Calage aile Sgs 1-26 et variation de courbure

Bonjour à tous,

Ayant un peu de temps libre pour le moment  et après avoir lu le bouquin de Franck,j'ai repris la construction de mon Schweizer 1-26.

J'ai ressoufflé le profil choisi le Selig 6061 avec différents angles de volet. La dernière version de Predimrc rc permet plus facilement la comparaison, l'incidence de la corde du profil restant fixe.

Je voudrais utiliser mon planeur pour de l'acro mais en gardant des qualités de vol à voile en utilisant la variation de courbure classique à vitesse constante ( snap flaps )  mais aussi à portance constante.

Je me pose la question à la lecture des graphiques du calage de l'aile.

La finesse max évoluant avec le calage , j'ai l'impression de courir après dans un premier temps.

Si je cale l'aile au Cz de réglage pour la finesse optimum, le Cz à finesse max augmente au fur et à mesure puis se stabilise .(Cz de réglage de +/- 0.50 pour une aile calée à 5.9° au Cz de réglage dans mon exemple.)

C'est ce que semble aussi indiqué la variation d'incidence du fuselage dans la vue de gauche géométrie quand je fais varier le Cz de réglage (l'angle est minimum pour un Cz de réglage +/- 0.50 pour des calages d'aile entre 1.6° et 5° et augmente pour des valeurs supérieures ou inférieures) ce qui ne semble pas correspondre au tableau pente/Cz ni à la lecture sur les graphique des performances en palier.

8° de flap semble être le maximum admissible. 7° fonctionne presqu'aussi bien 

exemple calage aile 1.6° et 3.5°

document texte modèle sgs

Edit: : bon je crois que j'ai compris ,le Cz de réglage est le seul ou l'angle de plané correspond à à l'axe median du fuselage.

Du coup , il suffit de déplacer le profil avec un autre angle de volet sans toucher au calage d'aile dans la zone bleu pour visualiser s'il est calé au meilleur angle pour sa finesse max propre.

Il semble aussi que le profil selig 6061 fonctionne mieux avec les flaps en négatif qu'en lisse ?!!

selig 6061 et volet

@ bientôt Philippe

Bonsoir Philippe,

Citation : "Edit: : bon je crois que j'ai compris ,le Cz de réglage est le seul ou l'angle de plané correspond à à l'axe median du fuselage.

Du coup , il suffit de déplacer le profil avec un autre angle de volet sans toucher au calage d'aile dans la zone bleu pour visualiser s'il est calé au meilleur angle pour sa finesse max propre".

C'est exactement cela ! Ca fait plaisir de voir utiliser PredimRC ainsi 

Effectivement, les polaires du S6061 montrent qu'il est plus efficace avec une cambrure négative qu'en lisse pour l'intégralité du domaine de vol en palier. Mais attention, ce n'est probablement pas le cas sous facteur de charge (voir polaires planeurs à vitesse constante et Cz variable), où la configuration lisse, voire avec cambrure positive, devrait être plus performante.

Franck

Bonsoir Franck,

C'est exactement cela ! Ca fait plaisir de voir utiliser PredimRC ainsi 

Je viens de régler 2 planeurs et une aile volante avec. Centrage mais aussi Vé longitudinal et  trimage impeccables pour l'aile volante au 1er lancé!

Effectivement, les polaires du S6061 montrent qu'il est plus efficace avec une cambrure négative qu'en lisse pour l'intégralité du domaine de vol en palier. Mais attention, ce n'est probablement pas le cas sous facteur de charge (voir polaires planeurs à vitesse constante et Cz variable), où la configuration lisse, voire avec cambrure positive, devrait être plus performante.

Franck

Je réfléchi et édité mon post plusieurs fois !Si j'ai bien compris peux tu expliquer le phénomène visible sur les 2 documents ci joints.

Cz0.25 calage 1.3°

Cz0.30calage 2.5°

Philippe

Ce que tu observes est normal : tu ne peux avoir un fuselage aligné avec la trajectoire au Cz de réglage que si le calage aile / fuselage correspond à l'incidence aile à ce Cz.

C'est flagrant dans ton second exemple : tu cales l'aile à +2.5° alors que l'incidence aile au Cz de réglage de 0.3 est de +3.5°. Pour un Cz de vol de 0.31, le fuselage est donc à environ -1° par rapport à la trajectoire. Si tu voulais l'aligner, et donc minimiser sa traînée, pour ce Cz, il faudrait caler l'aile à +2.5°.

