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Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas
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Jean Claude DEBREYER


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Joined: 20 Jul 2008
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PostPosted: Thu 26 Nov - 15:23 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

Rotor lourd ou léger ?
C'est la question que je posais dans ce forum, il y a quelques temps. Nombreux défendaient la sécurité  apportée par l'inertie. Mais cela ne me semblait pas clair et  méritait d'être approfondi. J’avais donc modélisé le fonctionnement d'un rotor avec Excel, et testé (numériquement) l’effet d’une baisse momentanée d’incidence du rotor. Résultat : apparition d’un couple anti-rotatif assez élevé, même sous facteur de charge assez peu réduit.  Rien de fâcheux du coté du battement, qui diminue. Mais le test d’une hausse momentanée de l’incidence du rotor a été plus inattendu: apparition d’un couple auto-rotatif  élevé capable de redonner rapidement les tours perdus précédemment. Jusque là, rien d’étonnant sauf…Sauf si l’angle de calage des pales est un peu fort. Dans ce cas, le couple auto-rotatif passe par un maximum assez faible avant de s’annuler, puis s’inverse si l’on persiste à accentuer l’incidence rotor.
Au lieu d’accélérer, le rotor continue alors de ralentir, d’autant plus vite que le pilote s’évertue à le recharger! Or ni les « g », ni l’angle appliqué  n’apparaissent  alarmant aux yeux du  pilote (25° voire même 15° si le régime avait précédemment baissé).
Je suis persuadé que ce phénomène a causé un certain nombre d’accidents car l’angle de calage incriminé améliore les performances de finesse d’un rotor (6,5 au lieu de 5,5). Cet angle n’aurait sans doute pas permis un lancement manuel, mais serait parfaitement acceptable avec un prélanceurs.
Ma conclusion : je limiterais  l’ angle de calage de mes pales à 2,5° 2,7° (ref corde de portance nulle) en dépit d’une finesse rotor plus réduite
Jean Claude


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PostPosted: Thu 26 Nov - 15:23 (2009)    Post subject: Publicité

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André Martin


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Joined: 07 May 2008
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Masculin 羊 Chèvre

PostPosted: Thu 26 Nov - 21:08 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

Tu as mis le doigt sur un des bobos! Confused
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Florent


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Joined: 16 Jun 2008
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PostPosted: Thu 26 Nov - 21:30 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

Ce n'est pas un bobo, c'est une caractéristique qu'il faut connaitre.

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Bobcat


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Joined: 01 May 2008
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Masculin Bélier (21mar-19avr) 鷄 Coq

PostPosted: Fri 27 Nov - 02:05 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

Techniquement, Tu décris le phénomène du "Vortex" bien connu des pilotes hélico, mais  appliqué au gyro.... Sur Hélico, comme le rotor est entrainé et gardes ses tours, tu augmentes le taux de chute en augmentant le pas....
La seule solution pour en sortir, baisser le pas et reprendre de la vitesse ( quand on a le temps et l'espace... Mr. Green

Un article très intéressant  sur le sujet ou l'on reparle du plan fixe, mais pas pour les mêmes raisons...quoique Wink :

http://www.minix.fr/pdf/helico.pdf


Il date de 2003, quelqu'un a quelque chose de plus récent ?
_________________
Pil/Ins pro/privé hélico, environ 6000 heures de vol sous voilures tournantes ( je ne marque pas mes heures sur ULM). Vole sur Paramoteur, Hélico et autogire....


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Jean Claude DEBREYER


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Joined: 20 Jul 2008
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Localisation: Loir et Cher
Masculin

PostPosted: Fri 27 Nov - 12:00 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

Bobcat wrote:
Techniquement, Tu décris le phénomène du "Vortex" bien connu des pilotes hélico, mais  appliqué au gyro.... Wink :

