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8 novembre 2013 5 08 /11 /novembre /2013 22:47

J'ai parlé dans d'autres articles des test de centrage d'un avion ou d'un planeur. Ok, mais si le centrage n'est pas bon comment faire pour le modifier ? De même si lorsque on a terminé son nouvel avion on se rend compte que le centrage n'est pas au bon endroit (par rapport au plan, ou à PredimRC par exemple).

La meilleure solution c'est de bouger les éléments qui peuvent l'être facilement en conservant la même masse. Ils ne sont pas très nombreux : récepteur, contrôleurs, accus (je parle d'un avion électrique, parce que en thermique à part le récepteur ...). Et là il y a une formule toute simple qui permet de savoir de combien va bouger le centre de gravité :

- si la masse de l'avion est M

- la masse de l'élément que l'on bouge est m

- on déplace l'élément en question de x centimètres.

 

                                 alors le CG bouge de x * m / M

 

Par exemple, sur un modèle de 2kg400 :

- j'avance de 5 cm mon pack d'accus de 400 grammes, le CG avance de 8 mm

- j'avance de 10 cm mon récepteur qui pèse 20 grammes, le cg avance de moins de 1 mm

on voit pourquoi sur un modèle thermique il n'y a pas grand chose à gagner. Et aussi pourquoi on a intérêt à bien attacher le pack dans le fuselage pour qu'il ne bouge pas. Je me souviens d'un vol avec le Monsun ou le pack avait glissé en position arrière (oubli de la mousse de maintien), reculant de quelques centimètres, l'appareil était devenu très désagréable en vol et délicat à piloter et je m'étais posé en urgence.

 

 

Si on ne peut pas modifier l'emplacement du pack de réception, il faut ajouter du poids. Là aussi on peut calculer la variation de centre de gravité en sachant quelle masse on ajoute, et où on la positionne :

- si la masse de l'avion est M

- la masse de l'élément que l'on ajout est m

- le centre de gravité se situe à X cm du nez de l'avion

- la masse est ajoutée à x cm du nez de l'avion

 

                                   Alors le CG bouge de ( x - X ) * ( m ) / ( M + m ) .

 

On voit que si la masse est ajoutée en avant du CG le CG avance, si elle est située derrière le CG recule

 

Si nous reprenons l'exemple plus haut et regardons de combien avance la CG si on ajoute 50 grammes à 5 cm du nez de l'avion et si le CG est initialement à 35cm du nez de l'avion, on trouve que le CG avance de 6mm. Pour l'avancer de 8mm (voir plus haut ça correspond à avancer le pack de 5 cm) il faut rajouter un lest de 66 grammes.

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23 juin 2013 7 23 /06 /juin /2013 20:20

J'ai acheté cette semaine le livre rédigé par Franck Aguerre, RC aéro design. Et au fur et à mesure que je le lis, comme à mon habitude je cherche à approfondir les notions qu'il présente, en fouillant sur internet pour trouver des compléments.

Alors je me suis dit que ce serait bien d'en faire part sur mon blog, afin de faire partager le résultat de mes réflexions.

Première question : d'ou vient la portance ?

On trouve souvent dans la littérature (et même d'ailleurs dans des documents très sérieux émanant de "sources sure" l'explication suivante :

- le profil de l'aile est plus bombé à l'extrado qu'à l'intrados

- le flux d'air qui rencontre l'aile se sépare en deux flux, l'un passant au dessus de l'aile et l'autre au dessous.

- et donc comme la distance à parcourir est plus grande pour les particule qui passent au dessus de l'aile que pour celles qui passe au dessous, pour que les particules arrivent en même temps au bord de fuite il faut que celles qui passent à l'extrados aillent plus vite que celle qui passent à l'intrados

- cette différence de vitesse entraîne une surpressions sous l'aile qui se traduit en portance.

Le problème c'est que .... si on accepte cette explication, d'une part un avion à provil symétrique ne devrait pas pouvoir voler, et de même il serait impossible de faire voler un avion sur le dos....

En fait, l'erreur vient du fait que les particules d'air qui se séparent pour passer soit à l'extrado, soit à l'intrados ne se rejoignent pas au bord de fuite. Ce qui reste vrai c'est que dans les conditions de vol normal (non décroché), l'air va effectivement plus vite à l'extrados qu'à l'intrado .... mais pas pour la raison communément admise. Ceci est fort bien démontré par cette vidéo :

aérodynamique - d'ou vient la portance ?