Il donc aussi normal que, avec ce calage et quand Cz_reg = 0.4, le fuselage soit aligné avec la trajectoire correspondant à Cz = 0.31 : le fuselage étant "redressé" d'un angle correspondant à +0.1 en Cz aile par rapport à la situation à Cz_reg = 0.3, soit grosso modo 1° ici, ce qui compense exactement le déficit de calage de -1°. C'est juste une coïncidence, tu serais arrivé à une conclusion différente si tu avais pris un Cz de réglage de 0.5 par ex.

Franck

Bonjour Franck,

Oui , j'avais oublié qu'il faut soustraire l'alpha 0 ( je pense , pas sur) et je viens de m'apercevoir que la soufflerie a rempli cette case à 0 a partir du selig 60061_170 vers la courbure en négatif et n'a pas pu converger pour tout les Reynolds.

C'est flagrant dans ton second exemple : tu cales l'aile à +2.5° alors que l'incidence aile au Cz de réglage de 0.3 est de +3.5°. Pour un Cz de vol de 0.31, le fuselage est donc à environ -1° par rapport à la trajectoire. Si tu voulais l'aligner, et donc minimiser sa traînée, pour ce Cz, il faudrait caler l'aile à +2.5°.

Tu veux dire 3.5°?

Bon , je vais relire la théorie sur l'incidence, c'est peut être une incompréhension de vocabulaire. ( différence entre incidence et angle d'attaque)

@ bientôt ,

Philippe

Oui, pardon, c'était bien +3.5° de calage et non +2.5° qu'il aurait fallu utiliser. Ne cherche pas plus loin que cet écart, il n'y a rien d'autre que : si tu veux que le fuselage soit aligné avec la trajectoire à un Cz donné, alors il faut caler l'aile avec l'incidence (ou l'angle d'attaque, c'est bien la même notion) correspondant à ce Cz.

Ok, ça me rassure pour la courbure négative, cela aurait été un peu trop beau pour être vrai... 

Franck

Bonjour à tous,

La fonction éditer disparaît après quelques jours pour les réponses et pas pour le titre sur ce forum !!?

J'ai edité exemple calage aile 1.6° et 3.5° et selig 6061 et volet .J'ai ressoufflé le profil après l'avoir fait passer par la fonction PAN. C'est beaucoup mieux. J'ai comparé aussi pour les angles de volet ou ça avait fonctionné avec 64 points, il y a pas de différences cruciales, j'ai laissé ainsi.

Voici un tableau qui montre l'évolution du Cz max de stabilisateur en fonction de la marge statique. S'il faut qu'il reste en dessous de 0.4, la marge statique minimum est de 2%.

Je me demande dans quelle mesure la marge statique sert ou dessert le bon fonctionnement du snapflaps ?

marge statique/ Cz max stab. / Vé long.

J'ai remarqué que les polaires d'un profil de courbure différente pouvaient se superposer presque parfaitement pour un calage différent de l'aile sur le fuselage.

La question qui se pose est quel est alors le calage le plus pertinent puisque l'on obtient la même finesse à la même vitesse pour un partie de la plage de courbure particulière.

J'ai donc tracer un graphique qui donne la finesse maximale pour chaque point de courbure de -2° à +6° pour trois calages particuliers et un deuxième graphique qui donne la vitesse de vol à ces points de finesse et de courbure.

Ces courbes ne sont pas des polaires. Il faut faire une lecture horizontal.

Difficile de tirer une conclusion, la plage d'utilisation de la courbure à l'air meilleur pour le calage 1.3

calage /finesse/courbure

Edit : deuxième essai pour calage le plus efficace.

J'ai utilisé paint en collage transparent pour voir la finesse sur une courbure qui evolue de -2° à +6° pour 2 calages différents.

Dans Word j'ai appliqué une courbe sur l'enveloppe extérieur pour les 2 calages et j'ai superposé les courbes.

Je suis étonné de voir si peu de différences entre les deux calages.

finesse courbure calage avec paint

Il faudrait aussi regarder la répartition des espaces entre les polaires. Un calage est peut être moins sensible à une courbure mal adaptée qu'un autre ?

La difference en taux de chute est de 4cm en faveur du calage 2.4 à vitesse minimum mais une erreur de courbure se paye plus cher en finesse quand on vole plus vite pour ce calage.