Bonjour, Bobcat
Il ne s'agit pas du même phénomène. Contrairement au "Vortex" des hélicos, ce n'est qu'à bonne vitesse de translation qu'il se produit. Et on peut y remédier facilement à la conception par un angle de calage convenable des pales.  Si chacun sait qu'au delà d'un certain pas il n'y a plus d'autorotation possible, je n'avais en revanche jamais soupçonné que, pour certaines valeurs de pas, un rotor  pouvait être  très performant mais  aussi susceptible de "caler". Comme dit Florent, c'est une caractéristique qu'il faut connaître. et je ne pense pas qu'elle soit connue. 
Par la même occasion, il devient clair que la masse d'un rotor lourd ait pu apporter une amélioration dans ces cas là,  et ne s'impose plus  dès lors que le pas choisi est raisonnable.
Jean Claude


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René BRUN


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Joined: 17 Jul 2008
Posts: 774
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PostPosted: Fri 27 Nov - 12:52 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

...

Last edited by René BRUN on Mon 26 Nov - 10:10 (2012); edited 1 time in total
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Bobcat


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Joined: 01 May 2008
Posts: 2,446
Localisation: Thailande
Masculin Bélier (21mar-19avr) 鷄 Coq

PostPosted: Fri 27 Nov - 13:11 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

une autre vision :


 
Billet N° 97
 
Dans le précédent chapitre "Delta or not Delta" , nous avons examiné la variation géométrique du calage des pales. Le terme "calage" a été utilisé à bon escient, étant donné que la pale est reliée mécaniquement à l'axe rotor avec deux axes de liberté : Battement et éventuellement, traînée.
 
La variation d'incidence aérodynamique apporte un effet similaire de régulation, mais il faut raisonner en tenant compte du déplacement du rotor dans l'espace et nous parlerons alors d'incidence.
 
Deux cas typiques seront analysés : 
 
     1°) Position 3 : Pale avançante perpendiculaire à l'axe du fuselage dans le cas d'un rotor rigide, puis dans celui d'un rotor à pales articulées en battement.
     2°) position 7 : Pale reculante diamétralement opposée.
 
Dans ces deux cas, l'analyse est plus simple car les vecteurs agissent sur un seul plan. Dans les autres positions, les vecteurs se situent dans deux plans concourants et le sujet sera abordé dans un article relatif à la "Dissymétrie de portance" .
 
 
 Figure 1 : La vitesse de la pale Vp1 est considérée aux 2/3 du rayon.
 
Définitions :
 
Tous les vecteurs de vitesse sont représentés dans un plan vertical parallèle au fuselage et passant aux 2/3 du rayon de la pale considérée. Pour des questions de lisibilité, les pales sont calées à 0° par rapport au plan rotor.
 
Les vecteurs vitesses ( Vp = Vitesse pale dans le plan rotor, Vh = Vitesse horizontale de l'autogire, Vm ou Vd = Vitesses de montée ou de descente de la pale )
sont représentés en BLEU.
 
 Les vecteurs R... figurant les vitesses résultantes ou le vent relatif W... sont représentés en ROUGE.
 
Pale avançante dans le cas d'un rotor rigide.
 
Pale en position 3.
 
 Figure 2
 
La pale se déplace suivant la direction de R1, le vent relatif W1 est de même direction, mais de sens inverse.
 
Dans ce cas, l'incidence Â1 est positive car R1 se situe sous le plan rotor..
 
Pale avançante dans le cas d'un rotor à pales articulées.
 
Pale en position 3.
 
 Figure 3
 
La pale avançante augmente sa vitesse et porte plus, l'équilibre avec la force centrifuge et momentanément rompu et la pale monte à un vitesse Vm, en recomposant Vm avec R1, on obtient une nouvelle résultante R2 qui passe au dessus du plan rotor, l'incidence Â2 est négative.
 
La portance diminue et la pale tend à reprendre sa place initiale, aidée en cela par le moment de rappel de la force centrifuge et éventuellement de l'effet Delta.
 
Pale reculante dans le cas d'un rotor à pales articulées.
 
Pale en position 7.
 
Figure 4
 
La vitesse de la pale a changé de sens, la valeur de R3 diminue, la pale porte moins et tend à descendre à une vitesse Vd. En recomposant R3 et Vd, on obtient une vitesse résultante R4, plus faible que R2, mais située nettement au dessous du plan rotor.
 
L'incidence Â4 est fortement augmentée et la pale tend à remonter vers sa position initiale; c'est l'effet inverse du cas précédent.
 
