Calcul de motorisation!

[yomgui]

Étrange, il me semblait avoir vérifié les liens pourtant, c'est rétabli normalement (sinon il faudra créer un sujet "aidez guillaume à mettre 2 fichiers en ligne" ).



Zero zen, je connais la méthode que tu me proposes, elle se base sur le présupposé que la f.c.e.m. se calcule selon kv = ( U-R.I)/n (n étant les tr/min).

Ma méthode se rapproche de celle utilisée par Drivecalc, en fait c'est en découvrant la similitude avec DC que j'ai finalement décidé de l'adopter (j'ai pas pompé sur DC, le fait que DC part des mêmes présupposés m'a juste conforté dans mes idées, même si elles ne font pas l'unanimité).

Elle suppose donc des pertes inductives proportionnelles à la vitesse de rotation, c'est pourquoi DC ne donne pas de valeur de la résistance interne du moteur mais une résistance dynamique, Rd, qui n'est pas fixe. La valeur de Rd donnée par Drivecalc pour un moteur est en fait une valeur approximative, donnée à titre indicatif, tirée d'une cellule précise d'un des tableaux de calcul, elle ne correspond même pas à la valeur de cette Rd à la vitesse de rotation calculée par DC (en tout cas dans la version excel)! C'est d'ailleurs pourquoi dans Drivecalc Rd varie quand on change la tension d'entrée... alors qu'elle devrait varier avec les tr/min (et c'est effectivement se qui se passe dans DC sans qu'on le sache en quelque sorte puisque ça n'apparait pas!).

La formule utilisée par DC est la suivante (on peut la trouver dans la version excel de DC qui est disponible sur le net):
Z = Wurzel(R^2+(L*Omega)^2)

Wurzel signifiant "racine de".

Rd est en fait Z, l'impédance.

Ma méthode donne les mêmes résultats, sauf que sur Tetacalc Rd n'est pas l'impédance, mais correspond à (Z-Rm), Rm étant la résistance du bobinage.

Tout cela est source de confusion! On voit parfois donné sous le nom Rm ce qui est affiché Rd dans DC, alors que tu changes la tension et cette valeur change!!

Ta méthode donne des résultats certes satisfaisant, mais pas quand il s'agit de trouver les coefficients de puissance d'une hélice proche de son régime d'efficience max en se basant sur les mesures U, I et n. Je suis pas fou, j'ai testé la même hélice avec différents moteurs et pour avoir un minimum de répétabilité des résultats, il faut un modèle qui estime les pertes inductives d'une façon à donner un Kv qui tient la route.

J'estime beaucoup la méthode de résolution du Kv de DC qui est très futée, je serais incapable de la reproduire. Son inconvénient est de se baser sur les 3 mesures donnant le meilleurs résultats en terme d'erreur de calcul, mais c'est aussi sa force.

Bref, je veux pas concurrencer DC évidemment ! tetacalc n'a pas la même vocation, il s'adresse plus à quelqu'un qui a déjà un moteur et souhaite optimiser les performances en vol par un choix d'hélice judicieux.

PS: le motor_finder donne une valeur de Rm, dans le cas présenté soit moteur de 1350 kv et 51g, de 115 mOhms, quand la valeur mesurée est de 111...

[Franck.A]

Bonsoir,

Envoyé par yomgui

quand il s'agit de trouver les coefficients de puissance d'une hélice proche de son régime d'efficience max en se basant sur les mesures U, I et n

C'est pour cela qu'on ne caractérise surtout pas ainsi une hélice. Le moteur est un moyen d'entraînement, pas de mesure, cette dernière étant confiée à un dynamomètre pour connaître la puissance mécanique fournie à l'hélice (Pméca = Couple * Régime) sur toute sa plage de fonctionnement.

Régime d'efficience max d'hélice : qu'est ce que c'est ?

Envoyé par yomgui

Son inconvénient est de se baser sur les 3 mesures donnant le meilleurs résultats en terme d'erreur de calcul, mais c'est aussi sa force

La force de DriveCalc est surtout de pas se polluer avec les phénomènes physiques en jeu et leur caractérisation, pour se concentrer sur une modélisation simple et fiable du fonctionnement global de chaque composant en terme d'entrée / sortie : pour l'hélice c'est Tstat = f(N) et Pméca = f(N), pour l'accu c'est U = f(I) et pour le moteur c'est I = f(U,N) et Pméca = f(U,N).
Chaque équation f est générique, seuls les coefficients de ces équations sont propres à chaque composant. Par exemple, pour une hélice, on a : Pméca = k1*N^k2, k1 et k2 étant calculés en fonction des différentes mesures Pméca (= Couple dyno * N) et N concernant cette hélice. Dans ce sens, plus il y a de mesures et/ou plus elles sont précises et plus la modélisation est robuste.

