inférieure à 1, son Cx sera donc bien moindre… donc Vi supérieure.
Voilà pourquoi les petites machines chutent à environ 10 m/s (600 m/min) en régime d'autorotation verticale et pas moins. Pour un hélico, comptez 1500 à 2000 m/min…

Phil C a écrit : "La vitesse induite est (sauf erreur de ma part) perpendiculaire au plan parcouru par les extrémités de pales.
La vitesse aval est la somme vectorielle de la vitesse amont et 2 fois la vitesse induite (dixit Robert Edmund Froude)."

Et : "si par contre ta question devient : "est il quand même exact de penser que l'incidence du rotor est proche de la moitie de l'angle forme par la vitesse aval et la vitesse de translation (=opposé de la vitesse amont) ?" alors cela devient une question TREEES INTERRESSANTE..."

Re : Froude a dit "somme vectorielle" et non algébrique. Comprenez donc les mots qui sont écrit… pas de supputations s'il vous plait.

Pour la N nième fois, on répète qu'il existe au dessus du plan rotor un sillage (écoulement en régime turbulent) qui fait que le rotor d'autogire s'apparente à une plaque circulaire (vérifié en soufflerie dès 1927).
La différence est que dans une descente verticale, par exemple, la plaque circulaire génère un sillage quasi constant, on dit alors que le régime est "permanent".
Dans le cas du rotor, des tourbillons s'échappent de temps à autre, le sillage n'est pas régulier, on dit que le régime est "instationnaire".
La vitesse induite dans le plan rotor fluctue donc, de façon aléatoire.

Pour la vitesse induite, l'incidence et autres données, vous pouvez donc partir de la polaire du disque plan, car elle résume le régime permanent, sans problème, elle vous donnera toutes ces valeurs après correction utiles et adaptées à VOTRE rotor.

Attention toutefois que, vers 30° d'incidence, le disque plan change de régime tourbillonnaire (il décroche Jean Claude), c'est pourquoi, en 1927, Mr Lapresle donna comme aperçu, une polaire de vrai rotor essayé dans la veine de Chalais Meudon (ex Labo Eiffel). Ces résultats sont toujours valables… utilisez les !
Je redonne cette chose qui s'appelle POLAIRE. Ouvrez vos yeux !


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 19 Sep - 11:58 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Gma,  Pour tous les auteurs sérieux, Vi signifie Vitesse induite. C'est le supplément de vitesse produit par l'aile , ou le rotor, à son passage pour générer la portance. Si la portance est vers le haut, alors Vi est vers le bas. Vous dessinez le contraire dans votre croquis, et j'en conclue que nous ne parlons pas le même langage.

Ainsi, vous écrivez: "Ce qui donne Vi = 8,78 m/s… ce sera la vitesse minimale de descente (530 m/min). Et pas 2,2 m/s…"
Phil n'a jamais écrit que  2,2 m/s était la vitesse de descente, il s'agit de la Vitesse induite. 


Dernière édition par Jean Claude DEBREYER le Lun 19 Sep - 13:04 (2011); édité 1 fois
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Haflinger


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MessagePosté le: Lun 19 Sep - 12:42 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Jean Claude DEBREYER a écrit:

En descente verticale aussi lente que possible, la portance est générée par le changement de vitesse de la veine, ainsi que par les turbulences qui lui sont associées. La théorie devient  inextricable (pour moi en tous cas!) et l'utilisation de coefficients expérimentaux  est nécessaire.


c'etait la question , y a il un coefficient "courant" , une fourchette de ce qu'on obtient de facon courante dans la pratique


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 19 Sep - 13:09 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Cx disque : 1,2 à 1,5 

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gma


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MessagePosté le: Lun 19 Sep - 13:57 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Re bonjour,

Nous répetons donc...

Dans l'autorotation, le rotor fonctionne dans une gamme de vitesses de déplacements ou Vi <V < 2Vi, trois régimes distincts furent identifié par Mr Haffner :

1) V = Vi, régime moulinet libre,
2) Vi <V<1,1 Vi, régime autogire pur (phase particulière du moulinet frein),
3) 1,1 Vi <V<2Vi, régime moulinet frein,

... Dans le régime hélicoptère, V< Vi (ça suffit pour le sens de Vi ou pas)...


