Calcul des performances...
Page créée le 12 mars 2006 et actualisée le 16 avril 2006
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Calcul des performances... |
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Page créée le 12 mars 2006 et actualisée le 16 avril 2006 |
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Profitez de l'hiver pour évaluer les performances de vos planeurs et surtout identifiez
les variables qui vous permettrons de les améliorer
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E-mail du 02 avril 2006 : Version 3.1 à télécharger avec de nouvelles facilités E-mail du 12 mars 2006 en provenance de Suisse Salut Gérard, Hiver long, froid et humide.....j'en ai profité pour reprendre "Centrage.exe". J'espère cette version 3 plus conviviale et plus précise par l'emploi d'un nouvel algorithme mieux adapté à nos modèles pour le calcul de la déflexion. Pour l'installation, il suffit de dézipper tous les fichiers dans un répertoire unique; les anciens fichiers *.AIL , *.cmo et *.HAN sont compatibles avec cette nouvelle version. Tu pourras donc récupérer les données que tu y as entré. A l'écoute des tes commentaires, critiques ou questions, je t'envoie mes amitiés. Claude. |
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Click pour télécharger le programme zippé Centrage31 (378Ko) Version 3.1 du 16 avril 2006 corrigeant un petit bug. |
Merci Claude pour tout ce travail ! Finalement le mauvais temps a du bon ! Nous allons explorer ton programme et nous ne manquerons pas de te questionner. J'ai déjà apprécié - au passage - |
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Créer un répertoire "Centrage3"
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la présence du curseur du CG qui agit sur les variables : le V, l'angle d'attaque, la marge statique... Un bon moyen visuel pour faciliter la compréhension de la mécanique du vol. Je propose de recenser toutes les interrogations de chacun puis de les transmettre à Claude pour une réponse globale afin de rester efficace. GR |
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Ci-contre le contenu pour information du répertoire "Centrage3". L'application "P Centrage3.exe " . Programme sous Delphi (Pascal) Quelques modifications mineures seront apportées prochainement, toutefois le programme fonctionne parfaitement. A titre d'exemple et par curiosité nous avons entré les données de l'Austria" à l'échelle 1. Les résultats sont encourageants car la finesse trouvée est identique à celle du constructeur soit 34 ! Puis nous avons utilisé le programme "maquette" qui recalcule tous les paramètres de l'Austria en fonction de l'échelle choisie (ce sera le 1/3). Ensuite, enregistrement de la maquette dans le "Hangar" après l'avoir baptisée et retour dans la page "Principale" pour affiner les réglages, faire des essais avec différents profils. En particulier agir sur le choix du Cz et la marge statique. Nota : en cliquant sur le nom du planeur,(en haut à gauche) le programme vous propose des réglages pour le premier vol. Réglages qui vous permettront de limiter la marge d'incertitude. Ce sera aussi l'occasion d'observer l'évolution de la finesse en fonction de la charge alaire et de tordre le coup à cette fausse idée que la charge alaire n'a aucune influence sur la finesse pratique d'un planeur. Bref, ce programme vous permettra d'y voir plus clair dans vos réglages et surtout d'agir dans le bon sens rendu sur le terrain de vol. Concernant la base de données des profils, le programme se contente de trois valeurs :
Ces trois valeurs de vos profils favoris se rentrent dans la "Banque de Profils". L'expérience montre qu'il est inutile d'exiger plus. |
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Ci-contre le contenu du répertoire "Help3" |
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Ci-contre le contenu du répertoire "Voilures" qui correspond à tous vos modèles que vous aurez mis en mémoire. La limite est de 100 modèles... Info utile : Dans ce programme pour achever proprement le renseignement du tableau "Voilure", mettre un 0 dans la case après le dernier panneau. Et vous verrez l'aile ou l'empennage se dessiner... |
