Essais en vol...

  Page publiée le 08 décembre 2009 et actualisée le 23 décembre 2009

Pourquoi mon planeur - décroche - brutalement ?

E-mail du 22 décembre 2009

Bonsoir Gérard,

J'ai pu refaire quelques vols il y a une dixaine de jours pour filmer le décrochage. Désormais, la caméra filme presque l'intégralité de l'aile gauche, sur laquelle sont collés les fils de laine et j'ai monté une girouette pour avoir une idée, ne serait-ce que qualitative pour commencer, de l'incidence globale de l'aile. Comme le montre la séquence, le décrochage commence à l'emplanture et dans la zone entoilée en blanc, en bout d'aile. Par contre, le milieu de l'aile décroche très tardivement. Le calcul de la répartition de Cz (calcul ligne portante avec polaire moyenne de profil ne tenant pas compte du nombre Reynolds), indique bien que chaque demi-aile comporte deux zones à Cz local maximal :  

mais ces deux zones seraient, selon le calcul, situées à 10 cm  et à 70 cm, en partant de l'emplanture, ce qui n'est pas vraiment en accord avec ce qu'indique le comportement des fils de laine : il doit y avoir un effet de Reynolds du à la faible corde, pour que l'extrémité (zone 85 - 95 cm environ) décroche avant la zone 70cm.

Ci-joint la séquence et la répartition de portance. Lors du réglage de la caméra, j'ai sous estimé la flexion des ailes, il en résulte que l'extrémité de l'aile sort de l'image lors de la ressource après la courte  vrille.

La girouette d'incidence par contre, remplit bien sa fonction, sans osciller ; détail important : elle est équilibrée. Par contre, la mesure sur l'image de l'angle entre la partie mobile et la preche fixe de la girouette conduit à des valeurs d'incidence qui me semblent un peu élevées (environ 17° ... 20°) ; lors des prochaine essais, il sera nécessaire de positionner une échelle d'angle, graduée au moins de 5° en 5° et dont l'origine est calée sur la ligne bda-bdf du profil.

À suivre.
En attendant, je te souhaite un bon Noel et t'adresse mes meilleurs voeux pour 2010.

JC

Photo 1

Photo 31

Photo 50

E-mail du 29 novembre 2009

 

Bonsoir Gérard,
J'ai passé rapidement en revue les points que tu détailles ; commencons par là où il n'y a pas trop à dire pour aller vers le plus critique :
- vrillage en bout d'aile : nul
- bord d'attaque : il n'est pas pointu, c'est un rondin en pin de 4 mm de diamètre.
- allongement de l'aile : 13,1

- cordes de l'aile : 185 mm à l'emplanture jusqu'a 500mm ; puis trapèze et 120mm à l'extremité.

- envergure du stab : 480 mm
- cordes du stab : emplanture 120mm ;

 - extrémité 80mm

- le centrage : il est correct à l'atelier, mais je n'ai jamais essayé de le faire varier, même pas un peu pour voir, cela restera donc à tester lors des prochaines séances de vol. La aussi, la démarche est intéressante.

 

- retour au neutre gouverne de profondeur : pas de jeu et servo dans le stab ; le neutre de la gouverne est bien defini et la tringlerie de commande fait 30 mm , l'ensemble est bien rigide

- le stab et la gouverne de profondeur ne sont pas vrillés
- Volume de stab : c'est là que les choses deviennent interessantes : si je ne me suis pas trompé et/ou que l'on a bien la meme definition du volume de stab  : Vs = 0,43 ... et dire que j'avais déja augmenté la corde du stab... et bien je vais l'augmenter encore, et son envergure une peu aussi, c'est une demarche interessante. Je n'ai pas encore découpé dans la video (130MB) les passages intéressants, je le ferai dans la semaine, mais en attendant, je mets en piece jointe des photos qui en sont extraites et qui montrent une phase de décrochage (les numeros des photos de 1 a 18 donnent l'ordre chronologique):

la qualite n'est pas géniale (video, 640x480 Pixel), mais cela permet déja de se rendre compte que c'est bien le fil de laine du bord d'attaque à la limite entre les zones d'entoillage jaune et blanche qui commence à "gigoter" en premier ... que fait l'ecoulement à l'emplanture au même moment ? je l'ignore : peut-être décroché il l'est déja aussi... pour m'en assurer, je devrais quand même essayer de filmer toute l'aile, ça va être un peu moins simple, il faudrait que je réhausse encore le pylône portant la caméra, mais ce n'est pas infaisable...
Bon, eh bien ça promet d'etre encore bien intéressant tout ça...
Je te remercie encore vraiment d'avoir repondu à mon email et je te tiens au courant de l'avancement de mes essais.
A bientôt

Jean-Charles

Photo 1 : mesure de l'angle avec l'horizon

 

Survitesse

en cabré

Profondeur amenée à cabrer

diminution

vitesse

Profondeur maintenue à cabrer

décrochage

décrochage

panique dans les fils de laine

décrochage

(Symétrique)

décrochage

prise de vitesse

prise de vitesse

retour au vol normal

Réponse des GPR

Qui n'a pas eu un jour un planeur délicat à basse vitesse ? Et bien c'est le cas du Pilatus de J-C. Pourtant un planeur réputé sans histoire quelle que soit la taille. La démarche de J-C est intéressante car de nos jours il est possible d'aller voir ce qui se passe là-haut  sans faire appel à des essais en soufflerie. En effet, les photos extraites de la bande vidéo ne sont pas de très bonne qualité, de plus l'éclairage est probablement insuffisant. Donc des essais à refaire avec la bonne lumière venant dans le dos ce qui est le cas ici.