La dénomination "Vitesse induite" tient en ce que cette vitesse est induite par... la portance (profil, aile ou rotor, pas de portance, pas de vitesse)...

Or, comme tous le monde l'aura compris, en autorotation verticale un rotor d'autogire ne porte pas... il traîne, énormément même.

De ce fait, chacun aura très bien compris le sens du vecteur vitesse en autorotation verticale, comme il aura compris que, pour cette phase de vol, la notion de "vitesse induite" est particulièrement mal à propos puisqu'il n'y a pas de portance.

Chacun aura compris aussi qu'il y a une grosse différence entre autorotation verticale et autorotation de translation avec V>2Vi... donc l'existence d'un régime transitoire...

Mais comprenne qui pourra.

De fait, Jean Claude, pour soutenir la charge de 212 kg, avec 6,30 m de diamètre, il faut au moins "Vi" égale à 8,78 m/s et non 2,2 m/s.
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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 19 Sep - 14:22 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

gma a écrit: La dénomination "Vitesse induite" tient en ce que cette vitesse est induite par... la portance. Or, en autorotation verticale un rotor d'autogire ne porte pas... il traîne, énormément même. De ce fait, pour cette phase de vol, la notion de "vitesse induite" est particulièrement mal à propos puisqu'il n'y a pas de portance.
Re: Dès lors que l'aile ou le rotor produit une poussée aérodynamique, il est légitime de parler de "Vitesse induite" s'agissant du supplément de vitesse imprimé pour produire cette poussée. Vous reconnaissez d'ailleurs implicitement qu'il ne s'agit  pas exclusivement de la composante perpendiculaire au déplacement (portance) puisque vous représentez vous même le vecteur Vi  axial au disque, et non pas perpendiculaire au déplacement . Restez au moins logique avec vos propres définitions.


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INEXFRANCE


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MessagePosté le: Lun 19 Sep - 21:10 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Venant rarement sur ce forum, je dois admettre que  le feuilleton théorie du rotor devient comme Dallas,  je vous demande ou cela va vous amener dans cette théorie ou chacun tire à boulets rouge sur tout ce qui tourne.
Avez vous la possibilité de fabriquer des rotors comme vous le préconisez si oui alors pourquoi n'y a t-il que deux fournisseurs de rotor en plus avec un profil 8H12 bien suffisant pour nous, ou alors allez vous monter une entreprise pour fabriquer enfin des autogyres fonctionnant à la théorie. C'est bien ce que vous faite formules, calculs, abaques, polaire et j'en passe mais dans tout cela avez vous pensé au petit amateur désirant ce fabriquer un autogyre??? Personnellement
vous me mettez la trouille de finir mon autogyre au regard de tout vos écrits, je me demande si je ne vais pas aller à la pêche!! Mon rotor va t-il tourner??Quand je lis 1) V = Vi, régime moulinet libre,2) Vi <V<1,1 Vi, régime autogire pur (phase particulière du moulinet frein),3) 1,1 Vi <V<2Vi, régime moulinet frein,
AIE!!AIE!! Fn = ½.ρ.Cx.S.Vi² = m.g Pour 6,90 m de diamètre, 1 de plénitude et 212 kg de charge, on obtient :Cx ≈ 1,2 (aux conditions de similitude près (NR, viscosité et pression))Donc Vi² = 2 x 2120 / (1,225 x 1,2 x 37,39) = 77,14Ce qui donne Vi = 8,78 m/s… ce sera la vitesse minimale de descente (530 m/min).
C'est si compliqué que cela un autogyre??
Salutations. 


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 19 Sep - 22:33 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

INEXFRANCE: La raison de ce débat houleux est qu'un beau jour l'anonyme gma est venu dire: "Vous êtes à côté de la plaque les gars. Moi je vais tout vous expliquer". Et de proposer des explications fausses sur tout, avant enfin de proposer...un rotor standard ! C'est parce-que je pense aux amateur désireux de construire leur gyro, que je me sens obligé de corriger constamment ses erreurs. Si tu construis sur plan éprouvé, ne te fais pas de soucis. Si tu achètes ton rotor prêt à l'emploi, ne te fais pas de soucis. C'est seulement si tu modifies quoi que ce soit sans avoir bien compris comment çà fonctionne que tu vas au devant de grosses surprises.
Jean Claude


Dernière édition par Jean Claude DEBREYER le Mar 20 Sep - 08:36 (2011); édité 1 fois
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Albert
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MessagePosté le: Lun 19 Sep - 23:29 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Voilà pourquoi les petites machines chutent à environ 10 m/s (600 m/min) en régime d'autorotation verticale et pas moins.
Dépend principalement de la charge alaire rotorique...