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Ci-dessus la page principale : dans le cas présent elle affiche les performances de l'Austria réel. Vous remarquerez que le programme n'est pas fait pour afficher de telles vitesses car il faudrait étendre le tableau de la polaire des vitesses à plus de 250 km/h... Nous perdrions nous modélistes de la précision graphique pour nos maquettes. Le profil essayé est un profil choisi parmi d'autres, le FX 60-126 généralement réservé aux extrémités d'ailes, d'où un résultat légèrement optimiste car le constructeur de l'Austria donne 34. Vous remarquerez que toutes les dimensions sont en mm et que les nombres de plus de 5 digits sont donnés en numérotation "scientifique" ce qui n'exclue pas de savoir les lire. Exemple : Re Moy de 1.7E+6 signifie qu'il faut ajouter 6 zéros après le séparateur décimal qui est toujours un point dans les calculs ! Soit 1.700.000 Reynolds... Si vous mettez une virgule vous aurez un message d'erreur. |
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Ci-dessus les performances calculées de notre Austria Maquette à l'échelle 1/3 et faiblement chargé pour cette taille soit 60g/dm². Vous remarquerez ce que vous savez déjà, que la finesse augmente en reculant le centrage, ce qui par voie de conséquence réduit la marge statique. Ici réduite à 15 %. Le Cz choisi est de 0.65 ce qui nous tiens à une distance raisonnable du Cz max décrochage qui est de 0.9. Vous noterez aussi le volume de stab de 0,52 devrait parfaitement convenir pour cette maquette sans avoir à tricher et cela avec le profil envisagé : l'Eppler 205. Sur cette page il est possible de faire varier les paramètres suivants : La masse totale, le profil initial, la marge statique, et le Cz. Chaque nouvelle version de votre planeur peut être mémorisée en cliquant sur le bouton "Mémoriser". Un tableau s'ajoutera en bas de page et vous permettra de comparer les performances résultant de vos différents choix. Bref vous êtes gâtés ! En effet derrière ce petit programme il y a une masse de travail considérable - dans un premier temps effectué par notre ami Claude, et dans un deuxième temps effectué par votre PC. Quelques améliorations de "confort" viendrons dans quelques temps encore accroître le plaisir d'utiliser "Centrage 3". Mais que cela ne vous retienne pas d'utiliser dès aujourd'hui cette première version parfaitement opérationnelle. GR |
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Ci-dessous les commentaires de l'aide en ligne attachés au programme qui est utile de lire attentivement avant son utilisation. |
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HANGAR.han Les données succinctes de vos planeurs sont contenues dans le fichier « Hangar.han » Les menus correspondants permettent d’ajouter des planeurs à la liste ou de créer une nouvelle liste. Le fichier utilise le format de base de données *.CRV, il peut donc également être utilisé ou créé dans les logiciels de base de données (Excel, Access ,etc.) il suffit de renommer le fichier pour en changer l’extension. Pour une mémorisation complète des dimensions géométriques des plans de voilure voir : IDH_Plan Les désignations de profils dans les grilles "Hangar" et "Profils" doivent utiliser exactement la même syntaxe (maj/min..uscule, espaces) afin d’assurer leur synchronisation lors du passage en mode de calcul. Pour limiter la place réservée en mémoire, les listes "hangar" et "profils" ne peuvent contenir plus de 100 lignes ; si cette quantité devrait être dépassée, l’utilisateur a cependant la possibilité de créer de nouveau fichiers. #Extensions des
noms de fichier
#Classement des grilles A chaque chargement d’un fichier, les données sont triées suivant l’ordre alphabétique des noms de planeurs ; les grilles « Hangar », « Profils » et « Memoire » modifiées ou complétées seront ainsi triées lors de leur prochain chargement. |
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Les valeurs aérodynamiques des profils K sont mémorisées dans le fichier « Profils.cmo ». Les menus correspondants permettent d’ajouter des planeurs à la liste ou de créer une nouvelle liste. Si on désire qu’une liste soit chargée automatiquement au démarrage du programme, elle doit être nommée « Profils.cmo » et se trouver dans le même répertoire que le programme. Le fichier utilise le format de base de données *.CRV, il peut donc également être utilisé ou créé dans les logiciels de base de données (Excel, Access ,etc.) il suffit de renommer le fichier pour en changer l’extension.IDH_extension Les désignations de profils dans la grille "Hangar" et la grille "Profils" doivent utiliser exactement la même syntaxe (maj/min..uscule, espaces) afin d’assurer leur synchronisation lors du passage en mode de calcul. Pour limiter la place réservée en mémoire, les listes hangar et profils ne peuvent contenir plus de 100 lignes ; si cette quantité devrait être dépassée, l’utilisateur a cependant la possibilité de créer de nouveau fichiers. Classement des données :IDH_Classement |
