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Empennage porteur??

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Re: Empennage porteur??

Messagede Max8992 le Lundi 8 Octobre 2018 15:16

Philippe Warter a écrit:Note qu'un cake avec des fruits confits dans le cul, ça se laisse manger, si c'est bien réalisé. Bien meilleur qu'une barre de cuivre ou d'alu!!!


je ne te connaissais pas ces déviances cakecophages, Philippe Image
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Re: Empennage porteur??

Messagede Philippe Warter le Mardi 9 Octobre 2018 11:37

C'est parce qu'on est en octobre. Et donc qu'il est temps d'aller dîner quelque part!
Les signatures sur les forums internet sont souvent apocryphes. Jules César.
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Re: Empennage porteur??

Messagede justepilote le Vendredi 12 Octobre 2018 09:25

Gilles131 a écrit:
XrayPapa a écrit:Voici ce que je crois comprendre: En équilibre de vol stabilisé le barycentre des  forces Zv (portance voilure appliquée au foyer de l'aile) et Ze (portance empennage appliquée au foyer de l'empennage) est confondu avec le CG.  

Oui.
Non pas par un miraculeux hasard, mais bien par l'action du pilote sur la profondeur. La position du manche qui stabilise l'assiette constante en vol stabilisé est, par définition, celle qui applique à l'empennage une portance (positive ou négative) telle que sa résultante avec la portance voilure s'oppose parfaitement au poids, et s'applique donc exactement au centre de gravité. C'est très exactement ce que fait le pilote depuis tout petit, mais on ne le lui a jamais dit!


Donc pour une variation d'incidence donnée, les variations de portance voilure et empennage sont proportionnelles. Et comme elles s'appliquent en des points fixes (foyers voilure et empennage!, leur résultante s'applique en un point fixe, unique, le foyer de l'avion complet.


Bonjour Gilles,

Désolé de remettre encore une couche, je suis surpris par la première phrase.
Je pensais que le barycentre des forces appliquées aux foyers de l'aile et de l'empennage se situé au niveau du foyer avion, donc pas au niveau du CG Image
D'ailleurs ça fait plaisir de voir que les foyers existeraient en dehors de phases de variation d'incidence subies ;)

Autre chose, j'abuse de ta pédagogie ;)
Comment expliquerais tu simplement que l'on positionne les portances respectives aile et empennage aux CPv et CPe, avec leur résultante au niveau du CG (si j'ai bien compris, et cela en vol rectiligne stabilisé)
Et que d'un coup on utilise les foyers comme référence et point d'application des forces liées à une variation d'incidence, en oubliant les CP.

C'est une vrai question qui pose problème à de nombreux pilotes.......et instructeurs.
Pourquoi d'un coup les forces ne s'appliqueraient elles plus sur tout le profil ?

Merci d'avance.

Patrick
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Re: Empennage porteur??

Messagede Delépine le Vendredi 12 Octobre 2018 11:07

Philippe Warter a écrit:C'est parce qu'on est en octobre. Et donc qu'il est temps d'aller dîner quelque part!


Après l'arrivée de l'heure d'hiver, afin que je puisse circuler de nuit, plus discrètement donc, dans Hidalgoville avec mon diesel de 1996 à Crit'air refusé.
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Re: Empennage porteur??

Messagede Delépine le Vendredi 12 Octobre 2018 11:09

justepilote a écrit:C'est une vrai question qui pose problème à de nombreux pilotes.......et instructeurs.


Tu parles des instructeurs de pilotes d'essais ? Passque pour les autres...
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Re: Empennage porteur??

Messagede Gilles131 le Vendredi 12 Octobre 2018 11:16

Bonjour Patrick,

justepilote a écrit:Je pensais que le barycentre des forces appliquées aux foyers de l'aile et de l'empennage se situé au niveau du foyer avion, donc pas au niveau du CG

- On ne peut dire que les portances sont appliquées aux foyers voilure et empennage que pour des profils symétriques (Cmo = 0)
- Les portances sont appliquées aux centres de poussée, différents dans le cas général des foyers (les foyers sont fixes, les centres de poussée variables)
- L'équilibre du vol en palier stabilisé implique que la portance globale avion soit appliquée au centre de gravité sinon le moment de tangage ne peut pas y être nul (condition de l'équilibre):

Image
Cet avion est-il en équilibre?

justepilote a écrit:D'ailleurs ça fait plaisir de voir que les foyers existeraient en dehors de phases de variation d'incidence subies ;)

Ils existent tout le temps, mais n'ont d'utilité que dans le cadre de la stabilité. Rappel:

Que faut-il retenir?

