Le forum des pilotes privés

jpberthelot a écrit:...
Bilan :
Les deux effets s'ajoutent, et l'écart relatif de traction pourrait donc atteindre environ 20%.
La traction instantanée d'une pale pourrait donc varier sur un tour complet de 90% à 110% environ de sa traction moyenne.
Il reste à intégrer cela sur un cercle complet pour calculer un moment en lacet, mais c'est l'heure de l'apéro, alors ce sera pour plus tard (ou pas, selon l'apéro).

Merci JP pour cette courageuse tentative, fort intéressante.
Il manque encore en effet l'intégration sur un tour (là on a juste le maximum, en réalité le delta de traction et le bras de levier varient tous les deux entre 0 et ce maximum), et sur une longueur de pale (et là, à l'accélération au décollage tout est possible selon le pas de l'hélice)

robur a écrit:
Regarde ici :

http://naca.central.cranfield.ac.uk/rep ... rt-820.pdf

Mais attention cela peut provoquer des maux de tête !

Merci !
(Et l'apéro + le pdf : je confirme les maux de tête ).

... J'y retourne :

Il restait à intégrer le moment de lacet de la pale sur un tour complet.

Pour ce qui est d'intégrer sur la longueur de la pale, c'est déjà fait par le choix de la "section de pale représentative" à 70% du rayon.
La valeur 70% est certes arbitraire, mais vous pouvez prendre 50% ou 95% si vous préférez : ça ne changera pas l'ordre de grandeur (et au dessous de 50%, ça m'étonnerait franchement car ça voudrait dire que les sections situées près du pied de pale contribueraient davantage à la traction que les sections proches de l'extrémité).


Pour ce qui de la projection du bras de levier sur le plan de lacet, elle est en  r x 70% x cos(wt)


Pour ce qui est de la traction, on a vu qu'elle était constitué de deux termes au premier regard assez velus, mais en fait, tout va bien se passer :
- l'un proportionnel à   pitch - arctan (Vortho / (wr + V//)), qui devient quand ça tourne    pitch - arctan (Vortho / (wr + V// x cos(wt))),
- l'autre proportionnel à   Vortho^2 + (wr + V//)^2, qui devient quand ça tourne   Vortho^2 + (wr + V// x cos(wt))^2.

On remarque dans les deux termes la présence d'un facteur constitué d'une grosse constante + une petite variation sinusoïdale : wr + V// x cos(wt) = A + b x cos(wt) avec A>>b.
Passez ce truc là dans la fonction mathématique pas trop tordue que vous voulez (ici inversion, carré, arctangente), vous obtiendrez en sortie un autre truc qui a toujours au premier ordre une tête de A' + b' x cos(wt), pourvu que vous soyez loin des éventuelles singularités ou changement de signe de pente de la fonction (et c'est bien le cas ici), et avec un peu de chance, vous aurez même A'>>b', histoire d'enchaîner la fonction suivante, et ainsi de suite.

La traction a donc en définitive au premier ordre une tête de  T + deltaT x cos(wt),
et on a vu dans le post précédent que deltaT pouvait être égal à une petite dizaine de % de T, mettons 10% pour faire un compte rond.


Il faut maintenant moyenner sur un tour complet le moment de lacet, c'est-à-dire bras de levier x traction.
Le terme constant de traction va donner un moment moyen nul sur un tour.
La petite variation sinusoïdale donne un terme en cos(wt) au carré (dont la moyenne sur un tour vaut 0,5), fois r x 70% x deltaT,
soit 0,5 x 1 m x 0,70 x 0,10 x T = 0,035 x T (en N.m).


Estimons T :
On suppose une puissance sur l'arbre de 200CV, soit 147 kW, et un rendement d'hélice de 75% (on avait dit 90% pour le seul rendement de propulsion de l'hélice parfaite, mais en plus, elle ne l'est pas), soit une puissance de traction de 0,75 x 147 = 110 kW.

T = P / V0 = 110/36 = 3,07 kN


Remarque : cette traction de l'hélice complète se partage entre le nombre de pales, mais les moments moyens de toutes les pales devront être ajoutés au final ; le nombre de pales de l'hélice n'intervient donc pas dans le moment moyen total  (par contre, il intervient dans le moment total instantané ; pour une bipale, on passe par zéro puis par un maximum deux fois par tour d'hélice, ce qui engendre des vibrations ; pour une tripale et au delà, je pense que ce terme vibratoire disparaît).


