Résolu Vrillage négatif VS Vrillage aéro

Bonjour à tous!

Nouveau projet, nouvelles interrogations!

Je viens de commencer le dessin d'un planeur Ka7 en 4.5M.

Je m'inspire de quelques plans trouvés sur internet et je commence la mise au point sur Predim, en progressant parallèlement sur AutoCAD.

Je tiens à préciser que j'ai lu plusieurs fois le livre de Franck A. (ma bible )
Je cherche quel profil utiliser et mon attention se porte sur le FAD 24, 12% d'épaisseur, performant, et plat à l'intrados donc plus simple à fabriquer en structure.

Comme la géométrie de l'appareil est imposée (semi-maquette) ma marge de manœuvre ne se portera que sur certains paramètres.

En particulier une interrogation que j'ai depuis pas mal de temps, est liée au titre.

La courbe de portance n'est pas idéale:

J'ajoute -0.7° de vrillage négatif et j'obtiens ceci. (a noter que la géométrie de l'aile est simplissime c'est un trapèze, donc je vous fait grâce du tableau "AILE")

Donc avec une cale sur le BDF de 2200 mm faisant progressivement 25 mm au saumon, à la louche la répartition de portance est bien meilleure.

Mais à ce moment là, autant prendre un profile évolutif me direz vous? 

Cela évite la fastidieuse "cale" lors de la construction.

Donc je me mets à triturer FAD 24 et je crée 5 profiles ...... 

L'alpha0 de FAD24 étant à

>   -2.8 avec Epaisseur 11.9% @ 28% et Cambrure 2.8% @ 34%

je le trafique et trouve pour FAD24n°5 -3.5 

>  -3.5 avec Epaisseur 11.1% @ 28% et Cambrure 3.4% @ 39%   

Je crée des 3 profiles intermédiaires FAD24 N°2 , 3 et 4

J'obtiens donc une répartition progressive de Alpha0 qui correspond à un vrillage négatif progressif de 0.7°

Cependant les performances de trainée se voient dégradées entre FAD24 1 et FAD24 5 de Cz 0.0 à Cz 0.25

Ma question est la suivante :

Comment puis-je quantifier la perte de performance OU choisir la moins mauvaise situation entre

-FAD24 avec vrillage 0

-FAD24 avec une cale à -0.7°

-FAD24 1 à 5 en créant au doigt mouillé un profile évolutif 

Merci d'avance pour vos réponses constructives 
Léo

Bonjour Léo,

L'aile du ka7 est en deux trapèzes, donc moins simplissime que tu le penses.

Pour un profil évolutif, la cale ou le lit pour la construction sera encore plus travaillée.

Pour le vrillage aérodynamique ou géométrique, tu dois corriger l'Alpha 0 en fonction du Reynolds local du profil.

Cordialement, Philippe

"L'aile du ka7 est en deux trapèzes, donc moins simplissime que tu le penses."

Je sais que l'aile est en deux trapèzes, mais j'ai volontairement souhaité simplifier la problématique pour ne se concentrer que sur le sujet qui m'intéresse : Comment comparer, pour une même aile, la meilleure solution entre un vrillage négatif et un profile évolutif avec un vrillage aéro de valeur négative. 
La géométrie réelle du Ka7 n'est  finalement qu'une affaire de reproduction détaillée.

Ce que je souhaite c'est perfectionner ma maitrise de Predim.

"Pour un profil évolutif, la cale ou le lit pour la construction sera encore plus travaillée."

C'est effectivement là toute la question, si un profil évolutif est totalement équivalent à un vrillage négatif, autant jouer sur le profil afin d'éviter des contraintes inhérentes à une fabrication plus laborieuse de l'aile et ainsi éviter une construction sur lit ou avec des talons de nervure.

"Pour le vrillage aérodynamique ou géométrique, tu dois corriger l'Alpha 0 en fonction du Reynolds local du profil."

Là je ne comprends pas ce que tu veux dire, peux tu préciser?

Quel que soit le nombre de Reynolds, l'Alpha0 d'un profil ne varie pas, et est constant quels que soient les dimensions d'une corde ou la vitesse de vol d'une aile?

