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Le logiciel GyroRotor
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Jean Fourcade


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Joined: 02 Nov 2011
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PostPosted: Fri 16 Dec - 08:10 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

Bonjour à tous,

Je viens d'ouvrir un site internet à l'adresse suivante : http://autogire31.free.fr dans lequel vous trouverez quelques photos de mon Dominator et un premier logiciel qui porte le nom de GyroRotor et qui permet de calculer les caractéristiques aérodynamiques d'un rotor en auto-rotation en fonction de sa vitesse de translation et de son incidence. C'est le logiciel que j'ai utilisé lors de la discussion sur la répartition de la portance.

Plusieurs logiciels sont en cours de développement :

- un logiciel qui portera le nom de GyroTrim et qui calcule le régime d'équilibre pour une vitesse et une pente de montée donnée. Ce logiciel permettra de calculer les performances d'un autogire donné (finesse, meilleur taux de monté etc ...)

- le logiciel GyroStab que j'ai déjà utilisé dans la discussion sur la phugoïde et qui permet de calculer les modes de la stabilité longitudinale et de tracer le mouvement linéaire intégré.

- enfin un dernier logiciel qui s'appellera GyroSimu dont le but est de simuler le mouvement longitudinal complet non linéaire. Ce logiciel permettra de calculer les mouvements du rotor lors d'une cloche et plus particulièrement ce qui se passe lors du retour à 1 g en traçant la variation du battement, la vitesse de rotation et la zone de décrochage des pales. Ce logiciel est basé sur une intégration numérique du mouvement.

Pour valider ces logiciels et identifier certains paramètres afin d'avoir des résultats significatifs, il est nécessaire d'effectuer des mesures. J'ai bien avancé la conception d'un instrument qui permettra de telles mesures. Celui-ci comprendra un altimètre, un badin, un compte-tour rotor et un double accéléromètre. Il sera possible d'enregistrer les mesures afin de pouvoir les récupérer sur un ordinateur pour les analyser. L'accéléromètre permettra de mesurer la vitesse de variation du rotor en fonction du facteur de charge mais permettra aussi une analyse des vibrations horizontales et verticales subies par le rotor.

Jean Fourcade
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PostPosted: Fri 16 Dec - 08:10 (2011)    Post subject: Publicité

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Haflinger


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Joined: 16 Aug 2011
Posts: 1,169

PostPosted: Fri 16 Dec - 11:11 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

Bravo pour le boulot

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Jean Claude DEBREYER


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Joined: 20 Jul 2008
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PostPosted: Fri 16 Dec - 11:15 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

Bonjour Jean
Un grand bravo pour ce travail minutieux. J'espère pouvoir comparer les résultats obtenus avec ton programme par rapport à ceux que j'obtiens avec le mien. Pour le moment je suis incapable de faire l'opération informatique du transfer de TPmath (je suis nul) mais mon fils va pouvoir me faire çà dans quelques jours.

Déjà, si je compare les données et résultats des tableaux présentés, tu obtiens pour un rotor de 8 x 0,2 m soulevant 360 daN, dont les pales sont calées à 3° et pour une vitesse de 80 km/h:
N = 383 t/mn  j'obtiens par mon tableur: N = 367 t/mn  avec le même Cx de profil 0,011
i (cône) = 10° + 1,35° = 11,35°   J'obtiens 11,08 + 1,47° =12,55°
b2 = 0,64°  J'obtiens 1,15°
Trainée rotor: 74,4 daN   j'obtiens 80,0 daN

La concordance est remarquable puisque  puisque je tiens compte de la zone décrochée (accroissement de trainée global et régime plus faible) et de la non uniformité de la vitesse induite à travers le disque (angle b1 accru)

Jean Claude


Last edited by Jean Claude DEBREYER on Fri 16 Dec - 13:03 (2011); edited 1 time in total
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Jean Fourcade


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Joined: 02 Nov 2011
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PostPosted: Fri 16 Dec - 11:37 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

Jean-Claude, pour le transfert de TPMath, il te suffit de clicker avec le bouton droit de la souris sur le lien tpmath puis de faire enregistrer sous. Il faut ensuite décompresser le fichier en double clickant dessus et recopier le fichier dll dans un fichier system window.
Je suis bien sur intéréssé de comparer mes résultats avec les tiens car je n'ai pu comparer avec personne pour l'instant.
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Rotor


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Joined: 29 Sep 2008
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PostPosted: Fri 16 Dec - 11:52 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

JC, il faut que tu trouves le dossier contenant les fichiers ".dll" ;
Sous "windows 7", ils se trouvent dans le dossier "System32".

