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TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

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speedyyy2006
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TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  speedyyy2006 le Jeu 1 Nov 2007 - 23:10

Bonjour, voilà un nouveau post pour le TPE dont je parlais l'autre fois, on a changé pas mal de truc depuis l'autre fois, et donc j'aurais besoins de conseils un peu plus technique.

On est en train de faire une soufflerie pour étudiér les forces qui s'exerceront sur nos profils d'ailes.
On pense en étudié que 4 pour l'instant (naca0012, naca4415, onera OA213, et la boeing 737 outboard qui a une forme assez spécifique)
La structure des profils à était faite en balsa, et on à 400 cm² de surface (20cm*20cm) pour chaque type de profil.
Par contre je ne sais pas avec quoi entoiler, à faible coût (donc pas d'oracover) et qui soit léger.

J'en ai parlé à FoxGolf sur msn, et il m'a nettement amélioré la problématique qui est maintenant: Quelle est l'influence de la forme d'un profil d'une aile et de son incidence sur les forces qu'elle subit?

Si vous avez des idées pour l'améliorer, donner des idées..etc n'hésitez surtout pas.

D'ailleur j'aurais aimé savoir, pour la soufflerie, que le moteur soit à l'avant en ventilation ou en arrière en aspiration, sa change quelque chose au niveau des résultat de l'expérience?

Merci beaucoup pour votre aide, je rajouterais plus d'informations demain car là je vais me coucher comme je me léve à 5h30 demain matin :s
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Olivier
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  Olivier le Ven 2 Nov 2007 - 8:05

En ce qui concerne l'entoilage, aucune idée ! Mr. Green

Par contre je trouve ce sujet super interessant et je trouverai vachement sympa de ta part que, une fois terminé, tu le mettes en ligne pour l'instruction de tous
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manuchao
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  manuchao le Ven 2 Nov 2007 - 8:23

speedyyy2006 a écrit:D'ailleur j'aurais aimé savoir, pour la soufflerie, que le moteur soit à l'avant en ventilation ou en arrière en aspiration, sa change quelque chose au niveau des résultat de l'expérience?

Oui. Etudie déjà en soufflerie, l'écoulement en amont et en aval de l'hélice. On place idéalement un moteur propulsif pour améliorer l'écoulement sur le profil d'aile.

C'est peut-être à cause de ça que j'ai plus de moustique sur un bord d'attaque que sur l'autre

Emmanuel
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Olivier
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  Olivier le Ven 2 Nov 2007 - 8:42

Je pense que le plus simple est de faire un souflerie de type "Eiffel".

Tu pourras trouver le schéma de se type de souflerie ici, à la page 4 : http://www.ac-amiens.fr/formations/daet/IMG/pdf/B.pdf

Il est en effet plus judicieux de placer l'hélice à l'arriere pour eviter trop de pertubation du flux d'air dans le chambre d'expérience. Si tu veux plus d'info, j'ai quelques pages d'un bouquin là dessus, alors contactes moi par MP.
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Billou..te
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  Billou..te le Ven 2 Nov 2007 - 10:22

Pour ton entoilage, tu peux essayer le papier kraft ou le papier japon (pour le faible cout).
Mais je crains que l'écoulement de l'air ne soit pas parfait sur ce genre d'entoilage.
Sinon, tu fais comme sur les planeurs, tu mets du gelcoat ^^mdr


Pour modéliser tes forces, tu veux prendre quoi ?
Bonne pb en tout cas ;)
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  speedyyy2006 le Ven 2 Nov 2007 - 17:23

pour modéliser les forces c'est un peu compliqué à expliquer car tous est dans ma tête, mais je mettrai les photos quand ce sera fini (sinon pas de problème pour le mettre en ligne, mais ce sera pas avant les vacances de février par contre).