Bilan :
Avec les hypothèses utilisées, le moment de lacet peut atteindre 3070 x 0,035, soit en ordre de grandeur environ 100 Nm.
Avec une dérive située à 5 m du CG de l'avion, il faudrait alors une portance latérale de dérive de 20 N pour équilibrer ce moment.


C'est plutôt moins que ce à quoi je m'attendais...

Bonne nuit.


(édit : remarque sur le nombre de pales)

Merci!!  

jpberthelot a écrit:Bilan :
Avec les hypothèses utilisées, le moment de lacet peut atteindre 3070 x 0,035, soit en ordre de grandeur environ 100 Nm.
Avec une dérive située à 5 m du CG de l'avion, il faudrait alors une portance latérale de dérive de 20 N pour équilibrer ce moment.


C'est plutôt moins que ce à quoi je m'attendais...

Pour ma part je n'en suis pas du tout surpris. Si cet effet, présent en théorie, est le plus souvent passé sous silence, c'est qu'il n'est pas du même ordre que les effets primaires des gouvernes, ni même des effets secondaires. Il est, sur nos machines, presque toujours insignifiant.

En ce qui concerne sa mise en évidence, la comparaison vol dos/vol ventre est tentante, et théoriquement indiscutable. Sauf que là on ne parle plus de théorie mais de pratique, et en pratique un Cap10 est tout sauf symétrique par rapport au plan horizontal. En vol dos la dérive est (très) basse, et le dièdre est (très) négatif. Comparer dans ces conditions des braquages d'équilibre ventre et dos, avec des billes pas forcément bien réglées - donc un dérapage inconnu - plus des coefficients latéraux de signe inversé, ne me parait pas forcément évident: on est loin des conditions d'un vol essai au CEV...
(J'attends toujours la question "M'sieur, m'sieur, comment qu'on fait pour la régler, la bille dos, puisque dans le hangar l'avion il est à l'endroit?" mais apparemment personne ne suit )

En revanche, une façon accessible à tous et sur toute machine de mettre cet effet en évidence est de le faire dans le plan horizontal, le P-Factor (Pitch?) devenant le Y-Factor (Yaw). Je suis d'ailleurs étonné qu'on en parle encore moins que du P-Factor alors que lui nous concerne tous: si le plan de l'hélice est en dérapage par rapport au flux d'air, la pale verticale voit une incidence et une vitesse différentes entre la position haute et la position basse, avec comme conséquence un moment de tangage.
Il est très facile, sur n'importe quelle machine, de pousser le palonnier d'un côté ou de l'autre en tenant aux ailerons les ailes horizontales et de se mettre en vol dérapé stabilisé, d'un côté puis de l'autre. On crée alors via le Y-Factor un moment de tangage, piqueur d'un côté et cabreur de l'autre, que l'on doit contrer par une action en profondeur. Et là c'est totalement indépendant du réglage plus ou moins douteux des billes ventre et dos.
Personnellement, et bien que la sensibilité du doigt soit autrement plus fine que celle du pied, je n'ai jamais constaté cet effet: il est donc manifestement minime. Ceci me conforte dans ma certitude qu'il n'est que du second, voire du troisième ordre.

Comme le suggère l'ami Bee Gee, on peut effectivement utiliser sa tête plus loin que le bout de son nez.
A vous: à vos machines, à vos claviers!

Gilles 131 au moins tu nous donnes un exemple accessible à tous

Merci à tous pour les réponses détaillées, de plus, dans la joie et la bonne humeur, ce qui est tout à fait exceptionnel sur ce forum pilote privé, comme quoi tout est possible dans ce bas monde.

Au décollage, le facteur p est inexistant sur un tricycle à condition que son assiette soit sensiblement horizontal et que le plan d'hélice soit normal à la trajectoire……. sur un classique, l'effet existe,..... mais évidemment pas à vitesse nulle, il s'accroit avec la vitesse, tant qu'on est trois points, on dira ce qu'on veut un CAP tire davantage au décollage qu'un DR380, mais cela se passe très vite et on n'est pas au CEV.

Quand au vol dos, on peut quand même faire confiance au constructeur pour avoir calé correctement la bille, si sur un CAP10 qui a peu de portance tranche il n'est pas facile de s'en rendre vraiment compte, c'est bien plus manifeste sur un Stampe, on sent sur la joue de quel coté vient le vent relatif, en tout cas on voit si le nez reste pointé sur le repère horizon en ne défilant pas , et il est quand même facile de tenir l'inclinaison nulle lorsqu'on est un peu à l'aise en vol dos.