Je pense donc caler les aile à 1.3° sur ce planeur, ça tombe bien c'est pour ce calage que j'avais foré les trous dans le fuselage

@ bientôt ,

Philippe

Bonjour Philippe,

Ce forum est en effet assez basique, on ne peut plus éditer un message dès qu'une réponse le suit :(

Ok, pour les nouvelles polaires avec volets à -2°, c'est nettement plus cohérent.

Concernant la marge statique : ce n'est normalement pas une variable d'ajustement pour la perfo, car la stabilité est une notion intrinsèque. S'il fallait adapter un paramètre, c'est plutôt le volume de stab. Ou alors, il faut viser un compromis entre charge de stab et page d'utilisation des volets.

Au sujet de la charge de stab admissible : le critère Cz_stab_max < 0.4 est un critère conservatif par défaut, on peut le lever en étudiant plus finement le profil de stab à ses Re de travail et en utilisant la règle basique Cz_stab_max = Cz_profil_max * All / (All + 2). Généralement, sauf petit appareil, cela dégage pas mal de marge.

Citation : "une erreur de courbure se paye plus cher en finesse quand on vole plus vite pour ce calage".

En effet, c'est là la vraie difficulté de l'usage de la courbure : la fenêtre d'utilisation est assez étroite et nécessaire un bon feeling de la vitesse de vol (ou une télémesure...) pour bien exploiter ce dispositif.

Franck

Réflexions sur l’utilisation des volets dans l’ascendance et fabrication d’un outil d’aide à la conception et visualisation des performances dans l’ascendance.

 Elles sont basées sur :

• l’utilisation de la feuille Excel Predimrc

• la lecture du livre mécanique du vol et conception aérodynamique de F. Aguerre

• la lecture du livre Mécanique du vol d’A.C. Kermode

• la lecture du Manuel du pilote de vol à voile 4éme édition SFACT

• la lecture du PDF « Dis Monsieur dessine moi un planeur de durée F5j de M. Pujol

• l’utilisation du programme open Géogébra (sorte d’Excel graphique)

 D’abord, j’ai introduit la modélisation d’une ascendance disponible à basse altitude (entre le sol et 200m)  vue en coupe dans Géogébra.

 Ensuite , j’ai introduit une spline ( point taux chute mini aux différents angles d'inclinaison et vitesse graphique 47 Predimrc). Comme le but est de monter le plus vite possible, il faudrait voler à la vitesse de taux de chute mini. Elle est obtenue avec plein flaps et, plus l’inclinaison nécessaire pour tourner est grande, plus grand est l’avantage des flaps.

 Cette vitesse doit être augmentée proportionnellement au facteur de charge, lui même proportionnel à l’inclinaison. Facteur charge =1/cos Béta        vitesse décrochage= vitesse taux chute mini* racine (1/cos Béta)

J’ai utilisé la formule : tangente Béta= V²/ gr    ou  r=v²/9.81/tang Béta    avec :

• Béta= angle inclinaison en degré

• V= vitesse en m/s

• g = attraction terrestre = 9.81m/s²

• r = rayon en m

 Cette formule indique qu’il existe un angle Béta d’inclinaison correcte pour tout virage de rayon r à une vitesse V. Donc que si on augmente la vitesse, pour une inclinaison inchangée, on augmente le rayon ( rapidement avec le carré de la vitesse)! Hors , la modélisation d’une ascendance de très basse altitude montre qu’elle est plus forte et donc plus exploitable en son  centre qu’à sa périphérie.

 La spline montre que plus l’on incline le planeur plus son taux de chute augmente, déplacement des points vers le bas et que la vitesse de taux de chute mini augmente , déplacement vers la droite.

 Pour rester au cœur de l’ascendance, il faut donc spiraler à la vitesse minimum possible par rapport à l’inclinaison et vérifier si l’ascendance disponible est suffisante.

 J’ai utilisé la formule : r = 1.63*char/Cz/sin Béta avec :

• char = charge alaire en kg/m²

• Cz = coefficient de portance de l’aile maximum (à ne pas confondre avec le Cz profil)

 Si on égalise le rayon de virage fuchsia avec les poignées fuchsia, leurs valeurs prennent exactement les valeurs qui ont servi à calculer la spline par Predimrc.

Tout  recoupe parfaitement les polaires Predimrc.

 La spline monte et descend avec le taux de montée Vz disponible au rayon. Dès que le point Béta (angle sélectionné) passe au dessus de l’axe des X, cela signifie que le planeur monte pour autant que la vitesse poignée soit supérieur ou égale à la v mini à afficher qui correspond à la vitesse décrochage en inclinaison sélectionnée.