A droite trois graphiques qui reprennent les images de ce film en en faisant des photos instantanées. Les différentes couleurs représentent des jets de fumée successifs, émis toutes le 10 millisecondes et pendant chacun une durée de 10 millisecondes. Dans le premier graphique on est à l'incidence ou la portance est nulle, puis dans les deux dessins qui suivent l'incidence a été peu à peu augmentée. On voit que plus l'incidence augment, et plus la différence de vitesse entre extrados et intrados est importante.

Maintenant, pourquoi cela crée t'il de la portance. Certains parlent d'une conséquence du théorème de Bernoulli, d'autres de la troisième loi de newton ... et pour d'autre c'est une conséquence des deux.

Ci dessous ce qui est écrit sur le site de la nasa (http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/bernnew.html ) : Lift is the force that holds an aircraft in the air. How is lift generated? There are many explanations for the generation of lift found in encyclopedias, in basic physics textbooks, and on Web sites. Unfortunately, many of the explanations are misleading and incorrect. Theories on the generation of lift have become a source of great controversy and a topic for heated arguments for many years.

The proponents of the arguments usually fall into two camps: (1) those who support the "Bernouilli" position that lift is generated by a pressure difference across the wing, and (2) those who support the "Newton" position that lift is a reaction force on a body caused by deflecting a flow of gas. Notice that we place the names in quotation marks because neither Newton nor Bernouilli ever attempted to explain the aerodynamic lift of an object. The names of these scientists are just labels for two camps.

A creuser ...

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8 avril 2010 4 08 /04 /avril /2010 22:23

Après avoir écrit les deux articles sur le centrage avion et planeur, je me suis posé une question (en fait j'ai été aidé par olivier avec qui j'ai eu une discussion au sujet de l'article sur le centrage planeur) :

 

- Dans le test du planeur, si le centrage est arrière le planeur pique

- dans le test de l'avion si le centrage est trop arrière l'avion monte.

 

Pourquoi ? cela ne me paraissait pas logique. J'ai donc ouver un sujet sur le forum modelisme.com. Je remercie tous ceux qui ont participé et répondu, en particulier Franck Aguerre et Christophe. Voici ce que j'en ai compris :

 

 

- le bon positionnement du centre de gravité permet d'asssurer la stabilité de l'appareil en vol. En particulier, si le centre de gravité est correctement positionné lorsque l'avion va subir une perturbation en tangage due par exemple à un coup de vent (mais aussi un écart par rapport à la trajectoire du à une action sur les gouvernes), si le centre de gravité est bien réglé l'avion va de lui-même se remettre dans sa ligne de vol initiale. Par contre si il est mal réglé il va s'écarter de sa ligne de vol originale et il va falloir corriger avec les commandes.

Sachant que comme toute action sur les commandes entraîne elle même une perturbation si l'avion est centré très arrière on va avoir l'impression qu'il est très vif (parce que en fait il amplifie les ordres donnés). Par contre si l'avion est centré trop avant il va avoir tendance à se remettre de lui-même sur sa trajectoire initiale quand on donne un ordre en tangage et va donc paraitre lourd.

 

- la limite arrière du CG correspond à l'emplacement du foyer de l'avion, qui est un point  dépendant uniquement de la géométrie de l'avion (aile(s), empennage horizontal, fuselage). Pour une aile volante le foyer est à 25% de la corde moyenne. Pour un avion entienr c'est un peu plus compliqué à calculer, mais ça se fait.

 

- dans le test du planeur ou de l'avion, la réaction de l'appareil vient du fait que pour que l'appareil vole à plat, en fonction de la position du CG on a mis de la profondeur à piquer ou à cabrer. prenons le cas d'un appareil centré trop avant, donc il a tendance à piquer du nez et on a mis dela profondeur à cabrer :

 

- test du planeur : on pique, l'appareil accélère, l'effet cabreur du au trim augmente avec la vitesse, et quand on lache la gouverne de profondeur le planeur remonte (le nez monte).

- test de l'avion : ou monte, l'appareil ralentit, l'effet cabreur du au trim diminue avec la vitesse, et quand on lache la gouverne de profondeur le planeur a tendance à se remttre à l'horizontale (le nez s'abaisse).

