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Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro
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Florent


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MessagePosté le: Dim 13 Fév - 10:52 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

le buttoir pourrait être remplacé par un capteur et un indicateur visuel ou sonore

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MessagePosté le: Dim 13 Fév - 10:52 (2011)    Sujet du message: Publicité

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Xavier AVERSO


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MessagePosté le: Dim 13 Fév - 11:37 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

Jean Claude, 100k/h est la vitesse dite de croisière et de référence pour les essais de tous mes rotors mais le Léopard AX-05 atteint une vitesse de 160 badin qu'il est plus juste de ramener a 145/140 kh dans ce cas le régime du rotor passe a 310/320 t/r et je ne ressent aucune mauvaise influence au contraire le gyro vole comme un avion.

Pour la sécurité des vols, il est préférable de rester a des vitesses inférieures a 200 Kh pour les gyros en rotor bipales balancier

J'ai un doute pour les valeurs de battement, je pense que le décrochage intégrale de pale reculante est plus prés de 8° que de 5° .

André, la seule solution aujourd'hui pour éviter un battement fatal est : la formation.




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PhT


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MessagePosté le: Dim 13 Fév - 20:17 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

Jean-Claude;
juste pour alimenter ta base de donnée voici les perfos  du C 30P mesurées par le RAE en 1933 rapporté par Peter W. Brooks dans son livre "Cierva Autogyros"
masse max. : 816 kg
diamètre rotor 11.28 m
facteur d'activité 0.047
Profils Goët 429, RAF34 puis Goët 606 calage 5.5° ( par rapport à la corde aérodynamique je suppose)
Poids de chaque pale 18 kg de la tête 6.3 kg
t/min : 180-210
enveloppe de vitesse en palierà la massemaxi 151-51 km/h
Finesse 7
taux de chute mini 3.96 m/s
taux de montée 4.6 m/s
décollage sans vent 50 m
atterrissage sans vent 15 m
fait-on beaucoup mieux maintenant ?


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Florent


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MessagePosté le: Dim 13 Fév - 21:48 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

ben, j'aurai tendance à dire oui, les mêmes perfs, mais 2 fois moins lourd et côté consommation...
Mai tenant le charme de l'ancien est indéniable :
http://www.youtube.com/watch?v=MmTdDQUZdn8&feature=related


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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Lun 14 Fév - 01:33 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

Xavier: Mon tableur dit qu'à 170 km/h le battement de ton ax15 en mono est 3,7° et le régime de 310 t/mn.  il me dit aussi qu'à cette vitesse de translation, Seulement dix tours de moins par baisse de G ne donnent plus suffisamment de couple de reprise et la situation peut devenir catastrophique (chute de régime = chute de G = chute de régime etc...)   Ces résultats théoriques confirment ceux trouvés en soufflerie par le NACA dans les années 30: Mu maximum= 0,35 (mu est le rapport  vitesse de translation/ vitesse circonférentielle de bout de pale).

Philippe: J'avais déjà rentré ces valeurs pour vérifier. Le régime ne correspondait pas du tout à la valeur du pas mentionné. Mais un rapport NACA  testant ce même rotor sur un autogire Kellett KD1 B expliquait la forte torsion négative des pales à profil GÖ 606.
On  fait mieux aujourd'hui, dans le sens que pour la même charge utile (2 passagers) on se contente de de 115 ch au lieu de 175 ch. La raison en est  le haut régime  de rotation du moteur permettant un gain de poids (plus de 207 kg pour le Salmson de l'époque)

Florent: Remplacer le butoir par un capteur de battement et un avertisseur ne change pas le problème du brouillage de l'information par la cadence de tangage.