 Télécharger l’outil GGB

Mode emploi :

Réglez la force et le diamètre de l'ascendance avec les poignées bleus. clic pour allumer le point et le déplacer à la souris ou avec les flèches gauche et droite. ( exemple diam 20m à 50m altitude et force +4m/s)

Double clic sur les points de la spline pour entrer les valeurs lue dans le graphique predim rc correspondant à votre planeur.

La valeur VminiàAfficher est la valeur Y du point à l'inclinaison Béta sélectionnée par la poignée verte. Vous pouvez aussi remplir ce tableau avec les valeur predimrc ou utiliser la valeur calculée en bleu vitesse décrochage en inclinaison.

A partir de la si vous afficher la charge alaire lue dans predimrc sur le levier fuchsia "char" pour ensuite manipuler le levier fuchsia Cz de manière à superposer le rayon de virage fuchsia sur le rayon de virage bleu (trait pointillé), la valeur indiquée sur le levier Cz est alors le Cz de l'aile (à ne pas confondre avec le Cz profil)

A partir de la , vous pouvez importer une seconde spline et comparer .Voir si cela est nécessaire pour une autre charge alaire ou simplement manipuler la Charge alaire au levier suffit , etc...

edit 01/10/2017  dans un instant , le pilote va lever le pouce :o))

edit 13/08/2020  premier vol aujourd'hui.  Retoucher trim de 2 crans à cabrer en position normal et gratte flaperon +4°. Posé kiss landing . Ligne de vol conforme à ce qu'attendu ( ligne reliant le point supérieur arrière canopy à la naissance pied dérive horizontale, ce qui donne une allure légèrement queue haute) pour le profil en lisse jusque 4° de courbure.

 Débriefing premier vol ou la pratique s'accorde avec la théorie. ;o))

Le centrage est approuvé pour un premier vol. Il a été réglé avec la technique de la balance et la feuille excel centrage par pesée et recontrôlé avec mon outil GeoGebra et rechecké avec la technique suspendu par deux fils au CG fuselage horizontal à l'équilibre.

Le calage de l'aile sur le fuselage est approuvé. Rappel 1.3° en lisse. La ligne en vol est conforme à ce que je voulais, c'est à dire ligne moyenne du fuselage calée sur la trajectoire pour minimiser la trainée de celui ci.

Les Vé longitudinaux sont approuvés. Je règle les V avec mon outil GeoGebra ultra précis. Bien plus précis qu'un incidence mètre à aiguille ou digital ou que les petits accéléromètres gyro à base d'Arduino.Ligne de vol du modèle parallèle a une surface plane avec une règle montée sur une équerre.

Les angles des flaps sont pointés sur le fuselage à l'aide du gabarit profil canon. Référence  qui m'a servi à fabriquer deux ailes calées identiquement.

Les Vé sont valables pour le centrage choisi de 4% marge statique.

Ci dessous mode speed, en lisse profil bleu, à utiliser à partir de 60km/h et Cz = ou inférieur à 0.3.

Le Vé est de 0.8°

Ci dessous mode normal, 2° de flaps profil rouge , à utiliser à partir de 50km/h et jusque 60km/h et Cz 0.45.

Le Vé reste à 0.8°

Ci dessous mode gratte, 4° de flaps profil vert, à utiliser à partir de 40km/h et jusque 50km/h et Cz 0.6

Le Vé est toujours de 0.8°

Pour conserver le Vé de 0.8° , il faut trimé de manière contre intuitive à cabrer plus on vole vite , comme on le voit sur la vidéo , manche de droite pour la profondeur.

 Lien vers la simulation up to date avec Predimrc et fichiers profils. Je trouve la performance assez dégradée avec les volets à 4°. J'ai resoufflé les profils avec un bord d'attaque plus pointu qui correspond plus à la réalité et un turbulateur à 50% sur l'extrados plus un turbulateur à 70%  60% à l'intrados. Ca à l'air mieux sur le papier.

Merci à Franck pour son superbe outil de mise au point , véritable couteau suisse de l'aérodynamique qui ôte bien des appréhensions à la construction et lors du premier vol.

 @+ Philippe

Merci Philippe pour cette belle analyse  !

Que je ne découvre que maintenant un peu par hasard, c'est vraiment dommage que ce forum ne permette pas de poster plusieurs réponses consécutives