Enfin les amerlos parle du facteur P dans leurs bouquins,.... et pas les français, c'est certes anecdotique et sans grande importance en soit, mais dans le pays de Descartes qui souvent prétend trop facilement donner leçon au reste du monde, ce n'est quand même pas très rationnel !

Et enfin le cas du bimoteur est le plus parlant, il ne subit quasi pas le souffle hélicoïdal mais reconnait bien le facteur P qui va déterminer moteur critique et VMCa.

A+!

Bee Gee a écrit:Et enfin le cas du bimoteur  est le plus parlant, il ne subit quasi pas le souffle hélicoïdal mais reconnait bien le facteur P qui va déterminer moteur critique et VMCa.

Mais si, le bimoteur subit le souffle hélicoïdal: pas en lacet, mais en roulis. Pas sur la dérive, mais sur la voilure et la profondeur, ce qui fait une surface concernée bien plus importante.





Pour des moteurs tournant dans le même sens, il est évident que la panne de l'un sera plus critique que celle de l'autre, selon qu'elle additionne de façon perverse la dissymétrie de lacet à celle de roulis, ou pas.
A mon humble avis, le facteur P (ainsi que le facteur Y) n'y sont pas prépondérants, même s'ils existent forcément. Mais comme toujours, quand interviennent de nombreux effets de faible intensité et de sens parfois contraire, attribuer le résultat final à l'un plutôt qu'aux autres est hasardeux: le seul juge de paix est l'essai en vol qui en montre le résultat final.

En roulis certes, encore faudrait il le quantifier, mais se sera surtout le couple de renversement qui sera déterminant

Il n'empêche pas moins qu'un bimoteur tire à gauche en lacet, ce que l'effet de souffle hélicoïdale ne peut pas du tout expliquer.

La littérature américaine donne comme prépondérant le P factor pour déterminer moteur critique et VMCa, et comme ce ne sont quand même pas des abrutis dans le domaine des avions …

L'effet peut aussi s'expliquer de part la dissymétrie que ça engendre sur le tourbillon de Prandtl, d'un coté le souffle hélicoïdal s'y oppose, de l'autre il s'y ajoute,.. et cela joue sur la trainée induite.

-

Bee Gee a écrit:L'effet peut aussi s'expliquer de part la dissymétrie que ça engendre sur le tourbillon de Prandtl, d'un coté le souffle hélicoïdal s'y oppose, de l'autre il s'y ajoute,.. et cela joue sur la trainée induite.

Oui, on lit ça parfois. Pour ma part je trouve ça un peu fumeux... C'est de la mécanique des fluides bien théorique qui, à vrai dire, ne m'intéresse guère.

Gilles131 a écrit:(J'attends toujours la question "M'sieur, m'sieur, comment qu'on fait pour la régler, la bille dos, puisque dans le hangar l'avion il est à l'endroit?" mais apparemment personne ne suit )

L'Australie, encore et toujours chez Skippy notre ami le kangourou.
(Tu vois qu'il y en a qui suivent )

On peut le faire sans quitter le hangar pour aller aux antipodes

Problème réglé par ailleurs, non sans difficultées.

https://www.youtube.com/watch?v=hjfA6qeIBn4

Partir d'un avion pour en faire un hélico, pour moi ça fait toujours un mauvais hybride. Et vu les capacité STOL de certaines machines je ne vois pas trop à quoi ça sert et si c'est concurrentiel...
Je préfère à tout prendre l'idée du X3 : partir d'un hélico et le faire avancer aussi vite qu'un avion.



EDIT : phrase zappé ajoutée.

Gilles131 a écrit:

Bee Gee a écrit:L'effet peut aussi s'expliquer de part la dissymétrie que ça engendre sur le tourbillon de Prandtl, d'un coté le souffle hélicoïdal s'y oppose, de l'autre il s'y ajoute,.. et cela joue sur la trainée induite.

Oui, on lit ça parfois. Pour ma part je trouve ça un peu fumeux... C'est de la mécanique des fluides bien théorique qui, à vrai dire, ne m'intéresse guère.

C'est tout le contraire d'être fumeux, sur les contrarotatifs on a les supra convergeant si on veut abaisser la VMC (ex PA38) et le supra divergeant pour améliorer la performance (ex  P38)

Et puis que cela intéresse ou non, n'a pas d'importance, on cherche des faits qui j'en conviens ne sont pas si aisés à cerner.