Conclusion :
 
L'articulation de battement, outre son effet bénéfique en supprimant le moment de dissymétrie de portance et le couple de précession, apporte en prime un effet régulateur qui  contribue à la stabilité et au rendement du rotor.
 
Utilisée conjointement avec l'articulation Delta et les effets de la force centrifuge, elle diminue le dièdre des pales avec pour conséquence une surface frontale plus faible et donc moins de traînée.
 
Si on examine les positions autres que 3 et 7, Vp ne se situe plus dans le même plan que Vh et Vm ou Vh et Vd ; les résultats sont intermédiaires entre ceux des figures 3 et 4.

 
Si on considère d'autres points de la pale, différents de 2/3 R :
 
     1) La vitesse Vp augmente quand on se rapproche de l'extrêmité de la pale, l'incidence diminue.
 
     2) La vitesse Vp diminue quand on se rapproche de l'emplanture de la pale, l'incidence augmente. Ceci explique pourquoi les zones du rotor proches de l'axe de rotation sont en régime de décrochage permanent et le phénomène est aggravé lorsque la pale recule. Il y aurait donc intérêt à vriller les pales négativement à proximité de l'emplanture, mais cela complique fortement la fabrication.
 
Cette solution a été testée avec succès sur le "CLINOGYRE" Odier  Bessière en 1932. Cet appareil intermédiaire entre l'avion et l'autogire a été réalisé à partir d'une cellule de Caudron C-193 sur laquelle a été greffé un petit rotor double bipale de 6 mètres de diamètre.
 
 Clinogyre Odier & Bessière (Collection G. Chaulet)
 
La particularité des pales est leur fort vrillage négatif à l'emplanture et léger vrillage positif à l'extrêmité. La zone proche du moyeu fonctionne en régime "Moulinet récepteur" au lieu de décrocher et assure la motricité du rotor, la zone intermédiaire est en régime "Autorotation" et l'extrêmité s'apparente au régime "Hélicoptère"  
 
                                     
 Le croquis ci-contre, issu de la demande de brevet; malgré une représentation assez fantaisiste des roulements à billes et du Flector, montre bien le vrillage des pales. H est le rotor supérieur et H', le rotor inférieur qui lui est perpendiculaire.
 
Le battement des pales est permis par l'interposition de coussinets en caoutchouc entre les rotors et les plateaux du moyeu, ils jouent également le rôle d'accouplement élastique encore appelé "Flector".
 
Par rapport à l'avion d'origine, le Clinogyre  a une polaire très aplatie et le portance diminue à partir de 25° d'incidence, alors que l'avion pur décroche à 16°. La vitesse maxi est légèrement inférieure aux 193 kM/H d'origine, mais la vitesse mini descend à 40 kM/H et permet des descentes à 45° . Malgré ces résultats intéressants, le Clynogire est resté à l'état de prototype.
 
Billet N° 97 J. Cousin le 13/02/2009.
 
Bibliographie Clinogyre : "L'aéronautique" N°160 septembre 1932
Photo : Collection Georges Chaulet.
Dessins : JC
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Pil/Ins pro/privé hélico, environ 6000 heures de vol sous voilures tournantes ( je ne marque pas mes heures sur ULM). Vole sur Paramoteur, Hélico et autogire....


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nanar


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PostPosted: Sat 28 Nov - 01:11 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

avec pales 8H12 ou 23012, car j'ai essayé pas mal de rotor y comprix sur mon helicoaw95 , le profil 8H12 porte mieux mais traine bien plus qu'un 23012 donc il  perd ses tours plus rapidement !!  j'ai essayé pas mal de rotor français et américain , et le mieux que j'ai appréciée c'est le airplast 23012 (sur gyro monoplace) , bonne vitesse de croisière avec moins de moteur et une bonne portance et en plus une qualité fabrication exemplaire ( français) et oui il ya encore des bon france ! ! ....pub gratis alors que je connais pas du tout le fabricant ! !..en ce moment le dollard et bas je vai commender un dragonwing (pales vrillé) pour essayé