Le point de fonctionnement de la motorisation étudiée résulte ensuite de la résolution de ces équations en U, I, N et Pméca.

Franck

[yomgui]

Ah, bonsoir Franck,

moi qui était parti pour me coucher!

Oui, le moteur est un moyen d'entrainement, certes, rien n'interdit cependant d'en faire un instrument de mesure. L'important est de mesurer le plus précis possible avec les moyens du bord. C'est ce que tout instrument de mesure fait.

La façon dont je caractérise les hélices est tout simplement la meilleure que j'ai trouvé (ou plus exactement que j'ai pu me payer !!!), j'ai aussi essayé le dynamomètre !

Il serait absurde de penser que mes mesures valent celles que l'on obtiendrait dans une soufflerie "grandeur" bien sûr. Ces dernières pèches par leur absence, sauf celles de l'université de l'illinois (taper "low reynolds propeller database" dans google).
La qualité des mesures est ma principale préoccupation, sinon j'aurais déjà testé toutes les hélices disponibles entre 6 et 9 pouces de diamètre.

Je ne cache pas les imperfections, c'est plutôt ce qui fait avancer d'ailleurs. Je vérifie la validité des résultats par des essais en vol, dans la mesure du possible.


Pardon, par régime d'efficience max de l'hélice j'entendais le rapport d'avancement pour l'efficience max d'une hélice, efficience = poussée * vitesse de vol / puissance consommée.


Et bien, pour reprendre ton exemple, si Drivecalc utilisait les tables des coefficients de traction et de poussée en fonction du rapport d'avancement au lieu de ses coefficients type k1*n^k2, il donnerai les performances en vol rectiligne, exactement comme ma petite (et modestement trash) feuille...

[Franck.A]

Envoyé par yomgui

moi qui était parti pour me coucher!

Désolé, j'ai vu la discussion un peu tard et je n'ai pas pu m'empêcher d'y participer...

Envoyé par yomgui

Oui, le moteur est un moyen d'entrainement, certes, rien n'interdit cependant d'en faire un instrument de mesure.

J'ai un peu de mal avec cette approche, car cela suppose de parfaitement maîtriser le rendement moteur pour caractériser l'hélice. Or, la mesure de résistance interne est très loin d'être suffisante dès qu'on cherche à être précis.

Un exemple de rendements mesurés au banc (premières courbes = Turnigy C3530, secondes = SkyArtec 3550) :

Le second moteur est "pointu", avec une plage de fonctionnement très étroite faisant que le rendement dépend intimement de la charge d'hélice. Trop ou trop peu et le rendement s'écroule, impossible d'utiliser ce moteur (qui est loin d'être un cas isolé!) comme référentiel de mesure d'hélice.

Envoyé par yomgui

La façon dont je caractérise les hélices est tout simplement la meilleure que j'ai trouvé (ou plus exactement que j'ai pu me payer !!!), j'ai aussi essayé le dynamomètre !

Voici un exemple de banc dynamométrique qui ne coûte presque rien, sauf quelques heures de mise au point : RETROPLANE.net : Banc de traction. Les mesures ci-dessus ont été faites sur ce banc.

Envoyé par yomgui

Il serait absurde de penser que mes mesures valent celles que l'on obtiendrait dans une soufflerie "grandeur" bien sûr. Ces dernières pèches par leur absence, sauf celles de l'université de l'illinois (taper "low reynolds propeller database" dans google).

Les mesures DriveCalc sont des mesures de "qualité soufflerie". Il y manque uniquement l'évolution de la traction en fonction de la vitesse de vol, mais on peut la calculer de manière satisfaisante assez facilement (moyennant la connaissance du KV moteur, de la tension d'accu et du pas de l'hélice).

Envoyé par yomgui

par régime d'efficience max de l'hélice j'entendais le rapport d'avancement pour l'efficience max d'une hélice, efficience = poussée * vitesse de vol / puissance consommée.

Ok.

Envoyé par yomgui

Et bien, pour reprendre ton exemple, si Drivecalc utilisait les tables des coefficients de traction et de poussée en fonction du rapport d'avancement au lieu de ses coefficients type k1*n^k2, il donnerai les performances en vol rectiligne, exactement comme ma petite (et modestement trash) feuille...

On est d'accord, mais comme mentionné ci-avant il est possible de remonter à ces performances à partir de résultats au sol. Le but étant in fine de déterminer la vitesse de vol en palier, tout cela n'a vraiment d'utilité que si l'on dispose d'une bonne modélisation de l'évolution de la traînée du modèle en fonction de la vitesse de vol. Et là, ce n'est pas si simple...

Franck

[yomgui]

Merci de l'intérêt porté au sujet! ça va me forcer à être exigeant, ce qui est plutôt une bonne chose

Envoyé par Franck.A

J'ai un peu de mal avec cette approche, car cela suppose de parfaitement maîtriser le rendement moteur pour caractériser l'hélice. Or, la mesure de résistance interne est très loin d'être suffisante dès qu'on cherche à être précis.