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Les valeurs de résultat des calculs peuvent être mémorisée dans la grille de mémoire en cliquant sur « Mémoriser » de la fiche « Principale ». Le bouton « Effacer » dans la fenêtre de la grille de mémoire permet de supprimer, ligne par ligne, les valeurs mémorisées, Sur la fiche principale, les menus correspondants permettent d’enregistrer cette grille ou de créer une nouvelle grille. Si on désire qu’un fichier soit chargé automatiquement au démarrage du programme, il doit être nommé « Memoire.MEM » et se trouver dans le même répertoire que le programme. Pour limiter la place réservée en mémoire, la grille de mémoire ne peut contenir plus de 100 lignes ; si cette quantité devrait être dépassée, l’utilisateur a cependant la possibilité de créer un nouveau fichier. Classement des données :IDH_Classement |
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Depuis la fiche « Voilure », un fichier individuel contenant principalement les dimensions de la voilure peut être établi et enregistré sous le nom du planeur avec l’extension « AIL ». Le nombre de panneaux d’aile et de stab est compris entre 1 et …..64 panneaux. En frappant « Enter » la donnée est validée et le curseur se déplace vers la prochaine saisie attendue. Pour terminer la saisie d’une surface, taper 0 (zéro) dans la colonne « long. » du panneau suivant. Toutes les zones de saisie de la fiche « voilure » doivent être complétées ou validées pour que le fichier soit utilisable. Le fichier voilure est donc utilisé pour des modèles dont on connaît toutes les cotes, à défaut on utilisera les données du fichier « Hangar », moins complètes et ne permettant pas le calcul de la position du CG en mm. |
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La voilure d’un planeur est constituée d’une aile et d’un stabilisateur. Le rôle de l’aile est de fournir une force de portance égale au poids du planeur, sa forme est optimisée de façon à fournir une finesse maximum. Le rôle du stab est de stabiliser le planeur autour de son axe de tangage, en raison de son faible allongement et de sa position dans le sillage de l’aile, son rendement aérodynamique est médiocre. Pour la vitesse de vol (TAS) privilégiée du planeur il convient que le Kstab ne fournisse aucune portance afin de ne pas diminuer les performances de la machine. |
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Fiche « Principale » A partir des dimensions géométriques le programme calcule la charge alaire et le volume de stabilisateur. L’allongementK et la corde moyenne sont également calculés, le résultat est affiché dans le bloc de texte déroulant. Le bouton « changer paramètres » permet de modifier les valeurs affichées dans la grille des planeurs et l’observation de ces changements sur les résultats calculés. En réenregistrant le fichier « hangar.han », les données de base seront modifiées. Fiche « Voilure » L’entrée de TOUTES les dimensions de la voilure est nécessaire pour obtenir les valeurs des paramètres géométriques du planeur ; ces paramètres peuvent être transmis à la fiche principale par le bouton « Ajouter au Hangar » |
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La sélection d’un modèle dans la liste des planeurs provoque le passage en mode calcul. Le profil associé au planeur est sélectionné automatiquement dans la liste des profils, si ce profil est absent de la liste, par défaut le premier profil enregistré dans la liste sera sélectionné. Le bouton « changer paramètres » permet de modifier les valeurs affichées dans la grille des planeurs et l’observation de ces changements visibles sur les résultats calculés. Un KCz à 70% du Cz max sera affiché et servira de donnée initiale aux calculs qui afficheront l’angle d’attaque et la TAS correspondants. Pour des utilisations plus spécifiques les touches « Haut/Bas » permettent de moduler la valeur du Cz : Par exemple : - Vol de durée dans air calme: 80% - Vol rapide : 50% A partir de ce Cz le centre de poussée de l’aile est calculé, déterminant ainsi la position initiale du CdG en %. Voir « Théorie ».IDH_Théorie Pour connaître la position en mm par rapport au bord d’attaque à l’emplanture de l’aile, il est nécessaire d’utiliser les fonctions de la fiche « Voilure ». Une marge de stabilité inférieure à 18% devrait conduire à avancer le CdG pour le premier vol d’essai de même, pour le premier lancé, utiliser l'angle V correspondant à un Cz d'environ 60% qui sera adapté en vol par le trim de profondeur. Voir « Stabilité ». IDH_Marge Nombre de Reynold La grille « aérodynamique » affiche le nombre de Reynold correspondant à la corde moyenne pour la vitesse affichée. La valeur de Re correspondant à une corde plus faible peut être calculée en introduisant la longueur de cette corde. Lorsque les calculs sont effectués à partir d’un plan de la feuille « Voilure », cette corde mini est transmise en fonction du choix effectué dans la feuille « Options ».IDH_CordeMini Au-dessous de 100000 Re (1 E+5) les performances des profils de plus de 10% d’épaisseur diminuent fortement. Au-dessous de 50000 Re (5 E+4) le comportement de tous profils est imprévisible. #Traînée et Finesse Le Cx du profil est déterminé par l’approximation statistique :