 

- Et donc il existe une autre méthode pour vérifier que le centrage est bien positionné : en se mettant en vol horizontal à vitesse de croisière, et en donnant un petit coup de profondeur. Cela crée une perturbation de la trajectoire. Et en fonction de ce qui est décrit plus haut, si l'appareil reprend sa ligne de vol le centrage est plutot avant, et si sa trajectoire commence à diverger le centrage est trop arrière. Il suffit d'agir par touches successives (en reculant progressivement le centrage si il est plutot avant) pour trouver la position satisfaisante. cette méthode a un énorme avantage, c'est qu'elle revient à l'origine de la raison d'être d'un bon centrage. Je n'ai pas encore essayé, mais promis dès que je met un avion en l'air je regarde ce que ça donne.

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8 avril 2010 4 08 /04 /avril /2010 22:04

Après la description du centrage d'un planeur, voici une deuxième méthode destinée plus particulièrement aux avions.

Là encore je n'ai pas inventé cette méthode, elle a été décrite dans plusieurs revues modélisme et je l'ai pratiquée avec succès sur plusieurs de mes modèles.

 

Tout comme pour le'article sur le centrage planeur, on suppose que l'avion est centré conformémént à ce qui est indiqué sur la notice ou sur le plan. Si pas d'indications ou modèle personnel faire un centrage à 33 % de la corde de l'aile (valable uniquement pour un planeur classique avec aile + stabilisateur à l'arrière). Et si l'aile n'est pas rectangulaire, il faut faire un calcul pour déterminer la position du CG par exemple avec le logiciel Tracfoil (gratuit).

 

Lancer l'avion ou le faire décoler, si tout a été bien réglé en atelier il ne doit pas y avoir de problème, mis à part les réglages de débattements et éventuellement de trims à régler. Une fois que l'avion vole en palier à la vitesse de croisière souhaitée, procéder à la manoeuvre résumée dans le dessin ci-dessous.

 

centrage avion

 

 

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23 mars 2010 2 23 /03 /mars /2010 22:22

Ci après la description de la méthode "standard" de centrage d'un planeur, telle que je l'ai trouvée décrite dans plusieurs revues modélisme et telle que je l'ai pratiquée avec succès sur plusieurs de mes modèles (avions et planeurs). Il existe d'autres méthodes, en particulier une spécifique aux avions. par ailleurs lors de discussions sur le net au sujet du centrage, j'ai découvert une autre méthode que je décrirai dans un article ultérieurement.

 

Supposons que le planeur est centré conformémént à ce qui est indiqué sur la notice ou sur le plan.

A défaut faire un centrage à 33 % de la corde de l'aile (c'est pas optimisé mais ça fonctionne - attention valable uniquement pour un planeur classique avec aile + stabilisateur à l'arrière. cette valeur de 33% n'est pas adaptée à une aile volante ou un "canard") : dans le cas d'une aile rectangulaire, si la corde de l'aile fait 15 cm (distance entre le saumon et le bord de fuite), le cenrage doit être à 5 cm du bord d'attaque.

Si l'aile n'est pas rectangulaire, il faut faire un calcul pour déterminer la position du cg. Pour ce faire on peut utiliser le logiciel Tracfoil (gratuit).

Si le planeur n'est pas trop grand (disons jusqu'à 2 mètres et 1kg 5) j'ai l'habitude de commencer par faire un lancer à la main, en lançant à l'horizontale, si possible sur une zone en légère pente, pour vérifier qu'il plane correctement. C'est pour moi préférable avant de lancer au moteur. Surtout, lancer l'appareil légèrement vers le bas ou à plat, ailes bien horizontales. Si vous vous faites aidez pour le lancer, demandez à quelqu'un qui a l'habitude. J'ai l'impression que de nos jours peu de pilotes savent lancer correctement un modèle.

La suite est résumée dans le dessin ci-dessous (prélevé dans une revue, mais il y a prescription ..)

 

cebtrage planeur



Bien entendu il s'agit là du centrage pour un usage standard. Ce réglage pourra être affiné en fonction des gouts de chacun, en procédant par petites variations.

 

Au fait ... ça marche aussi pour un avion, sachant que les pilotes avions ont plutot tendance à faire un autre test décrit dans un autre article.

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