Effectivement, je suis bien d'accord. J'ai également un dynamomètre, calibré, mais impossible de s'en servir dans la soufflerie.

La méthode ne se contente pas de la résistance interne.
Elle s'assimile au "virtual dyno" de drivecalc il me semble.
Résultats comparés (puissance/vitesse de rotation) entre la GWS 9x5 d'après la modélisation de 9 moteurs testés par le bon Docteur Kiwi (losanges verts), dont quelques mesures avec la 9x5 à chaque fosi, et les valeurs calculées pour une température de l'air de 22° et une altitude de 200m (conditions Dr Kiwi) d'après les tests statiques de l'université de l'illinois, donc au dynamomètre précis (points bleus) :



On parle bien toujours de la puissance "à l'axe". La méthode appliquée aux 9 moteurs donne des résultats fort comparables.
Mais en toute honnêteté, la comparaison n'est pas toujours aussi bonne! mais on peut facilement s'en assurer.

Envoyé par Franck.A

Les mesures DriveCalc sont des mesures de "qualité soufflerie". Il y manque uniquement l'évolution de la traction en fonction de la vitesse de vol, mais on peut la calculer de manière satisfaisante assez facilement (moyennant la connaissance du KV moteur, de la tension d'accu et du pas de l'hélice).

Envoyé par Franck.A

On est d'accord, mais comme mentionné ci-avant il est possible de remonter à ces performances à partir de résultats au sol. Le but étant in fine de déterminer la vitesse de vol en palier, tout cela n'a vraiment d'utilité que si l'on dispose d'une bonne modélisation de l'évolution de la traînée du modèle en fonction de la vitesse de vol. Et là, ce n'est pas si simple...

Je suis plutôt réservé sur la possibilité d'extrapoler les performances en vol (qui ne se limitent pas à la vitesse max en palier, surtout dans le cas d'un modèle piloté depuis le sol) à partir des données au sol, surtout pour les hélices au calage important, la relation puissance/vitesse ou traction/vitesse à régime constant (ce qui n'est jamais le cas d'ailleurs) n'est que rarement linéaire, encore moins pour les faibles vitesses, et les calages importants.

L'idée reste de donner une image réaliste de ce qui se passe, et aussi aux vitesses intermédiaires:



En vert: APC 8x4E
En rouge: APC 7x6E
En bleu: APC 7x7sport

[Franck.A]

Bonjour,

Envoyé par yomgui

Merci de l'intérêt porté au sujet! ça va me forcer à être exigeant, ce qui est plutôt une bonne chose

Envoyé par yomgui

Elle s'assimile au "virtual dyno" de drivecalc il me semble.

Cette excellente correspondance me surprend agréablement, je vais potasser le sujet.

Envoyé par yomgui

la relation puissance/vitesse ou traction/vitesse à régime constant (ce qui n'est jamais le cas d'ailleurs) n'est que rarement linéaire, encore moins pour les faibles vitesses, et les calages importants.

Exact. Mais on peut considérer que l'évolution de la traction en fonction de la vitesse de vol est relativement linéaire dans l'enveloppe de de vol de l'avion (donc en excluant les plus basses vitesses), ce qui simplifie pas mal les choses. Le tout est d'estimer une traction théorique au sol (supérieure donc à ce que l'on mesure sur banc dès que le pas est un peu élevé) judicieuse de manière à donner des résultats représentatifs en vol. Pour cela, les relevés de l'UIUC sont précieux, pour ma part non pas en termes de données brute mais plutôt d'éléments de recalage d'un modèle prédictif.

Franck

[yomgui]

Envoyé par Franck.A

Exact. Mais on peut considérer que l'évolution de la traction en fonction de la vitesse de vol est relativement linéaire dans l'enveloppe de de vol de l'avion (donc en excluant les plus basses vitesses), ce qui simplifie pas mal les choses. Le tout est d'estimer une traction théorique au sol (supérieure donc à ce que l'on mesure sur banc dès que le pas est un peu élevé) judicieuse de manière à donner des résultats représentatifs en vol. Pour cela, les relevés de l'UIUC sont précieux, pour ma part non pas en termes de données brute mais plutôt d'éléments de recalage d'un modèle prédictif.

J'ai cru comprendre que l'UIUC allait refaire des séries de tests courant décembre (vraiment pas sûr de moi), à des diamètres plus importants. J'aimerais tant qu'ils s'intéresse un peu plus aux grands pas , mais bon, on verra bien !

[yomgui]

Hé hé,

bon j'ai mis en ligne une version 2.03.

http://aerotrash.over-blog.com/pages...e-6329667.html

avec près de 130 hélices dans la base de données.

Et en français ou en anglais!