Pour un hélico, comptez 1500 à 2000 m/min…
A charge alaire rotorique équivalente à un autogyre, il n'y aucune raison qu'il descende plus rapidement,
d'autant plus qu'en hélico il est possible de contrôler l'incidence des pales ; donc de diminuer le taux de chute
par augmentation de portance...

...en autorotation verticale un rotor d'autogire ne porte pas...
...puisqu'il n'y a pas de portance......
Là, ça devient grave de telles affirmations !!??


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INEXFRANCE


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MessagePosté le: Mar 20 Sep - 08:39 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Justement Jean Claude DEBREYER je suis en train de me construire un autogyre de A à Z et de telles explications viennent me mettre un doute sur mon rotor
j'utilise un 8H12 calé à 2° diamètre 8m40  biplace tandem.
Normalement ce rotor devrait tourner vers les 400 tours en régime de vol mais si malgré tous les soins apportés à la construction du porte-pales
qui sert aussi de calage de l'angle d'incidence, que se passerait-il si un léger décalage existait entre une pale et l'autre? 2° et par exemple 1.5°
D'autre part ne serait-il pas possible d'utiliser la partie non portante du disque rotor (quasiment la moitié de la pale) en modifiant la corde du profil afin de la rendre portante? Quel angle adopter? positif ou négatif? C'est du poids en plus qui ne profite pas.
Et enfin pourquoi ne met-on pas des winglets au bout de la pale afin d'en augmenter (artifice) la longueur, comme sur les ailes d'avion ?
Salutations.


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Haflinger


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MessagePosté le: Mar 20 Sep - 09:17 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

on peut faire le tracking avec un drapeau et de la craie ?

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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mar 20 Sep - 09:40 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Bonjour INEXFRANCE
-Je pense que tu surestimes le régime prévu. Il devrait être assez proche de 360 t/mn et c'est heureux, car à 400 t/mn le mach critique du profil serait atteint et la trainée serait très importante.
-Un décalage de 0,5° entre le calage des deux pales se traduirait par des vibrations verticales (1/tour) importantes, et le défaut de tracking serait très visible. Un tel décalage doit absolument être corrigé pour que les traces des pales soient distantes d'un cm au plus.
-En caricaturant à peine, on pourrait dire qu'augmenter la surface d'une aile arrêtée ne peut améliorer sa portance qui reste à 0 !
-Un dispositif augmentant artificiellement l'efficacité du bout de pale serait sûrement bénéfique, mais il devrait rester efficace en dépit de l'attaque oblique variable rencontrée en vol de translation (à l'avant et à l'arrière du disque). Ce dont les Winglets sont hélas incapables.
Jean Claude


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gma


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MessagePosté le: Mar 20 Sep - 11:01 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Bonjour,
 

Re Inexfrance :
 

Je ne sais ou le sujet nous mène, une chose est certaine, la théorie du rotor d'autogire existe depuis belle lurette.
Elle existe d'ailleurs depuis tellement longtemps que certains l'on oublié au point de se sentir obligé d'en recréer une… mais en ignorant les préceptes de l'ancienne. Avouez tout de même que c'est très fort non !
 

Oui, il y a aujourd'hui possibilité de fabriquer des rotors comme nous le souhaiterions. Pourquoi seulement deux fabricants alors ? Eh bien juste parce que cela suffit au mouvement autogire, ne cherchez pas plus loin.
Pourquoi 8 H12 et pas autre chose… Eh bien juste parce que quand le fabricant de pale à profil 8 H12 vous dit que c'est bon pour vous, vous acceptez cet argument et qu'il suffit à vous convaincre. A une autre époque c'était Clark Y, puis 23112…
 

Je pense effectivement que nous dissertons pour l'amateur en général, en tous cas, pour celui qui s'intéresse à la technique du vol autogire et qui souhaite approfondir sa connaissance théorique sur le sujet. Bien sûr, cette théorie peut être rébarbative, trop abstraite, à mille lieux de ce que vous souhaiteriez entendre… mais non ! Si la machine semble simple de construction, elle reste une machine volante, un processus inhumain par définition.
 

