Aérodynamique et Dynamique du Vol

     



MIAReX, un programme de calcul des ailes en multiprofils

Voici un petit programme qui me tiens à coeur depuis longtemps : calculer la polaire d'une aile complète à partir de résultats (Xfoil par exemple), pour plusieurs profils. Ca s'appelle MIAReX pour "Méthode d'Intégration sur une Aile de Résultats eXpérimentaux & Xfoil". Il est actuellement codé en Matlab, pour profiter entre autres des possibilités d'optimisation numérique que ce logiciel scientifique propose.

Pour plus d'info sur MIAReX

Télecharger MIAReX

Dynamique du vol : lieu des racines des planeurs

AVL de Harold Youngreen & Mark Drela est un outil qui permet à la fois de calculer l'aérodynamique des planeurs, mais également d'évaluer la dynamique du vol de ceux ci. Il est en particuleir possible de calculer toutes les dérivées dynamiques, et d'en déduire les fréquences et amortissements des différents modes propres rigide des planeurs.

Un certain nombre de planeurs ont été modélisés, et j'ai effectué quelques balayages, afin de comprendre quel est l'état de l'art des planeurs existant en terme de fréquence propre et d'amortissement. C'est un peu aride, mais très intéressant !

A venir : les modes propre d'un planeur, quoi t'est ce ??

Lieux des racines traités : NB : le lieu des racines représente les fréquences propres et amortissements du planeur.

Tuning aérodynamique de Nimbus4D Topmodel

   Ayant acheté d'occase un "petit" Nimbus 4D Topmodel, j'ai été très décus de ne pouvoir le régler et le faire voler correctement, du moins dans un premier temps.
   Du coup je me suis un peu acharné, et après investigation, et "aero tuning" ca y est la récompense est la : ca vole enfin bien !

Pour plus d'info sur "l'aero tuning", cliquez ici.

Les dossiers calcul.

   Au cours de mon cursus à SUPAERO, je découvre la possibilité de théoriser pleins de choses. Alors je me fais (encore...) des petites feuilles excel (ou plus si affinités...) pour mettre tout ceci en application dans les domanes qui m'intéressent. Cette rubrique sera donc fournie au fur est à mesure.

   Comme toujours avec les calculs, il faut prendre des pincettes : lisez bien les modes d'emploi et mises en garde qui sont généralement contenu dans les dossiers.

  • Détermination de la polaire d'un planeur.
       Autant calculer la portance, c'est assez simple, autant le calcul de la trainée se revèle plus complexe. Voici une estimation de la trainée d'un planeur complet, soit purement théorique, soit avec des données profil issue de soufflerie ou de soufflerie numérique.
       On peut ainsi tester la différence de comportement sur la polaire de vitesse, avec le profil, ou encore selon le braquage des volets.
       NB : les caractéristiques implanté à l'origine sont pour un planeur de f3i, allez savoir pourquoi....
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  • Inverser les polaires de vitesse en Cz-Cx :
    On rencontre souvent sur internet des polaires de vitesse des planeurs grandeurs, qui donnent le taux de chute Vz en fonction de la vitesse V. Mais rarement on trouve les polaires donnant Cz en fonction de Cx.
       Grace à cette petite feuille, vous pourrez, en rentrant 10 points sur la polaire de vitesse, obtenir très vite l'allure du Cz et du Cx de ce planeur.
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  • Des infos sur le "dynamic soaring".

       Le "Dynamic soaring" ou "DS" commence à être répandu aujourd'hui. C'est un moyen formidable de prendre de la vitesse, dans des proportions impressionnantes parfois. Mais cela reste un peu magique. J'ai essayé de comprendre d'où provenait cette énergie.
        Pas mal de recherche sur internet et quelques discussions avec des pratiquants régulier du DS plus tard, je commence à y voir plus clair.