Merci Jean pour ce travail mis gratuitement à la disposition de tous.



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Jean Fourcade


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Joined: 02 Nov 2011
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PostPosted: Fri 16 Dec - 12:13 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

Une petite précision concernant l'utilisation du logiciel. Sous Windows pour saisir les valeurs numériques vous pouvez au choix utiliser la virgule ou le point. Par défaut la version française utilise la virgule. Si vous votre ordinateur est configuré pour utiliser la virgule il vous faudra saisir les nombres avec des virgules car sinon vous aurez une erreur lors de l'exécution ou de la sauvegarde. Comme mon ordinateur est configuré pour utiliser le point (convention internationale), j'ai saisie la valeur par défaut de la densité avec un point. Il vous faudra alors modifier celle-ci pour entrer une virgule (onglet environnement).

Je ferais une modification du logiciel pour traiter les deux cas sans avoir à s'en soucier.
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René BRUN


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Joined: 17 Jul 2008
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PostPosted: Fri 16 Dec - 12:50 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

Merci Jean pour ce cadeau de NOËL
Pour construire mon autogire j'avais repris les infos dans ton article au sujet de la stabilité de l'autogire.

René


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Jean Claude DEBREYER


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Joined: 20 Jul 2008
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PostPosted: Fri 16 Dec - 13:08 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

PS: J'ai ajouté dans mon précédent message mes premiers éléments de comparaison.

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Jean Fourcade


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PostPosted: Fri 16 Dec - 14:16 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

Jean-Claude, effectivement tous ça est très cohérent ! Comme je l'explique dans ma note, les paramètres de traînée et de pente de portance du profil doivent être considérés comme des paramètres de réglages pour compenser le fait que le cercle d'inversion et la partie de décochage de la pale reculante ne sont pas pris en compte. En ajustant ces deux paramètres pour avoir à même incidence et même vitesse la même portance et la même vitesse de rotation, les autres paramètres devraient encore être plus proche. L'écart le plus important porte sur le basculement latéral dû peut-être comme tu l'as déjà précisé au fait que la vitesse induite dans mon cas est constante. Pas très grave.
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Jean Claude DEBREYER


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PostPosted: Fri 16 Dec - 15:36 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

Jean,  Il m'est facile d'établir l'influence sur l'angle de basculement latéral b1 de la seule conicité: il me suffit d'entrer une conicité nulle dans mon tableur.  J'obtiens alors b1 = 0,47° au lieu de 1,15°. La conicité est donc responsable  de 1,15° - 0,47° = 0,68° , très proche des 0,64° obtenus par ta méthode.
Cette cohérences de résultats, malgré des approches totalement différentes, valide  mutuellement nos deux méthodes.


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PhT


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Joined: 25 Dec 2010
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PostPosted: Sat 17 Dec - 12:18 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

Bonjour Jean,
formidable travail ! Quel beau modèle  et le traitement mathématique semble brillant. J'ai rapidement parcouru ta note mais vu la complexité et ce qui reste de mes études, je ne suis pas encore rentré dans le détail (tu es dur avec les vieux) !. J'ai cependant quelques petites questions : page 2 . Dans les axes référentiels tu utilises l'axe du mat rotor (Zs). je suppose d'après le dessin qu'il s'agit de l'axe mécanique qui est asservit aux commandes ? j'ai des doutes à ce sujet car en page 24 tu dis : "Force axiale : force suivant le mat rotor ou l'axe du cône formé par les pales." puis, plus loin "Plan d'entraînement : système d'axe dans lequel l'axe Z matérialise le mat rotor".
j'ai bien évidemment testé le logiciel aux limites. En essayant de garder une force sustentatrice constante, il déclare forfait pour des incidences supérieures à 79° et vitesses inférieures à 44 km/h (12 m/s) avec ton exemple ( non convergence du calcul de la vitesse de rotation). La prédiction me semble pessimiste, mais lors de mes prochains vols je ne manquerais pas de balayer plus précisément  ma plage de vitesse Vz et Vx  pour te passer des résultats plus précis. je suis d'ailleurs curieux de voir ton instrument d'acquisition de donnée. C'est un sujet qui me préoccupe depuis fort longtemps.
Pour JC,
je ne suis pas si sur que ton approche soit si différente de celle de Jean. Plus aérodynamique et plus besogneuse certes mais les prémisses sont semblables