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gma


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MessagePosté le: Mer 2 Mar - 19:50 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Mer 2 Mar - 23:48 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

gma a écrit: Au maxi, en translation horizontale donc, c'est uniquement la vitesse critique en bout de pale avançante qui impose ses limites. la pale reculante n'est pas soumise au phénomène de décrochage comme sur un hélicoptère
Re: Je ne suis absolument pas d'accord avec çà: L'essentiel du couple autorotatif est produit par la pale reculante (sa résultante est inclinée légèrement en avant de l'axe de rotation) Une partie de la pale reculante est déjà normalement décrochée. (couramment:du centre à 50% du rayon selon le Technical note 741 du NACA de 1939. Voir ci dessous). Quand la vitesse de translation est élevée, la zone décrochée de cette pale s'étend plus loin, et elle finit par ne plus pouvoir produire assez de couple pour compenser celui nécessaire à la pale avançante. Celle-ci, au contraire, travaille à des incidences de plus en plus faible avec la vitesse de vol, et sa résultante est de plus en plus inclinée en arrière de l'axe de rotation. Le bilan autorotatif global devient négatif quand le coefficient d'avancement dépasse 0,35 (plus ou moins, selon le pas adopté) Cela veut dire que la vitesse du bout de la pale avançante ne peut dépasser  1,35 fois la vitesse circonférentielle Vc. Avec 7,5m à 360 t/mn,  Vc est 141m/s et le bout de  pale avançante ne peut donc pas dépasser 190 m/s ( Mach 0,56).  On est donc loin de pouvoir atteindre M 0,85 comme vous le croyez.

gma a écrit: Vous imaginez atteindre 3,5 g en ressource ? Alors surement pas en autogire !
Re: En effet, il n'est pas possible d'atteindre 3,5 g. ni même sans doute 2 g.  Mais relisez bien, personne n'a écrit cela. Car il faut du temps au rotor pour monter en régime bet produire une telle portance: 8 secondes typiquement pour combler les 2/3 de la différence. Pendant ce temps la trainée à tôt fait de vous ralentir.

gma a écrit: A 3,5 g, le rotor tourne environ 2,6 fois plus vite que son régime nominal, et pas plus. C'est fou hein !
Re: Pour 3,5 g,  le rotor tournerait à 1,9 fois son régime nominal (racine carrée de 3,5) , ce qui est déjà  impossible. Car là, pour le coup, le bout de pale serait largement supersonique, et le régime ne pourrait plus monter.  (Le Mach critique pour un profil 8H12 à 2° d'incidence est d'environ 0,65 d'où les 2 g  maxi probables)

gma a écrit: Vous pouvez sonnez toute votre vie, et à toute les vitesses de base, vous descendrez difficilement à 0,5 g.
Re: En manoeuvre violente il est possible de descendre à 0g. Il suffit typiquement d'arriver à -10° d'incidence du disque. C'est possible en poussant fortement le manche, à grande vitesse. Dangereux mais possible!

gma a écrit: En enlevant le rotor, vous avez …1g
Re: Non, en enlevant le rotor vous auriez 0g (chute libre)!

gma a écrit: le rotor aura toujours la faculté de reprendre son régime, quelque soit les conditions de vol.
Re: C'est aussi ce que je croyais. En réalité, le décrochage de la pale reculante peut très bien se produire si on demande au rotor trop de portance: Pour 1g, la pale reculante travaille à 7° (typique) à 3/4 du Rayon. Si le pilote veut lui faire porter la même charge (en haut de la cloche) avec seulement 80% de sa vitesse (régime bas), elle devra atteindre 11° C'est alors qu'elle décroche et perd tout pouvoir autorotatif. Le rotor ralenti donc encore au lieu de remonter. Ce n'est pas une histoire de butée.

gma a écrit: ...ce sont les contraintes de battement qui vous impose une vitesse de déplacement modérée. En vol, à bas régime, le problème est le même, la faute à ce système de balancier.
Re: Les pales articulées ne changent rien au problème.  Même sans lien rigide entre les pales,  les portances doivent nécessairement être les mêmes dans les zones avançante et reculante. Si ce n'est pas le cas,  le disque parcouru s'incliner par rapport au "plan d'entrainement", et fini par donner le même angle de battement qu'avec un balancier. D'ailleurs, dans le cas d'un balancier, la grande souplesse des pales rend l'interdépendance en battement extrêmement modérée.