- Ce qu'est un foyer: point d'application des variations de portance avec les variations d'incidence; point en lequel le moment est constant.
- Qu'il existe un foyer pour la voilure, un pour l'empennage, et par conséquent un pour l'avion entier: il est donc absolument fondamental de préciser de quel foyer l'on parle!
- Que la stabilité est liée à la position du centre de gravité par rapport au foyer de l'avion complet.

justepilote a écrit:Comment expliquerais tu simplement que l'on positionne les portances respectives aile et empennage aux CPv et CPe, avec leur résultante au niveau du CG (si j'ai bien compris, et cela en vol rectiligne stabilisé)
Et que d'un coup on utilise les foyers comme référence et point d'application des forces liées à une variation d'incidence, en oubliant les CP.

Tout simplement car il ne faut pas mélanger équilibre (1e ligne) et stabilité (2e ligne), ce que l'on fait malheureusement tout le temps (et c'est pour cela que l'on n'y comprend rien).

justepilote a écrit:C'est une vrai question qui pose problème à de nombreux pilotes.......et instructeurs.
Pourquoi d'un coup les forces ne s'appliqueraient elles plus sur tout le profil ?

Les forces de pression sont distribuées sur tout le profil, et leur résultante est la portance du profil.
- Il est un point (variable avec l'incidence) où cette portance a un moment de tangage nul (c'est donc en ce point que s'applique la portance): c'est le centre de poussée
- Il est un point (fixe) où cette portance a un moment de tangage constant, quelle que soit l'incidence (c'est donc en ce point que s'appliquent les variations de portance avec l'incidence): c'est le foyer.
Tout ça, c'est pareil. On choisit la modélisation la mieux adaptée au problème étudié.
La stabilité en incidence étant par définition l'étude de la tendance au retour vers l'incidence d'équilibre après une variation d'incidence, le choix de la modélisation "Foyer" s'y impose de toute évidence.

Rappel:

Image

Ces trois schémas sont équivalents, celui de gauche est la réalité, les deux suivants en sont des modélisations.
La dernière modélisation est particulièrement adaptée aux raisonnements liés à la stabilité
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Re: Empennage porteur??

Messagede justepilote le Vendredi 12 Octobre 2018 13:34

Merci Gilles d'avoir pris le temps de me répondre.
Je vais étudier tout cela à tête reposée, et je reviendrai peut-être avec d'autres questions.

Mais déjà je bloque toujours sur cette affirmation:

"En équilibre de vol stabilisé le barycentre des  forces Zv (portance voilure appliquée au foyer de l'aile) et Ze (portance empennage appliquée au foyer de l'empennage) est confondu avec le CG"

J'ai bien compris que le centre de poussée d'un profil symétrique est fixe contrairement à celui d'un profil dissymétrique qui lui avancera avec l'augmentation d'incidence.
Il serait donc situé à la même distance du B.A que le foyer ?

Par contre j'étais aussi resté sur le fait que pour être stable, il fallait que le CG soit en avant du Fac, et que le Fac était le barycentre des Fv et Fe.

Donc, dans le cas cité, " le barycentre des  forces Zv (portance voilure appliquée au foyer de l'aile) et Ze (portance empennage appliquée au foyer de l'empennage) " , correspondrait au Fac.

Manifestement cela n'e serait pas le cas, car cela voudrait dire que CG et Fac seraient au même endroit.

Donc, à quoi correspondrait ce point ?

Image Image Image
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Re: Empennage porteur??

