Empennage porteur??

[Gilles131]

Oui, mais quand même... Et si la voilure vient à masquer l'empennage, hein ? Hein ?

Pareil: c'est un problème de pilote d'essais, pas d'utilisateur respectant la plage de centrage démontrée et certifiée par les essais en vol.

[Tontonlyco]

La trainée de l'avion est-elle minimum quand l'empennage n'est ni porteur ni déporteur ?

[Gilles131]

Ben oui, c'est ce qu'on explique depuis le début.

[XrayPapa]

Maintenant, en pratique, je ne sais pas s'il a amené un avion avec un tel centrage arrière au décrochage.

Je ne comprends pas ton souci: il est bien entendu que, comme tout le monde je respecte la plage de centrage publiée, essayée, démontrée et certifiée.
Avec le Bücker et le Salto je vole et voltige près de la limite arrière sans le moindre problème, y compris bien sûr au décrochage: je préfère, il y a moins d'efforts par g - je parle du Bücker, le Salto n'en a pas!
Je ne comprends pas pourquoi tu voudrais que les décrochages soient affectés alors qu'il a été démontré qu'ils ne l'étaient pas?

          Merci pour toutes les réponses. C'est vrai que j'ai une fâcheuse tendance à ne pas raisonner avec le foyer de l'avion complet, mais avec le centre de poussée de l'aile qui n'est pas fixe et qui avance avec l'augmentation d'incidence. En conséquence la distance entre le centre de poussée de l'aile et le centre de gravité (en arrière du centre de poussée dans le cas de l'empennage porteur) augmente avec l'incidence. Cela me semblait être un facteur défavorable pour contrer un décrochage. J'avoue aussi ne pas très bien comprendre ce foyer qui est fixe alors que les centres de poussée aile et empennage se déplacent avec l'incidence... Je fais donc confiance à votre analyse d'expert, mais je garde inconsciemment dans les tripes (à tort ou à raison?) l'idée qu'un centrage arrière n'est pas favorable à la sortie de vrille.
          Pour en revenir à mon avion, vue sa géométrie, peut être en effet que la valeur donnée pour la corde moyenne n'est pas exacte. Donc interrogation sur la réalité du pourcentage... Mais bien d'accord avec vous pour respecter les limites de centrage données par le constructeur et validées par les essais en vol.

[Jodellissimo]

Et encore, tout cela est relativement "simple" s'agissant d'avion léger. Sur gros-cube, le domaine de vol transsonique et les fortes variations de masse viennent encore compliquer les choses. Par exemple on a un mach-trim (action sur le PHR) et un trim-tank (environ 5T de fuel dans la queue) pour garder le taxi "dans les clous".
Mais je laisse le soin à Gilles de présenter la physique du bidule, il vois de quoi je parle. On s'écarte sensiblement des avions "légers", mais je pense que cela complétera parfaitement ses démos, en mettant en lumière l'action de "l'empennage" en y intégrant les notions évoquées " foyer de l'aile et centre de gravité avion", deux paramètres qui ne sont pas invariants. Et cela peut aller assez loin sur le rôle de "l'empennage" qui est aussi sollicité afin de contrer des variations de vitesse en palier...

[Delépine]

Et si la flak a emporté la moitié de l'empennage, que devient la stabilité ?

[Bee Gee]

Bravo Gilles131, chapeau bas !   RESPECT CAPTAIN .     C'est de la mécavol de haut niveau, et de telles interventions techniques relèvent le débat.....  et laissent certains ânes dans leur crottin

Et en plus c'est un vrai pilote de ligne pas un mythomane derrière F.S.

Je connais des gens très sérieux qui font du FS, et des tas de pilotes "en vrais" qui ont de parfait mythomanes mon cher tonton, et l'inverse aussi naturellement.

[Bee Gee]

Bon et au final, l'empennage, il est porteur ou deporteur? Parce qu'avec toutes ces histoires, on y comprend plus rien. Mon manuel atpl me dit deporteur car le CG est en general à l'avant du foyer, mais je suis pres a croire internet.

          Gilles 131, vos explications sont claires et nettes, on sent bien que vous possédez bien le sujet. Cependant, ne pensez vous pas que cette histoire d'empennage porteur est très marginale en aviation légère? Un pilote privé d'avion léger vole en stabilisé dans la majorité des cas avec un avion centré de telle manière que l'empennage ait une portance nulle ou négative. Et nous avons l'exemple de gpisapia prêt à brûler son manuel de vol suite à vos démonstrations...
          Le vol stabilisé est une chose, mais que ce passe t'il si on amène au décrochage un avion dont le centre de gravité est loin derrière le foyer de la voilure?

Tant que le CG est en avant du foyer de l'avion complet, il ne se passera rien de spécial.

[Gilles131]

Et si la flak a emporté la moitié de l'empennage, que devient la stabilité ?

Elle est divisée par deux.

[Bee Gee]

Exemple d'engin instable ….


https://www.youtube.com/watch?v=SyXUIr6uQDA

[Tontonlyco]

Virage dérapé c'est suicidaire cet engin.

[XrayPapa]

Tant que le CG est en avant du foyer de l'avion complet, il ne se passera rien de spécial.

