Logiciel PredimRC (planeur et avion)

[nox64]

Merci franc pour ce boulot, même si il me manque beaucoup de notion, c'est tres interressant à utiliser

( je passe la V1.2 à Xavier.P ;) )

Arnaud

[Thierry Platon]

Bonsoir Franck

quelques remaques sur tes réponses :

- si je comprend bien pour toi la notion d'allongement optimum est purement géométrique (pour se rapprocher le plus possible de l'éllipse). Personnellement j'ai une autre approche qui consiste à trouver l'allongement qui optimise la finesse du planeur en tenant compte des diverses composantes de traînée (profil, fuselage teaînée induite) Pour une surface alaire donnée une augmentation d'allongement diminue la traînée induite et augmente la traînée de profil (diminution du Reynolds ). Il y a quelque part un optimun aérodynamique.

Cx fuselage : Je connais les formules de Matthieu, mais elles ne m'inspire pas trop. En fait j'aimerais avoir des résultats expérimentaux qui en démontrent la validité. Si j'ai bien compris il ne sait plus très bien lui-même d'où il les sort.

Prise en compte du sillage: d'accord avec toi, la vraie vie est plus complexe mais je pense que l'on arrive à fort Cz à des calages manifestement mauvais si l'on ne prend pas en compte le sillage. Ce qui pourrait amener des utilisateurs à des constructions trop bizarre et qui ne volerai pas bien. Je travaille sur la question au travers des calculs sur le centrage et à traers les données expérimentales que j'ai pu réunir l'option stab en T hors sillage/ stab en pied de dérive en plien sillage ne me parait pas complètement idiote.

OK pour les charges alaires qui sont donc des prévisions pour la construction

Les formules d'extrapolation des polaires que j'ai pu trouvé m'ont parue trop fausseslorqu'on s'éloigne du Re de référence . je pense qu'il est bien préférable d'interpoler. Sinon j'ai une formule qui marche pas mal du tout pour les profils symétriques (du style Cx= A+ B/Re).

A+
Thierry

[Manu DM]

Je m'incruste.

Envoyé par Thierry Platon

Pour une surface alaire donnée une augmentation d'allongement diminue la traînée induite et augmente la traînée de profil (diminution du Reynolds ). Il y a quelque part un optimun aérodynamique.

Complètement d'accord. L'allongement est un compromis entre Re et trainée induite, plutôt qu'une question de répartition de portance, qui fait plutôt intervenir l'effilement.
Il est d'ailleurs rigolo de remarquer que ce compromis donne des cordes jamais loin de 20 cm, quelle que soit l'envergure.

Envoyé par Thierry Platon

l'option stab en T hors sillage/ stab en pied de dérive en plien sillage ne me parait pas complètement idiote.

Dans la spp je donne sillage = 36 * Cz/lambda Pour un stab en croix, et la moitié pour un stab en T (lambda : allongement de l'aile). Je tirais cette formule plus ou moins directement des dossiers de S. Barth dans de vieux RCM.
Même en soustrayant cet angle à l'angle d'attaque du profil, j'obtiens des Vé longitudinaux assez élevés (souvent >3° en planeur). Donc c'est peut-être un peu sous-estimé.

Manu ;)

[Franck.A]

Bonsoir Thierry,

Merci pour tes commentaires :)

- Je suis d'accord avec toi sur la recherche du minimum (tangence horizontale) de la courbe Cxtotal = f(allongement). Mais, à mon sens, chaque point de fonctionnement (Cz,ChargeAlaire) donnera un minimum optimal différent de celui d'un autre point. Je travaille sur le sujet au niveau du Sniper CCM (tu t'en doutes bien...), mais c'est un vrai casse-tête de prendre en compte la diversité des conditions de vol rencontrées en F3F.
Pour revenir à l'approximation géométrique de l'allongement elliptique, elle n'est certe pas la plus optimale pour un point de fonctionnement donné, mais par contre elle reste intéressante pour toute l'enveloppe de vol.
Au passage, ton tableur sur la recherche de l'allongement optimal est très intéressant.

- Pour le Cx fuselage, je n'ai pas non plus retrouvé l'origine de la formule de Mathieu. Par contre, je creuse le sujet en modélisant sur un code type Fluent divers fuselage pour en déduire quelques grandes lignes.