Messagede Gilles131 le Vendredi 12 Octobre 2018 15:33

justepilote a écrit:"En équilibre de vol stabilisé le barycentre des  forces Zv (portance voilure appliquée au foyer de l'aile) et Ze (portance empennage appliquée au foyer de l'empennage) est confondu avec le CG"

L'affirmation correcte est:
En équilibre de vol stabilisé le barycentre des forces Zv (portance voilure appliquée au centre de poussée de l'aile) et Ze (portance empennage appliquée au centre de poussée de l'empennage) est confondu avec le CG.
Mais dans le cas particulier d'un profil de voilure comme d'empennage symétriques, on peut aussi l'écrire tel que tu le cites.

justepilote a écrit:J'ai bien compris que le centre de poussée d'un profil symétrique est fixe contrairement à celui d'un profil dissymétrique qui lui avancera avec l'augmentation d'incidence.
Il serait donc situé à la même distance du B.A que le foyer ?

Oui: dans le schéma ci-dessous, pour un profil symétrique le moment à portance nul Mo est nul: le troisième schéma est alors le même que le second, avec un centre de poussée fixe et confondu avec le foyer. CP1 = CP2 = Fv.
C'est le moment à portance nulle du profil non symétrique qui est à l'origine de la distinction entre foyer et centre de poussée, et de leur comportement différent.
Image

justepilote a écrit:Par contre j'étais aussi resté sur le fait que pour être stable, il fallait que le CG soit en avant du Fac, et que le Fac était le barycentre des Fv et Fe.

Absolument.
MAIS le "barycentre" ne concerne pas les mêmes forces ici (stabilité) que dans l'équilibre: c'est toujours le même problème qui conduit à l'incompréhension.

Le "barycentre" est le point où s'annule le moment résultant des deux forces de portance: c'est le point d'application de leur résultante.

- Pour l'équilibre la portance d'empennage (et donc la position du "barycentre" provient de l'incidence de l'avion et du braquage de la profondeur, elles sont pilotées par le manche, c'est comme ça que l'on pilote en longitudinal: en modifiant la position de la profondeur, le pilote déplace le barycentre des portances voilure et empennage jusqu'à ce que à l'équilibre, celui-ci soit exactement confondu avec le CG.

- Pour la stabilité, le "barycentre" est celui qui résulte uniquement des variations de portance sur la voilure et sur l'empennage, résultant d'une variation d'incidence. Il n'est aucunement question de braquage de profondeur!

justepilote a écrit:Donc, dans le cas cité, " le barycentre des  forces Zv (portance voilure appliquée au foyer de l'aile) et Ze (portance empennage appliquée au foyer de l'empennage) " , correspondrait au Fac.
Manifestement cela n'e serait pas le cas, car cela voudrait dire que CG et Fac seraient au même endroit.

Non, en effet.

- STABLITE
Le FAC, barycentre des variations de portance voilure et empennage uniquement liées à une variation d'incidence (profondeur fixe) est, lui, en arrière du CG pour assurer la stabilité.

Image   égale   Image


- EQUILIBRE
Le barycentre des forces de portance réellement, physiquement appliqués à la voilure et à l'empennage au braquage d'équilibre de la profondeur est, lui nécessairement confondu avec le CG.
Ici une augmentation d'incidence crée, au FAC, un delta de portance égal à la somme des deltas de portance voilure et empennage (∆Z, rouge):

Image

Mais pour équilibrer cette incidence plus élevée, le pilote doit braquer la profondeur (à cabrer, si l'avion est stable): il rajoute donc une variation de portance empennage due à la gouverne (∆Zeg, bleue).
∆Z étant vers le haut et ∆Zeg vers le bas, leur barycentre (point où le moment de l'une est égal en valeur absolue au moment de l'autre) est à l'extérieur du segment, à gauche de  ∆Z... en G!


En réalité la confusion généralisée autour de ces notions provient presque toujours d'une confusion entre équilibre et stabilité.
L'un concerne les forces physiquement appliquées à l'avion à l'équilibre. L'autre concerne, à partir d'un état d'équilibre, les variations de forces résultant d'une variation d'incidence.
C'est très différent... les mots ont leur importance!
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Re: Empennage porteur??