     Tout à fait d'accord, et ce "tant que" va me permettre de mieux expliquer certains doutes que j'ai eus. Voilà, je suis d'accord avec le schéma de Gilles 131 qui montre un empennage porteur en vol stabilisé et un CG en avant du foyer de l'avion complet, donc stabilité.
     Tant que ça dure...Je m'explique, l'avion est stable à ce point donné. Point correspondant à une vitesse, une incidence. Maintenant, si on augmente l'incidence en gardant le vol en palier stabilisé,donc en diminuant la VI, la portance de l'empennage va diminuer et le centre de poussée de l'aile va avancer. Ces deux effets vont faire avancer le foyer de l'avion complet avec possibilité de le faire passer en avant du centre de gravité (instabilité). Donc,sauf erreur de ma part, la position de stabilité peut ne pas durer lors de variations d'incidence pour certains points de vol où l'empennage est porteur... il est bien évident que cette instabilité sera détectée par les ingénieurs et les pilotes des essais en vol et, que ce point, où l'empennage est porteur avec un risque de faire passer le foyer avion complet en avant du CG, ne sera pas dans le domaine de vol (qui s'étend du décrochage à la VNE) si l'instabilité est jugée dangereuse. Mais je conçois bien sûr qu'il puisse y avoir dans le domaine de vol des points où l'empennage est porteur en vol stabilisé à certaines incidences et que le CG reste en avant du FAC dans tout ce domaine.
     Autre chose, Gilles 131 m'a donné quelques doutes quant à la précision de la définition de la corde moyenne du S1-S suite à au centrage du mien, exprimé en % de MAC, qui se promène entre 23,7% et 21,% selon le carburant embarqué. GIlles trouve que ce centrage est très avant et met en doute la validité de la corde moyenne, corde qui parait en effet difficile à déterminer compte tenu de la géométrie du petit putois.
     J'ai donc été voir ce qui se passe du côté d'autres avions de voltige pour lesquels on peut trouver le centrage exprimé en % MAC:
      -CAP 10 en catégorie A de 20 à 26 % (peut aller jusqu'à 30% en catégorie U)
     - YAK 52: de 15 à 25%.  Comme pour le S1-S, seule la catégorie A est donnée dans ce que j'ai pu trouver.
     Je pense donc que la corde moyenne du S1-S est correctement déterminée. Je remarque aussi que ces avions de voltige ont un empennage rarement porteur en vol palier stabilisé vu que le CG est majoritairement en avant du foyer de l'aile, foyer dont la position est définie à 25%.
     En fait tout ceci excite ma curiosité, m'intéresse car j'aime la méca vol (jusqu'à un certain point ne dépassant pas trop la pratique)) mais dans mon avion je m'en tape complètement! Je sais que je ne suis qu'un branleur de manche mais avec la conscience tranquille en volant sur avion respectant le centrage donné par le constructeur et tout va bien.

[Delépine]

si on augmente l'incidence en gardant le vol en palier stabilisé,donc en diminuant la VI, la portance de l'empennage va diminuer et le centre de poussée de l'aile va avancer. Ces deux effets vont faire avancer le foyer de l'avion complet avec possibilité de le faire passer en avant du centre de gravité (instabilité)

Ce n'est pas gentil pour Gilles qui va devoir tout recommencer.

[popele3]

Virage dérapé c'est suicidaire cet engin.

Hé TontonBiglo, c'est un avion RC.

[Gilles131]

Ces deux effets vont faire avancer le foyer de l'avion complet...

Tu ne parviens pas à te débarrasser de vieux concepts mal expliqués ou mal assimilés: par définition le foyer de l’avion complet est un point FIXE.
Donc il ne varie pas.

Pour la démonstration de son existence:

La notion de foyer de l'avion complet est pourtant absolument fondamentale pour comprendre la stabilité longitudinale (et malheureusement, souvent ignorée).
Imaginons un avion à l'équilibre: les sommes des forces et des moments appliqués sont donc nulles.
Appliquons à ce système en équilibre un delta d'incidence ∆α:
- la voilure génère alors un delta de portance ∆Zv qui vaut q . S . ∂Czv/∂α . ∆α (q est la pression dynamique au niveau de la voilure)

- l'empennage voit un delta d'incidence locale, qui est ∆α diminué de la déflexion ∆ε = ∂ε⁄∂α . ∆α, soit ∆α . (1-∂ε⁄∂α)
- la pression dynamique au niveau de l'empennage est diminuée par le sillage de la voilure, elle vaut qe
- l'empennage génère donc un delta de portance ∆Ze qui vaut qe . Se . ∂Cze/∂α . (1-∂ε⁄∂α) . ∆α

Les deux forces ∆Zv et ∆Ze sont appliquées en deux points fixes: les foyers de la voilure et de l'empennage.
Elles sont proportionnelles, d'un facteur (qe/q . Se/S . (1-∂ε⁄∂α) . (∂Cze/∂α) / (∂Czv/∂α)) constant.
Leur résultante, ∆Zv = ∆Zv + ∆Zv, est donc appliquée en un point fixe, le barycentre des deux forces.

Ce point fixe est le foyer de l'avion complet, il est d'autant plus reculé que Se est grand (surface de l'empennage), que qe est grand (un empennage en T ou en V subit moins le sillage de la voilure), que la déflexion est faible (un empennage en T ou en V subit moins de déflexion), que le gradient de portance de l'empennage ∂Cze/∂α est grand (allongement) et que la distance entre les forces est grande (bras de levier de l'empennage)




égale:



C'est ce delta de portance avion ∆Z, appliqué au foyer de l'avion complet Fac, qui génère le moment de rappel qui définit la stabilité.
C'est bien en avant de ce point, foyer de l'avion complet, que doit être positionné le centre de gravité pour que l'avion soit stable longitudinalement.