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Jean Fourcade


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PostPosted: Sat 17 Dec - 14:29 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

Philippe, je pense effectivement qu'il faudrait que je précise un peu mieux ce que signifie le mat rotor. Il s'agit de l'axe de rotation vrai du rotor qui dans le cas de l'autogire est également celui qui est asservit au commande. Le plan d'entrainement est le plan perpendiculaire à cet axe. Concernant page 24, c'est effectivement ambiguë. Ce que je veux dire est que la force axiale est au premier ordre la même que celle-ci soit exprimée selon l'axe du mat rotor ou selon l'axe du cône car elle varie avec le cosinus or le cosinus des petites angles est arrondi à 1. Ce n'est pas le cas de la force longitudinale (H) ou latérale (Y) qui dépendent du système d'axe comme le montre le logiciel.

Concernant l'instrument de mesure, je pense mettre le plan en ligne demain ou après-demain ; je suis en train d'écrire les pages web.
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Jean Claude DEBREYER


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PostPosted: Sat 17 Dec - 16:04 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

Bien sûr, Philippe, les prémisses sont forcément les mêmes: une aile tournante en translation. La méthode de Jean exige du calcul matriciel, et des résolutions d'équations algébriques complexes  nécessitant des programmes mathématiques spécialisés.  Malgré cela il n'évite pas totalement les itérations manuelles comme je le pensais. Par ailleurs il ne permet pas  d'observer les effets du vrillage ou de l'effilement des pales, ni de prendre en compte les effets de la zone décrochée.
Ma méthode est notablement différentes puisqu'elle exploite essentiellement de la trigonométrie et des formules algébriques simples, résolues facilement par EXCEL à  24  azimuts pour dix portions de pales situées à différents rayons.
Grâce à cela, elle permet facilement de rentrer différents vrillages ou effilements de pales,  tient compte des zones décrochées et des pertes d'extrémités, et donne les accélérations transitoires avant stabilisation du régime. Elle exige cependant plusieurs itérations manuelles interdépendantes et peu pratiques.
Hélas, nos deux méthodes demeurent aussi caduques l'une que l'autre pour les angles d'attaque du disque supérieurs à 45°, quand la portance n'est plus simplement produite par la déviation du flux, mais commence à être remplacée par un effet de  freinage/élargissement de ce flux.

A Jean. Pour éviter l'ambiguïté, peut-être suffirait-il de mentionner "axe du moyeu" et "axe du cône", non?


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Jean Fourcade


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PostPosted: Sat 17 Dec - 17:20 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

Jean-Claude, il est possible de prendre en compte le vrillage des pales sans trop de complexité dans mes équations mais effectivement pas la zone décrochée. Mon autre logiciel GyroSimu le permettra puisque celui-ci fonctionnera de manière proche du tient en calculant la portance élémentaire d'un tronçon de pale à chaque azimut. Concernant la terminologie, "axe du moyeu" est peut-etre plus significatif que "mat rotor". Je vais mieux préciser les choses dans ma note.
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Jean Claude DEBREYER


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PostPosted: Sat 17 Dec - 20:46 (2011)    Post subject: Le logiciel GyroRotor Reply with quote

Au vu des nombreuses questions qui se sont posées sur les effets de ces décrochages, cette méthode par élément fini me semble non seulement plus simple mais plus révélatrice. Tu devrais être capable mieux que moi de règler ces problèmes de boucles manuelles. On m'a dit que c'était possible avec Excel, mais je ne sais pas comment  lancer de telles boucles sur des résultats de calcul et passer à une autre automatiquement. Je m'en contente mais c'est un peu plus long
Je t'envoie mon tableur en message privé, si çà peut t'inspirer.
 


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