Messagede Splitcat le Vendredi 12 Octobre 2018 17:35

Gilles131 a écrit:
Les forces de pression sont distribuées sur tout le profil, et leur résultante est la portance du profil.
- Il est un point (variable avec l'incidence) où cette portance a un moment de tangage nul (c'est donc en ce point que s'applique la portance): c'est le centre de poussée
- Il est un point (fixe) où cette portance a un moment de tangage constant, quelle que soit l'incidence (c'est donc en ce point que s'appliquent les variations de portance avec l'incidence): c'est le foyer.


Comment clarifier la totalité du sujet en trois lignes !
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Re: Empennage porteur??

Messagede justepilote le Vendredi 12 Octobre 2018 19:20

Gilles, je suis désolé d'avoir posé des questions aussi basiques pour toi, pour moi ça n'était pas le cas ;)

En tout cas, je te remercie infiniment de ta patience, ainsi que de ta pédagogie.

Je vais prendre le temps d'assimiler tout cela mais beaucoup de zones d'ombres viennent de s'éclairer grâce à toi...

Merci beaucoup !!!

Patrick :)
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Re: Empennage porteur??

Messagede Gilles131 le Vendredi 12 Octobre 2018 19:46

Patrick,
On peut considérer ces notions comme basiques, mais en réalité elles sont presque toujours très mal comprises et très mal expliquées, y compris dans des ouvrages pédagogiques de référence.
C'est tout-à-fait normal, et sain, de se poser des questions comme tu le fais.
Et tout aussi normal d'essayer d'y répondre quand on pense pouvoir le faire.
Tu es donc le bienvenu.
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Re: Empennage porteur??

Messagede F-CLS le Samedi 13 Octobre 2018 09:16

Merci Gilles pour ces explications patientes et argumentées.

C’est un sujet difficile, pas simple à expliquer simplement mais rigoureusement. La taille du thread en témoigne.


Claude
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Re: Empennage porteur??

Messagede Bee Gee le Dimanche 14 Octobre 2018 11:14

Ce qui est étrange c'est que les peuplades primitives comme on les appelle, avec arc et flèche avait résolu le problème de la stabilité que n'avait pas compris Clément Ader, en avançant le centre d'inertie de leur flèche en lestant l'avant élégamment avec un truc pointu capable de transpercer le gibier, et en reculant de foyer aérodynamique du corps allongé qu' est une flèche en mettant des plumes à l'arrière, bref des empennages.

Le vrai génie est là.

Gamins on fabriquait des arcs, on s'est vite aperçu que sans lest au nez et sans plume au cul, une flèche décochée se met immédiatement en travers dès ses tout premiers mètres de course.

Il en est exactement de même en ce qui concerne les avions. Le centre d'inertie doit être devant le foyer.
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Re: Empennage porteur??

Messagede robur le Dimanche 14 Octobre 2018 11:33

Bee Gee a écrit:Ce qui est étrange c'est que les peuplades primitives comme on les appelle, avec arc et flèche avait résolu le problème de la stabilité que n'avait pas compris Clément Ader, en avançant le centre d'inertie de leur flèche en lestant l'avant élégamment avec un truc pointu capable de transpercer le gibier, et en reculant de foyer aérodynamique du corps allongé qu' est une flèche en mettant des plumes à l'arrière, bref des empennages.

Le vrai génie est là.

Gamins on fabriquait des arcs, on s'est vite aperçu que sans lest au nez et sans plume au cul, une flèche décochée se met immédiatement en travers dès ses tout premiers mètres de course.

Il en est exactement de même en ce qui concerne les avions. Le centre d'inertie doit être devant le foyer.


Totalement d’accord,  mais dans le cas des aéronefs, la présence des ailes  rend la compréhension de la stabilité  un peu plus difficile !

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Re: Empennage porteur??

Messagede Bee Gee le Dimanche 14 Octobre 2018 12:09

Il reste une chose qui me dérange c'est encore d'appeler le centre d'inertie comme "centre de gravité", or la gravité n'a rien à voir dans l'affaire de la stabilité, si on tire une flèche à bord de l'ISS elle sera soumise aux mêmes lois.
.
La prochaine fois que papa Pesquet remonte dans l'ISS on lui demandera d'en faire démo ainsi que le lancer d'avions en papier. Ce qui serait de plus amusant pour les écoliers.
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