Donc je ne peux pas "corriger" l'alpha en fonction du Reynolds vu que l'un n'influence pas l'autre?

Bonsoir Léo,

Là je ne comprends pas ce que tu veux dire, peux tu préciser?

Quel que soit le nombre de Reynolds, l'Alpha0 d'un profil ne varie pas, et est constant quels que soient les dimensions d'une corde ou la vitesse de vol d'une aile?

Il est vrai que l'angle de portance nul ne varie plus beaucoup après 200000 Reynolds.(Fad 24)

En dessous , il varie pas mal. C'est ainsi souvent le cas à des echelles raisonnables pour nos modèles. et comme l'aile du Ka7 est effilée , la corde de l'aile varie sur l'envergure et donc toute l'aile ne fonctionne pas au même nombre de Reynolds.

Tu as dans l'onglet profil "Reynolds affichés " une aide au calcul en fonction de la charge alaire du Cz de vol et de la corde.

Si Predimrc permet le calcul du Vé longitudinal et centrage d'une aile multi profil , il ne permet pas directement à ma connaissance de comparer la performance d'une aile multi profil vs une aile mono profil.

L'epaisseur relative ( plus fin) , la distribution d'épaisseur ( plus en avant), l'endroit de la courbure maximum (plus en avant), font qu'un profil fonctionne mieux à faible Reynolds qu'un autre, utiliser un profil fonctionnant mieux aux Reynolds disponibles vers le saumon devrait en principe améliorer le rendement de l'aile.

La différence de performance devrait être plus marquée sur un planeur dessiné pour la durée et la gratte que pour la voltige ou la vitesse.

Cordialement ,

Philippe

J'ai eu une idée qui contourne un peu le problème, dites moi si la méthodo est bonne!

Je constate que diminuer le % d'épaisseur relative + le % de cambrure induit une diminution du Alpha0 lors du soufflage et me permet donc d'améliorer la répartition de portance.

Mais cela se paye par une dégradation des polaires, car je fais ça empiriquement et donc ça vole moins bien

Pour rappel, comme l'objectif est de se passer d'une construction sur cale, ou avec talon de nervure il m'est venu une idée!

Le schéma de construction est le suivant

La nervure est posée ainsi sur le plan de travail

Mais si on diminue uniquement l'épaisseur relative de FAD24 alors la polaire Cz/Cx ne subit pas de dégradation, le comportement à faible reynolds est meilleur et la courbe formée par l'intrados se modifie légèrement et induit un vrillage naturel à l'angle souhaité

Je pourrais donc idéalement créer des nervures pas à pas dont l'épaisseur relative va en diminuant alors que le vrillage va naturellement se former vu qu'elles sont posées sur la table.

En conclusion, je touche uniquement à l'épaisseur relative de FAD 24 sans toucher à sa cambrure

=>  j'améliore les performances à faible reynolds (sans avoir le décrochement de trainée) et j'induit le vrillage que je souhaite pour améliorer la répartition de portance.

Est-ce ok?

(même si ça ne répond pas à la problématique initiale vu que le Alpha0 de FAD24ép11.9% = Alpha0 FAD24 ép10.5%)

Bonjour Léo

J'ai eu une idée qui contourne un peu le problème, dites moi si la méthodo est bonne!

Je constate que diminuer le % d'épaisseur relative + le % de cambrure induit une diminution du Alpha0 lors du soufflage et me permet donc d'améliorer la répartition de portance.

Je n'ai pas modélisé le Ka 7 à ton echelle de 1/3.5 .

Il faut connaitre la charge alaire pour vérifier le fonctionnement aux nombres de Reynolds Adhoc.

Le Fad 24 semble fonctionner très bien même au faible Reynolds. 

Il faut le souffler en concordance avec ta méthode de construction = état de la surface ( Reynolds critique de 6)

Sans changer la cambrure pour garder l'intrados plat , tu peux essayer de voir ce qui ce passe en augmentant le rayon du bord d'attaque ( plus il est petit , plus ca décroche sec)

Mais cela se paye par une dégradation des polaires, car je fais ça empiriquement et donc ça vole moins bien

Si tu connais la charge alaire, la polaire type 2 est beaucoup plus parlante cf. "aide au calcul" du message précédent.