gma a écrit: Le régime ? On s'en fou royalement, c'est une certitude apprise sur le tas. Dès l'instant où ça décolle, même à 4°30'
Re: En translation, régime et battement sont indissociables.  Prenons, par exemple les  portions de pale situées à  0,75 R (rayon le plus représentatif). Admettons qu'ils tournent à 100m/s pendant que le gyro avance à 20m/s. Cà fait 120m/s du coté avançant et 80 m/s du coté reculant. Pour équilibrer les différences de  portances qui se produiraient (balancier ou non), il faut que la portion avançante ait  2,25 fois l'angle d'attaque de l'autre. Aérodynamique oblige. C'est ce qui détermine l'angle de battement car c'est essentiellement lui qui  crée la différence des angles d'attaque. Que la vitesse du vol ou la vitesse circonférentielle vienne à changer, et l'angle de battement s'adapte immédiatement. Maintenant, quand la vitesse circonférentielle est trop faible, ou la vitesse de translation trop forte, l'angle de battement augmente de telle façon que la portion reculante dépasse l'angle fatidique de décrochage. Elle ne peut plus alors augmenter sa portance par le battement et compenser ainsi la portance de la portion avançante. L'angle de battement s'accroit alors sans trouver un nouvel équilibre, jusqu'aux butées.
Mes calculs me montrent que 4° de battement correspondent déjà à une très large étendue du décrochage et grande difficulté voire impossibilité de re(prise) des tours .

gma a écrit: les rotors à pales lourdes opposent une inertie dont on espère qu'elle modèrera les départs en battement de la pale avançante
Re: on peut voir ci-dessus que ni la masse ni la force centrifuge n'est intervenue  dans  l'angle de battement, provoqué exclusivement par le rapport des vitesses et l'égalisation nécessaire des portances .


Jean Claude


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gma


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MessagePosté le: Jeu 3 Mar - 11:01 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Jeu 3 Mar - 11:36 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

Bonjour "gma"
Vous observerez sur la figure du rapport qu'il ne s'agit pas du tout d'une "petite" partie: plus de 50% du rayon à Mu =0,25 (grossièrement 125 km/h, pour notre rotor de 7,5m à 360 t/mn) et 70% à Mu = 0,35. Dans votre explication, vous supposez apparemment que le rotor n'aura pas le temps de ralentir alors que la propulsion laissera au gyro le temps d'accélérer. Une évaluation très rapide me dit que pour nos machines (limitées en puissance comme chacun sait): 1seconde suffirait à perdre 10% du régime, tandis qu'elle ne  permettrait que de gagner 5 km/h.  Votre cadre n'est alors plus, je le crains, celui de l'ULM.
Concernant votre dernier paragraphe, c'est exactement ce que j'ai dit, non?
Jean Claude


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gma


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MessagePosté le: Jeu 3 Mar - 13:22 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Jeu 3 Mar - 15:10 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

gma a écrit: Seul les dernier 25 % réaliserons une portance. Vous voyez d'ailleurs très bien, au passage, les avantages d'un gros calage.
Re: Bien au contraire, j'en vois l'inconvénient: Comme vous l'avez dit vous-même, jusqu'à maintenant la limite pratique n'a jamais dépassé mu = 0,4. Or, en augmentant le calage, vous diminuez le régime et par voie de conséquence aussi la vitesse circonférencielle. Il s'en suit une réduction de la limite de  vitesse en translation.

gma a écrit: Mais il s'agit d'une zone de "décrochage", c'est à dire une zone "sans portance". La portance a disparue, pas la résultante aérodynamique pour autant.
Re: Le décrochage ne fait tomber la portance que bien au delà des quelques degrés de plus que le maxi. C'est surtout la trainée qui monte avec sa répercussion sur le couple autorotatif produit.

gma a écrit:
L'augmentation de vitesse augmente le déplacement latéral de la zone de décrochage coté pale reculante, il ne diminue en rien sa motricité dans ce cas de figure.