- Le calage peut être excessif pour les fort Cz, c'est exact. Mais, sauf cas particulier, il ne me parait pas logique de concevoir un modèle pour évoluer naturellement à une vitesse proche du décrochage. On recherche plutôt un centrage et un calage confortables à des vitessses d'évolution correspond à un Cz compris entre 0.1 et 0.4, domaine dans lequel la prise en compte du sillage ne me satisfait pas. Mais je suis à l'écoute de tes recherches, évidement ;)

- Je vais jetter un coup d'oeil attentif à l'interpolation des polaires. Pour l'instant, j'utilise l'expression suivante : Cx = Cx_ref * (Re/Re_ref)^(1/5)

Bonnes soirée,

Franck.

[Franck.A]

Bonjour Manu,

Envoyé par Manu DM

Complètement d'accord. L'allongement est un compromis entre Re et trainée induite, plutôt qu'une question de répartition de portance, qui fait plutôt intervenir l'effilement.

La notion d'effilement est particulièrement vague en dehors d'une aile à simple trapèze, et dans ce dernier cas rejoint souvent la notion d'allongement. J'avoue que je comprends assez mal la pertinence de l'effilement dans la conception d'un aéronef, surtout avec des ailes un poil travaillées. Par contre, si l'allongement optimal peut se traduire comme un compromis Re / traînée induite, c'est in fine la répartition de portance qui joue sur la traînée induite... Imagine un instant le cas (utopique, certe) d'une aile "inversée", le saumon plus grand que l'emplanture : il est fort possible que cette géométrie, dotée donc d'une répartition de portance aberrante, risque d'avoir beaucoup plus de traînée induite qu'une aile équivalente normale, alors que dans les deux cas l'allongement est identique. Bref, attention aux raccourcis.
Au passage, l'aile à répartion de portance elliptique n'est-elle pas une solution pour réduire la traînée induite?

Envoyé par Manu DM

Il est d'ailleurs rigolo de remarquer que ce compromis donne des cordes jamais loin de 20 cm, quelle que soit l'envergure.

Je suis assez curieux de voir ! Tu peux développer ?

Franck.

PS: très sympa ton travail sur le site des Eperviers du Luberon;-) A tout hasard, regarde sur http://inter.action.free.fr/ , j'ai cru voir quelques copier/coller de ton travail...

[Thierry Platon]

Bonsoir Franck et Manu

Concernant l'allongement optimum je crois que vous dite tous les 2 la même chose:
- l'allongement optimum est bien un compromis entre Re et traînée induite
- C'est bien la répartition de portance qui détermine la traînée induite . Celle ci est minimale si la répartion est elliptique . Dans le cas particulier d'une aile simple trapèze c'est bien l'effilement qui définit cette répartition de portance. Par contre l'effilement n'a pas d'utilité dans le cas d'une aile elliptique ou quasi elliptique.
- les formule du genre Cxi = Cz²/pi*lambda (issues de la théorie de la ligne portante) ne sont valable que pour des répartitions elliptiques ou proches. On ne peut rien en déduire dans le cas d'un trapèze inversé !!!

Par contre je ne suis pas convaincu par une corde moyenne optimale toujours
voisine de 20cm. En tout cas j'ai le sentiment que ce n'est pas le cas pour un A380 !

Je ne comprend pas non plus l'origine de la formule de Franck sur l'ellipse optimale . Pour moi une aile elliptique peut être plus ou moins allongée tout en gardant une portance parfaitement elliptique .Personnellement dans le cas d'une ellipse j'utilise la formule
Cam = (32/3*pi²)*racine(S/lambda)

Pour le calage ,je trouve dommage de ne pas prendre en compte le sillage. Je pense que les planeurs style F3j ou FF2000 sont optimisé à fort Cz (faible Vz) et que dans ce cas le sillage devrait impérativement être pris en compte. On serait déjà plus proche de la réalité.
Mais comme le fait remarquer Manu, même en tenant compte du sillage, le calage calculé reste encore trop élevé par rapport à ce qu'on observe dans la réalité. A mon avis cette erreur vient du fait que l'on néglige la portance du fuselage. Je travaille aussi sur cet aspect . Un article sur les calculs de centrage devrait bientôt sortir sur planet-soaring, il donne des éléments sur tous ces aspects. Ceux-ci pourraient étre inclus dans l'utilitaire développé par Franck.