Le Cx total est obtenu par l’addition Cx aile+Cx fuselage+Cx stab+ Cx interaction, toutes ces valeurs calculées par des formules usuelles d’approximation, finalement :
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Cette page affiche la polaire des vitesses du planeur sélectionné sur la page principale. Une deuxième polaire superposée permet de comparer deux planeurs successivement sélectionnés ou l’effet de modifications apportées aux données de base d’un modèle. Remarque : Les performances réelles dépendent fortement de la traînée IDH_Finesse du modèle et de son profil, ces valeurs n’étant jamais connues d’une manière rigoureuse, les polaires ne peuvent servir qu’à des comparaisons. |
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$STABILITE en TANGAGE #Marge statique Cette valeur, exprimée en % représente la position avancée du Centre de gravité par rapport au foyer statique du planeur complet ; cette marge doit toujours être supérieure à 15% afin de garantir la un équilibre stable autour de l’axe de tangage. La position du foyer est déterminée par la dérivée du moment piqueur induit par une augmentation du Cz. La migration du centre de poussée de l’aile lors des variations d’incidence n’est pas prise en compte. La marge statique est une valeur de base mais ne permet pas de prévoir le comportement dans une perturbation. #Comportement dynamique Le comportement autour de l’axe de tangage est simulé pour une perturbation correspondant à l’entrée du planeur dans une ascendance de 1 m/s. |
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Ø
L’angle d’attaque effectif (incidence par rapport aux filets d’air)
augmente. Ø
Le Cz de l’aile augmente. Ø
La portance de l’aile augmente, le planeur reçoit une accélération
verticale. Ø
Le Cz du stab augmente dans une plus forte proportion. Ø Un moment piqueur s’établit, le planeur subit une accélération angulaire. |
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En vol stabilisé le Cz du stab est inférieur à celui de l'aile car son incidence est plus faible de la valeur de l'angle V. La rencontre avec l'ascendance provoque une augmentation identique des incidences et Cz de l'aile et du stab, dans l'illustration ci-dessus, les Cz aile et stab augmentent de 0.1 unité. Pour l'aile, cette augmentation représente 0.1 / 0.6 = 16% alors que pour le stab on constate une augmentation du Cz de 0.1 / 0.1 soit 100%. Appliquée au levier Lsc cette augmentation de portance du stab produit un moment piqueur tendant à rétablir l'équilibre. Le taux de redressement (Accélération angulaire à piquer) augmente avec l'angle V . Pour obtenir l'équilibre en vol stabilisé, l'angle V devra être d'autant plus grand que le CdG sera avancé. Les valeurs de ces accélérations sont affichées dans la liste déroulante. Le
Coefficient dynamique affiché dans la grille stabilité représente le rapport
entre les accélérations angulaire et verticale. Une valeur négative indique un comportement stable, l’amplitude du coefficient permet d’estimer la réaction par rapport à une perturbation : Coefficient dynamique
-0.1..... Lent
rétablissement -0.15... Rétablissement confortable -0.2..... Rétablissement brutal Les valeurs de ce coefficient sont surtout destinée à une étude comparative entre modèles. |
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$OPTIONS Options de la VOILURE : Accessibles lorsque la feuille voilure est complètement remplie. #Repères du CdG Cette option permet de définir une distance Y à laquelle sera placé le repère pour la mesure du Cdg par rapport au bord d’attaque de l’aile. #Corde pour Re mini. Possibilité
de choisir l’emplacement de la corde utilisée pour calculer le nombre de
Reynold minimum : Ø au saumon de l’aile Ø A la code minimum de l’avant dernier panneau d’aile. #Echelle. Permet de
choisir un facteur d’échelle qui sera appliqué à toutes les grandeurs
géométriques de la feuille « Voilure ». La masse
peut être recalculée par un coefficient égal au carré du facteur d’échelle. Il est
conseillé d’enregistrer les données de la voilure avant de pratiquer le
changement d’échelle qui écrase les valeurs initiales. |
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