Re: A nos vitesses habituelles, la pale dite "reculante" n'attaque évidemment pas l'air par son bord de fuite. Aussi quand on parle de sa trainée, il ne s'agit pas d'une poussée "motrice" mais bien d'une résistance à la rotation.

gma a écrit: C'était une bonne école celle où, à défaut de prélanceur, il faut "construire" un rotor à partir de deux pales réunies. Ceux qui ont connu ce temps savent ce que "partir en battement" veut dire. Quand vous volerez, Jean Claude, vous allez découvrir cette différence.
Re: Merci, je connais. J'ai décollé de nombreuses fois mon "Bensen" dans les années 70, sans avoir jamais vu d'instructeur ni de prélançeur, même si mon moteur ne me permettait pas de boucler le tour de piste. Je reconnais volontiers que je n'ai jamais volé sur un La Cierva. Et vous?

gma a écrit: Un "Bensen" dispose d'une amplitude fuselage plus grande, lié au train tricycle. Il faut donc organiser des commandes de vol qui permettent ces amplitudes. Mais une fois en vol, vous n'utilisez que 20% de la course au manche pour parcourir tous le domaine de vol et encore.
Re: En effet, les débattements en vol sont très réduits par rapport à ceux nécessaires au sol. Mais je ne vois pas comment le débattement total pourrait changer (nécessité de mettre le rotor parallèle au sol pour lui ôter l'essentiel de sa portance à l'atterro, et aussi de le mettre suffisamment cabré au sol (25°) pour l'accélérer sur la plus courte distance possible au décollage. Pour moi, çà fait 25° de débattement total quelle que soit le modèle. J'aimerais connaitre les débattements rotor du C30 que je ne trouve nulle part. Par ailleurs, entre 3 pales, 6 articulations, et trois amortisseurs de trainée (je ne parle même pas des problêmes de résonance sol), le pauvre constructeur que je suis a vite fait de choisir 2 pales en balancier.
Jean Claude


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gma


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MessagePosté le: Jeu 3 Mar - 19:34 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

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MessagePosté le: Ven 4 Mar - 11:55 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

gma a écrit:si vous partez d'un calage fort dès le départ, effectivement vous démarrer d'un régime nominal faible, mais vous pouvez garder ce régime très longtemps car vous avez une grande valeur de pas à réduire avant d'atteindre la valeur de pas mini.
Re: On est pas sur la même longueur d'onde: Le gyro ULM ne saurait se compliquer d'un pas collectif sans disparaître (coût et réglementation).

gma a écrit: confirmez moi, svp, qu'une force "de traînée" peut être motrice par l'inclinaison judicieuse de l'axe sur l'arrière et un choix judicieux du calage des pales.
Re: Je vous le confirme en effet. Et mon tableur prend bien compte tous ces éléments, ainsi que l'obligation d'annuler toutes les différences moyennes de portance de la pale durant les balayages des demi-disques gauche et droit (pour stabiliser l'angle de battement longitudinal); ainsi que les deux demi-disques avant et arrières (pour stabiliser l'angle de battement latéral).

Il me montre que c'est seulement avec un faible pas que le mu limite d'autorotation pourra être le plus élevé ce qui, associé au régime de rotation élevé lié au faible pas, autorise la plus grande vitesse de translation. Bien entendu, ce choix augmente malheureusement aussi la puissance de profil (+2500 w). Mais, aux vitesses de croisière plus élevées permises (+30 km/h) il y a davantage à gagner par un bon profilage du fuselage. Or, à mon avis, il est plus facile d'obtenir un gain substantiel avec un tractif, qu'avec le super "look" des "pushers" modernes, plus esthétique qu'efficace.

gma a écrit:sur cette machine, au neutre du manche correspond le neutre du rotor en vol normal, ce qui n'est pas le cas de tous les bensen.
Re: Entièrement d'accord là dessus. C'est l'avantage d'un assiette cabrée au sol. Il reste cependant à améliorer sérieusement la stabilité le roulage des "trains classique" , ainsi que la visibilité vers l'avant très inférieure à celle des "pushers". J'espère y arriver.
Jean Claude


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gma


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MessagePosté le: Ven 4 Mar - 13:50 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

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Jean Claude DEBREYER


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MessagePosté le: Ven 4 Mar - 18:10 (2011)    Sujet du message: Marge de sécurité aérodynamique des rotors de gyro Répondre en citant

gma a écrit:
Vous axer votre construction sur "type Cierva" (tractif, train classique) ?

Oui, monocoque léger en bois (120 kg), rotor 6300 x 180 repliable, Rotax 503 réducté 2,58 hélice 1,67m


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