Petit détail pour comprendre les phases de vol : Lorsque l'horizon descend, le planeur monte et peut-être en situation de début de décrochage ou bien en survitesse...Mais àprès l'abatée, l'horizon revient momentanément à la normale et c'est à ce moment que l'aile est "décrochée" et les fils de laine sont déboussolés. Ensuite l'abatée se poursuit, le planeur reprend de la vitesse et nos fils de laine obéissent à un écoulement lamainaire stabilisé.

A la lecture de ce mail je découvre que tu n'as pas fais d'essai de centrage en vol. C'est par là que tu aurais dû commencer. A retenir au passage, que le centrage avant ne protège pas des écrochages secs, il permet au mieux de masquer certains défauts de construction et cela dans une certaine limite, mais surtout pour un planeur, le centrage avant permet de voler avec un "veau", incapable d'accélérer et d'avoir une pente stable en spirale. Bien centrer son planeur est donc vital. Parfois l'opération de centrage est rapide et d'autres fois laborieuse en particulier lorsque l'aile se comporte comme un profil autostable (dû généralement à un bord de fuite relevé ce qui arrive parfois sur des ailes en structure).

L'erreur que nous commetons tous - où presque - c'est de soupçonner en priorité l'aile. L'aile décroche c'est donc elle la coupable ! Trop facile comme analyse. A y regarder de plus près, si l'aile perd son bel écoulement, c'est probablement le fait que le "stab" comme on dit ne fait pas correctement son travail de stabilisateur. Pour mériter son nom de "stabilisateur" ce dernier doit être sans reproche. Est-ce souvent le cas ? Pas toujours...

Pourquoi ?

  • Retour au neutre incorrect
  • Profil fantaisiste
  • Manque de Reynolds
  • Volume de stab insuffisant pour absorber les variations du CP de l'aile

Bref les raisons ne manquent pas et je dois en oublier...

Un stab se teste à basse vitesse : en effet c'est dans ce domaine que l'on a le plus besoin de lui. Si une partie du stab décroche, vous pouvez devinez que le volume de stab - utile - est réduit à une peau de chagrin et que l'on ne peut pas espérer maîtriser sa machine.

Pourquoi décrocherait-il avant l'aile ?

  • Profil biconvexe de faible épaisseur (autour de 9% en général) et CZ très inférieur à celui de l'aile
  • Cordes des ailes du stab trop faibles
  • Bord d'attaque pointu.
  • Débattements excessifs

Bêtises à ne pas faire :

  • Affuter le bord d'attaque pour aller plus vite
  • Réduire l'épaisseur relative alors que l'aile a un Cz élevé (aile et stab doivent avoir des Cz homogènes)

 

 

 E-mail  de J-C du 04 décembre 2009

Bonsoir Gérard,

Je prépare les prochains essais, en positionnant mieux la caméra pour filmer toute l'aile ; ci-joint un test atelier ; les fils d'extrémité sont peu visibles, mais comme on connaît déjà leur comportement, c'est moins grave. Il faudra également que j'ajoute des fils de laine sur la zone entre l'aileron et l'emplanture, qui n'en a pas encore. En plus de cela, j'ai commencé à préparer une girouette d'incidence. La meteo est médiocre pour l'instant ici, je ne pense pas pouvoir faire de vols ce week end, dommage. Mais cela m'obligera à me pencher sur le calcul de la repartition de portance.

Quand j'y repense, cet essai m'a été inspiré de photos que j'ai vues dans le livre " Fazination Nurflügel" de Hans-Jürgen Unverferth, editions VTH, FMT-Fachbuch, : un gars montait une camera (une grosse camera, avant l'epoque du numérique) sur une aile volante RC, la Stromburg : 6 m d'envergure et 13 kg, et filmait le comportement des fils de laine à l'emplanture. J'ai beau avoir cherché, je n'ai pas trouvé d'autres rapports d'essais similaires sur modèles réduits en conditions réelles... en connais tu ? Pourtant, à l'époque actuelle, les petites cameras disponibles sur le marché rendent l'essai plus facile à réaliser qu'il y a 20 ans... il serait intéressant de susciter l'interet d'autres modélistes pour ce type d'essai : la mise en commun des sequences de décrochage sur différents modelés ainsi que des idées et astuces pour réaliser un essai fructueux, permettrait à chacun de progresser et de comprendre un peu mieux le mécanisme... par exemple, que feraient les fils de laine lors du décrochage, sur l'Aigoual, le JP15-36, sur le SB10 dont l'allongement est énorme ! ... ou, autre exemple, sur des planeurs du commerce prêts à voler... j'avais discuté au mois d'avril à Friedrichshafen au salon Aero 2009 avec un type travaillant au développement chez Multiplex : il me disait que les modelés que Multiplex produit sont longuement testés et optimisés, jusqu'à ce qu'ils obtiennent un comportement parfaitement sain... à ce propos, j'aimerais bien voir aussi le comportement des fils de laine lors du décrochage, sur un Easy Glider ou un Cularis...

A suivre.

Jean-Charles

 

 Aile en préparation pour les prochains essais en vol

A suivre ...