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Jean Claude DEBREYER


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PostPosted: Sat 28 Nov - 11:14 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

Bonjour Nanar
Ma simulation montre aussi que le vrillage des pales apporte un  gain incontestable  de trainée du rotor parce qu'il permet de faire  travailler chaque portion de  pale plus près de sa finesse max en régime établi. C’est dire  aussi que le décrochage de la pale  est plus proche et plus brutal, conduisant plus rapidement encore  au phénomène évoqué. Ce n'est bien sûr que de la théorie. Mais j'y crois suffisamment pour me limiter à un  Cz moyen de pales de 0,49 (pour mon projet) contre 0,58 pour le DW.
Jean Claude


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nanar


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Joined: 09 Oct 2008
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PostPosted: Sat 28 Nov - 20:01 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

  une personne a deja essayé un rotor dragonwing ???

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Florent


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PostPosted: Sat 28 Nov - 22:12 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

Peut être m. Fourcade qui avait construit un dominator...

J'imagine que tu souhaites un retour d'expérience sur le comportement du rotor qui n'a pas le même calage sur toute la corde...


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Rotor


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Joined: 29 Sep 2008
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PostPosted: Sun 29 Nov - 10:52 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

Les pales montées sur les Mosquitos sont des DrangonWings, sans vrillage et avec un profil plus proche de 10 %  que de 12 %, fabrication irréprochable :


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nanar


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Joined: 09 Oct 2008
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PostPosted: Sun 29 Nov - 11:38 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

je savais pas que c'était des DrangonWings et je suis étonné qu'il les ais pas vrillé sur le mosquito alors que les pales de gyro le sont , j'ai contacté en debut semaine ERNIE voila ce qu'il ma répondu : Blades are twisted positive 6 degrees in 12 ft. and are tip weighted , je vais en commendé un  , florent j'avais deja essayé de contacté fourcade a ce sujet il ne ma jamais repondu  !!, je connais celui qui lui avait acheté son dominator mais le probleme c'est qu'il la planté au premier essaie , il a été surpris du comportement de l'appareil au decollage avec son centre de poussé endessous du centre gravité

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Jean Fourcade
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PostPosted: Sun 29 Nov - 16:38 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

Bonjour,


J'ai effectivement utilisé un rotor DragonWing sur mon Dominator. Ce rotor est léger, les pales sont effectivement vrillées comme l'indique Ernie et il fonctionne plutôt bien … si ce n'est le problème des vibrations.


Malgré de nombreux réglages, je n'ai jamais réussi à diminuer le niveau de vibrations à un seuil acceptable. J'utilisais pourtant le tête de rotor d'Ernie qui possède un amortissement longitudinal qui atténue les vibrations à la fréquence du double de la rotation.


Les vibrations étaient trop importantes et une fatigue exagérée de la structure était à craindre. C'est pour cette raison que j'ai changé ce rotor pour un Averso et ça été le jour et la nuit ! Le rotor Averso avait également l'avantage de mieux tenir la machine pendant le flaire (du fait d'une plus grande inertie, le rotor DragonWing est peut-être un peu trop léger).


Concernant le décollage, un Floridien ne se comporte pas comme un Bensen. Il faut pendant la phase d'accélération pousser le manche en avant de manière plus prononcé. Ceci s'explique bien si on considère les moments en présence (dû au moteur et au rotor).


Jean Fourcade


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Jean Claude DEBREYER


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Joined: 20 Jul 2008
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PostPosted: Sun 29 Nov - 20:09 (2009)    Post subject: Avantages et danger d'un rotor à "grand" pas Reply with quote

Jean Fourcade wrote:
Malgré de nombreux réglages, je n'ai jamais réussi à diminuer le niveau de vibrations à un seuil acceptable.







Bonjour Jean 
Si la charge était différente de la charge nominale de ce rotor, la fréquence de rotation correspondait peut-être à une résonnance  des pales en flexion? D'autant plus qu'en repoussant la portance vers l'extrémité de la pale le vrillage accentue  peut être ces flexions ces vibrations?

Vous souvenez-vous des caractéristiques de ce rotor: masses, diamètres, cordes, et underslung de ce rotor?
Jean Claude


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