Vous avez débuté la construction d'un autogire ? Bravo ! Et bienvenu parmi ceux qui sont passionnés.
 

 

Petit intermède hors sujet maintenant, avec milles excuses par avance, l'anonyme gma va expliquer un petit quelque chose à Jean Claude, mais sans passer par le mp, cela intéressera certains.
 

L'anonyme gma se nomme raymond jeanvoine, il s'intéressa aux choses de l'air dès l'âge de 5 ans, conçu son premier hélicoptère à l'âge de 8 ans (RSA n° 4518, RJ 01) qu'il construisit avec son père adoré.
La machine fut détruite aux essais (haute fréquence sur pale), j'avais 11 ans, nous lançâmes donc le RJ 02 à moteur VW vertical. Pas assez puissante et "ground testing", elle donna naissance au RJ 03 (F-WGMG) à rotor YM et profil VR7. Cette dernière machine fut testé par mon ami, Vincent Hoffmann, nous avons mis en évidence tous les deux l'incongruité d'un hélicoptère monoplace de nos jours. Cette machine existe toujours, elle tourne de temps à autres en mémoire pour Vincent et mon père.
Je connais le mouvement autogire français depuis ses racines, j'en connais l'histoire y compris celle de chacun des protagonistes.
Avec d'autres de ce mouvement, je me suis acharné à ce qu'une réglementation sorte enfin, je me suis acharné à ce qu'un modèle de rotor (pas forcément parfait mais qui permettait au gens de voler en sécurité) continu d'être fabriqué. J'ai partagé de bons moments, j'ai connu des souffrances (perte amis).
Il y aura toujours des gens sur cette terre qui pourront critiquer, voir condamner ce qui fut fait à cette époque, certains ont même jugés utile d'examiner avec un œil juridique ces expériences… ils furent débouté.
Seulement voila, cette "petite" expérience me permet d'écrire ceci aujourd'hui.
 

Mon cher Jean Claude, ma formation scolaire, mon expérience du vol (et pas seulement autogire), mon expérience dans la construction des rotors d'autogire et celles professionnelles me permettent d'affirmer aujourd'hui que je connais mieux que vous les aspects théoriques du rotor d'autogire. Et certainement, ils me permettent de vous dire que vous commettez parfois des erreurs de calcul. L'erreur est humaine, j'ai donc l'habitude de considérer les gens qui admettent et assument leur erreurs, pas les autres.
 

J'ai choisi à une époque de quitter ce domaine pour me consacrer à une activité plus lucrative, car la fabrication industrielle des rotors d'autogire n'était pas possible (je dis bien industrielle et pas pseudo). Certains vous diront fuite, abandon, délaissement… mais c'est un point de vue (il faut respecter). Moi, je pense avoir eu un regard lucide à un moment où il fallait renouveler un outillage de fabrication obsolète avec, en face, l'absence de réglementation (donc de responsabilités définies).
Voyez Jean Claude, j'ai fabriqué près de 200 rotors d'autogire, certains, prototypes, ont été mis au point avec des gens que je connais très bien et avec qui j'ai partagé des instants de vol, certains vous donnent des conseils similaires aux miens, écoutez les ! Je vous le demande.
Lorsque vous aurez atteint ce quota, nous reparlerons de la théorie du rotor d'autogire s'il vous plait, ainsi que de sa pratique surtout.
 

Voilà ! fin du hors sujet.

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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mar 20 Sep - 11:52 (2011)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire Répondre en citant

Raymond Jeanvoine alias gma a écrit: "gma a conçu son premier hélicoptère à l'âge de 8 ans (RSA n° 4518, RJ 01) qu'il construisit avec son père adoré".
Re: Ah, voilà donc pourquoi je le comprenais aussi mal ! Les surdoués sont toujours des incompris ! 


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MessagePosté le: Aujourd’hui à 01:26 (2017)    Sujet du message: Théorie du rotor d'autogire

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