Sinon j'ai aussi commencé à travailler sur l'optimisation des planeurs F3F. Chaque point de vol donne effectivement un optimum différent aussi ce que je cherche à optimiser c'est le run F3F complet. En sachant que le F3F c'est pas seulement un planeur : c'est un planeur + une pente !

A+
Thierry

[Franck.A]

Bonsoir Thierry,

Envoyé par Thierry Platon

Concernant l'allongement optimum je crois que vous dite tous les 2 la même chose:
- l'allongement optimum est bien un compromis entre Re et traînée induite
- C'est bien la répartition de portance qui détermine la traînée induite . Celle ci est minimale si la répartion est elliptique . Dans le cas particulier d'une aile simple trapèze c'est bien l'effilement qui définit cette répartition de portance. Par contre l'effilement n'a pas d'utilité dans le cas d'une aile elliptique ou quasi elliptique.
- les formule du genre Cxi = Cz²/pi*lambda (issues de la théorie de la ligne portante) ne sont valable que pour des répartitions elliptiques ou proches. On ne peut rien en déduire dans le cas d'un trapèze inversé !!!

Entièrement d'accord.

Envoyé par Thierry Platon

Par contre je ne suis pas convaincu par une corde moyenne optimale toujours voisine de 20cm. En tout cas j'ai le sentiment que ce n'est pas le cas pour un A380 !

Toujours entièrement d'accord.

Envoyé par Thierry Platon

Je ne comprend pas non plus l'origine de la formule de Franck sur l'ellipse optimale . Pour moi une aile elliptique peut être plus ou moins allongée tout en gardant une portance parfaitement elliptique.

Ma démarche est très simple : la surface d'une ellipse est S=pi/4 *a*b. L'allongement étant : lambda = envergure^2/S, on arrive à lambda = pi/4 * envergure/corde emplanture dans le cas d'une aile elliptique. J'ai juste arrondi pi/4 à 1.2 (normalement 1.27...) pour tenir compte de la dégradation d'écoulement au saumon, en suivant l'approximation de Serge Barth. Soit : allongement idéal = 1.2*envergure/corde emplanture, ce qui est vrai quel que soit le demi grand axe de l'ellipse par rapport au demi petit axe.

Envoyé par Thierry Platon

Pour le calage ,je trouve dommage de ne pas prendre en compte le sillage. Je pense que les planeurs style F3j ou FF2000 sont optimisé à fort Cz (faible Vz) et que dans ce cas le sillage devrait impérativement être pris en compte. On serait déjà plus proche de la réalité.
Mais comme le fait remarquer Manu, même en tenant compte du sillage, le calage calculé reste encore trop élevé par rapport à ce qu'on observe dans la réalité. A mon avis cette erreur vient du fait que l'on néglige la portance du fuselage. Je travaille aussi sur cet aspect . Un article sur les calculs de centrage devrait bientôt sortir sur planet-soaring, il donne des éléments sur tous ces aspects. Ceux-ci pourraient étre inclus dans l'utilitaire développé par Franck.

La démarche d'intégrer le fuselage au calcul de sillage m'intéresse beaucoup, merci de m'autoriser à intégrer cela dans mon soft ;) De mon côté, j'ai commencé à réfléchir à la prise en compte du sillage, mais de manière linéaire (en fonction d'un ratio hauteur de stab / bras de levier) et non binaire.

Envoyé par Thierry Platon

Sinon j'ai aussi commencé à travailler sur l'optimisation des planeurs F3F. Chaque point de vol donne effectivement un optimum différent aussi ce que je cherche à optimiser c'est le run F3F complet. En sachant que le F3F c'est pas seulement un planeur : c'est un planeur + une pente !a

Toujours d'accord avec toi, va falloir qu'on échange nos adresses de fournisseurs d'aspirine ;)

Bonne soirée,

Franck

[Manu DM]

Envoyé par Franck.A

Toujours entièrement d'accord.