    Vous pouvez vous documenter et télécharger une feuille excel, qui comme d'habitude est paramétrable à loisir.
  • Etude de la vitesse de roulis :
    Voici quelques petits calculs assez simples permettant de comparer les vitesses de roulis pour des ailes possédant soit des ailerons classiques, soit des "full span", pour des allongement différents et une surface fixée.
    On peut ainsi par exemple comparer, à taux de roulis constant, les trainées des deux solutions (en supposant qu'il n'apparaisent pas d'autres d'effet d'écoulement 3D...).
    Télécharger cette petite étude du roulis !
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  • Evaluer la hauteur atteinte à la catapulte :
       Voici quelques pistes pour calculer l'altitude atteinte par un planeur catapulté, en fonction de la trajectoire choisie, de sa charge alaire, etc... Cette méthode prend en compte la traînée.
        Cliquez pour visualiser les résultats de cette étude.
  • L'épreuve de vitesse en F3i, F3b ou F3f.
       J'ai un peu réfléchis à l'épreuve de vitesse. Après une première tentative peu fructueuse, sur des considération énergétiques, j'ai repris les calculs de Helmut Quabeck, trouvés dans son livre "Design, Leistung und Dynamic von Segelflugmodellen". J'y ai ajouté quelques idées personnelles.
       Les résultats semblent assez bien correspondre à la réalité, au moins pour le F3i.
        Ceci est résumé dans une feuille excel qui calcule tout ça. Sont pris en compte :
    • Les paramètres du modèle : masse, Cx, Cz max, surface.
    • Une trajectoire, paramétrable.
    • Des phénomènes extérieurs : ascendance, température, pression, erreur de parallèlisme sur les bases (en réflexion : humidité de l'air, vent).
    Vous trouverez ici le détail des calculs, pour tout connaitre des entrailles de la feuille Excel.

    Comme toujours avec les calculs, il y a certaines hypothèses pour que cela marche. Elles sont à priori peu restrictive, mais cela n'empèche pas de rester CRITIQUE devant les résultats obtenus.

    • Profils à faible Reynolds : polaires et expériences Xfoil

       Xfoil est un code de calcul qui permet de sortir des polaires prenant en compte de façon raisonnable les effets de viscosité. On peut ainsi étudier les profils destinés aux modèles réduits de façon raisonnable.

  • Des polaires de profils à faible Reynolds
       Voici quelques profils passés à la moulinette, dont les données ont été mises sous Excel, ou bien mises sous la forme d'image *.GIF.

  • Les Profils MS :

    Profil Utilisation
    MS1,9/8,7i f3i, f3b, f3f à volet
    MS2/9,5i f3i, f3b, f3f à volet
    MS3,3/15GP Grande plume (emplanture)
    MS3,3/11GP Grande plume
    MS3,3/11GPT Grande plume (saumon)
    MS3/15GPV Grande plume à volet (emplanture)
    MS3/13GPV Grande plume à volet
    MS3/11GPV Grande plume à volet(saumon)

    		•
  • Des profils pour le F3I :
  • Profils typiques de F3B
  • Les profils de Marcel Guwang (F3F, 60 inches):
  • Profils divers :
    •     Olivier Bordes a également tracé des polaires, pour des profils plutôt destinés au F3F.

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  • Expériences avec Xfoil :
       Xfoil dispose d'un module de modification des cartactéristiques des profils, ainsi que d'un autre de "conception inverse".
       Certaines "expérience électroniques" ont été réalisées, afin de comprendre quels sont les paramètres de ce "bon profil", et quels sont les répercussions de chaque modification sur le comportement global, visible sur la polaire.
    Le vol des planeurs.

       "Il y a du vent prévu ce week-end, tu vas pouvoir faire du planeur". Voilà ce que j'entends parfois. Ou encore : "Monsieur, y'a pas de moteur ? Mais comment ça marche, alors ?"
       Souvent les gens se pose la question de savoir pourquoi et comment un planeur voler. Je vous propose un éclairage tout à fait personnel sur la question, avec tout ce que cela peut comporter de parti pris.

       Ce texte s'adresse aussi bien au débutant, qui j'espère trouvera quelques réponses à ses questions à travers ce point de vue que je veux différent, qu'au spécialiste, qui corrigera mes imprécisions et mes erreurs.

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