Il faut modifier et souffler plusieurs dizaines de fois un profil , observer les résultats, en tirer les bonnes conclusions pour se faire son expérience.

Pour rappel, comme l'objectif est de se passer d'une construction sur cale, ou avec talon de nervure il m'est venu une idée!

Le schéma de construction est le suivant

La nervure est posée ainsi sur le plan de travail

Mais si on diminue uniquement l'épaisseur relative de FAD24 alors la polaire Cz/Cx ne subit pas de dégradation, le comportement à faible Reynolds est meilleur et la courbe formée par l'intrados se modifie légèrement et induit un vrillage naturel à l'angle souhaité

Je pourrais donc idéalement créer des nervures pas à pas dont l'épaisseur relative va en diminuant alors que le vrillage va naturellement se former vu qu'elles sont posées sur la table.

Je trouve l'idée très bonne. Vérifier la variation d'alpha 0 dans la plage d'utilisation du profil et donc la répartition de Cz plus proche de la réalité.

La flèche négative de l'aile du Ka 7 induit un comportement sécurisant lors d'un décrochage parce qu'il avance automatiquement le centrage et lui remet le nez en bas.

A ce propos, je pense qu'il y a une double coquille en ce qui concerne les effets et directions de la flèche au paragraphe 4.2.5 page 59 du livre de Franck

En conclusion, je touche uniquement à l'épaisseur relative de FAD 24 sans toucher à sa cambrure

=>  j'améliore les performances à faible reynolds (sans avoir le décrochement de trainée) et j'induit le vrillage que je souhaite pour améliorer la répartition de portance.

Est-ce ok?

(même si ça ne répond pas à la problématique initiale vu que le Alpha0 de FAD24ép11.9% = Alpha0 FAD24 ép10.5%)

Cordialement, 

Philippe

Bonjour Philippe, bonjour Léo,

+1, c'est une excellente méthode, qui fait d'une pierre deux coup, très bien trouvé !

A ce propos, je pense qu'il y a une double coquille en ce qui concerne les effets et directions de la flèche au paragraphe 4.2.5 page 59 du livre de Franck

Oui, en effet, c'est dans l'erratum.

Bonne journée,
Franck

Grâce à Philippe je viens de me rendre compte que le Alpha0 n'est pas constant il varie selon les Reynolds.

Donc ma phrase :
" Quel que soit le nombre de Reynolds, l'Alpha0 d'un profil ne varie pas, et est constant quels que soient les dimensions d'une corde ou la vitesse de vol d'une aile? "   du post 3 est fausse.

Ainsi, pourquoi diable la fiche Excel générée suite au soufflage indique une valeur ? 

A quoi correspond elle? (C'est le A0 à une échelle R > 1.5 millions?)

Une de mes confusions venait de ça....

Il faut dire que passé le réglage du centrage et du Vé, Predim est très complexe.
J'ai dessiné modestement 4 modèles depuis 2018 grâce à lui et à chaque nouveau projet, je vais toujours un petit peu plus loin, et j'ai envie de recommencer la conception de mes précédentes ailes 

Les valeurs d'Alpha0 et Cm0 utilisées dans PredimRC sont celles calculées à Re >> Re critique, où elles sont bien constantes. A des Reynolds inférieurs, cette hypothèse est moins vraie, mais largement suffisante pour designer l'aile si le profil est suffisamment adapté aux Reynolds de vol.

Deux raisons à cela :
- chaque imperfection de réalisation (en particulier : état de surface, petites marches et/ou discontinuité au bord d'attaque, épaisseur du bord de fuite) contribue à améliorer le fonctionnement du profil à bas Reynolds, donc la pertinence de l'hypothèse ci-avant.
- le respect parfait du profil et de l'évolution de vrillage n'existe pas : inutile donc de trop se focaliser sur le pouillième d'Alpha0, ce qui importe est le premier ordre de grandeur.