Du fait du besoin de maintenir un Re correct, un petit planeur doit avoir un allongement plus faible qu'un grand. On est d'accord ?
Ducoup la corde moyenne augmente moins vite que l'envergure, et à nos échelles, le résultat de ce compromis est souvent compris entre 15 et 30 cm de corde moyenne, que l'envergure soit d'1m ou de 6m (bien sûr pour l'A380 on sort du cadre). Si vous n'êtes pas convaincu passez en revue les modèles existants ... ça marche pas mal du tout.

Envoyé par Thierry Platon

Je ne comprend pas non plus l'origine de la formule de Franck sur l'ellipse optimale . Pour moi une aile elliptique peut être plus ou moins allongée tout en gardant une portance parfaitement elliptique.

C'est bien cela. La répartition de portance est adimensionnelle. C'est pour moi une étape postérieure au choix de l'allongement. Franck quand tu fais :

"allongement idéal = 1.2*envergure/corde emplanture"

tu sautes l'étape préalable du choix d'allongement, ce qui ressort dans le fait que ta formule est circulaire (tu as un allongement des deux côtés de l'égalite)

Manu ;)

[Franck.A]

Bonsoir Manu

Envoyé par Manu DM

Du fait du besoin de maintenir un Re correct, un petit planeur doit avoir un allongement plus faible qu'un grand. On est d'accord ?
Du coup la corde moyenne augmente moins vite que l'envergure, et à nos échelles, le résultat de ce compromis est souvent compris entre 15 et 30 cm de corde moyenne, que l'envergure soit d'1m ou de 6m (bien sûr pour l'A380 on sort du cadre). Si vous n'êtes pas convaincu passez en revue les modèles existants ... ça marche pas mal du tout.

Qui te dis que tous les modèles autour de nous ont été conçus avec un allongement optimal? De plus, si je suis ton raisonnement, on est sûr d'avoir un allongement correct avec une corde moyenne variant du simple (15cm) ou double (30cm)... soit un allongement qui varie du simple au double pour une envergure donnée. Et si on rajoute l'échelle que tu évoques (1 à 6m), cela donne une belle variété de "bonnes" solutions. Une vraie auberge espagnole! Et que devient dans tout cela notre quête d'une formalisation de l'allongement idéal ?

Envoyé par Manu DM

La répartition de portance est adimensionnelle. C'est pour moi une étape postérieure au choix de l'allongement. Franck quand tu fais :
"allongement idéal = 1.2*envergure/corde emplanture"
tu sautes l'étape préalable du choix d'allongement, ce qui ressort dans le fait que ta formule est circulaire (tu as un allongement des deux côtés de l'égalite)

Ben oui, encore heureux que les deux membres d'une égalité représentent la même chose... Je traduis une fois de plus mon raisonnement :
- l'aile elliptique, par sa répartition de portance, minimise la traînée induite
- l'allongement d'une aile elliptique est : pi/4 * envergure/corde emplanture
Donc, dans le cas d'une aile quelconque, hors aberration géométrique comme évoqué dans un post précédent, sa traînée induite sera mini si sa répartition de portance est elliptique, ce qui implique que son allongement doit être celui d'une aile elliptique.
Donc : allongement idéal d'une aile quelconque = allongement d'une aile elliptique ayant même cordre d'emplanture et même envergure.
Donc : allongement idéal = 1.2*envergure/corde emplanture

Au passage, rien de "circulaire" la-dedans : on fixe d'abord l'envergure (qui correspond à la taille de l'appareil) et la corde d'emplanture (compromis entre "élancement" de l'aile et résistance mécanique), ce qui donne l'allongement idéal par la formule ci-dessus. Reste ensuite à ajuster la ou les autres cordes pour rapprocher l'allongement réel de l'allongement idéal.

Bonne soirée,

Franck.

[Manu DM]

Envoyé par Franck.A

on fixe d'abord l'envergure (qui correspond à la taille de l'appareil) et la corde d'emplanture (compromis entre "élancement" de l'aile et résistance mécanique), ce qui donne l'allongement idéal par la formule ci-dessus

Si tu fixes l'envergure et la corde tu fixes l'allongement (ce que tu appelles à tort "élancement").
Ta formule donne simplement comment calculer l'allongement d'une aile elliptique, elle ne fixe aucun optimum.

Manu.