Donc pour essayer d'expliquer: on aura un profil d'aile dans un espace où circulera le flux d'air. ce profil sera fixer des deux côtés par des micros servos (sorte de petit moteur de 9g pour l'aéromodélisme qui serviront à faire varier l'angle d'inclinaison) et ceux-ci seront en quelque sorte en suspension dans le vide par des élastique (qui permettront un meilleur placement du profil à la base, pour éviter plein de réglage sur des corde).
Sur l'intrado il y aura une corde accrocher à un poid qui reposera sur une balance (qui sera taré avant de généré un flux d'air)
Sur l'avant de l'aile il y aura le meme système avec une poulie qui n'a pas de force de frottement (enfin presque, mais au niveau étudié elle est nul)
Lorsque le flux d'air circulera dans la soufflerie, l'aile aura une trainé et une portance, qui seront égale à l'opposé de ce qui sera affiché sur les balances, multiplié par l'accélération de la pensanteur, soit 9,81 pour avoir une force en N.

Avec les servos ont pourra faire varier l'incidence de chaque profil, et donc faire un tableau comparatif avec tous les profil à la fin, et espérer en tirer une conclusion
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  Billou..te le Ven 2 Nov 2007 - 19:37

Bah, ça à l'air d'être bien pensé tout ça ;) Bon courage pour la suite !
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  speedyyy2006 le Ven 2 Nov 2007 - 21:48

merci

J'ai peut etre trouver le moteur de la soufflerie, les gros machin qui aspire ou souffle les feuilles, je pourrais le mettre en mode aspiration derrière la soufflerie Smile
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Billou..te
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  Billou..te le Sam 3 Nov 2007 - 10:11

Hehe ça va dépoter la Very Happy
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Francesco
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  Francesco le Dim 4 Nov 2007 - 11:08

Ca m'a l'air d'être en très bonne voie! Tu auras alors un exposé de qualité! Pour la soufflerie, je pense que c'est une bonne solution de prendre un truc à aspirer les feuilles, reste à voir si la vitesse du flux d'air correspond à peu près à la vitesse d'utilisation dudit profil, histoire que ça ne soit pas qu'un travail purement hypothétique, mais correspondant à la réalité, mais je pense que ce détail ne t'as pas échappé!


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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  speedyyy2006 le Dim 4 Nov 2007 - 14:01

non, mais la je n'ai pas encore cet appareil pour aspirer, donc je sais pas du tout quelle sera sa puissance, mais mais profil sont assez résistant et rigide niveau structure, donc l'aile ne devrait pas se déformer par des turbulence (enfin j'espère).

Mais je pense que sa devrait le faire, et s'il a trop de puissance on peur modifier l'entrée du flux d'air dans la soufflerie pour diminuer cela.

Mes profils (d"coupé par mon papa Smile) font 20cm par 20cm.
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  Alexis_ le Dim 4 Nov 2007 - 17:34

Salut,

Je te conseille aussi de trouver quelques infos sur "l'effet d'échelle", c'est à dire si ta maquette correspond à un écoulement "grandeur", en ce qui concerne la vitesse de l'air par rapport aux dimensions de la maquette.

Le risque est de se retrouver dans des catégories d'écoulements qui ne sont pas réalistes pour des avions courants (trop turbulent par exemple), ce qui pourrait fausser les résultats.

J'ai de la doc sous la main mais pas de scanner ...

Mais je pense que sur le web tu dois pouvoir trouver ça.

Alex

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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  Julien Robin le Dim 4 Nov 2007 - 17:36

ouah l'autre québecois !

Privé de 112, ca t'apprendra ! Mr.Red
Enfin il parait que tu te rattrapes sur tout un tas d'autres machines Very Happy

Alan
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  Alan le Lun 5 Nov 2007 - 12:23

Oui comme l'a dis Alexis_112, pour compenser la différence de surface entre la surface réelle et la surface maquette, il faudra: augmenter la vitesse en proportion de l'échelle et/ou augmenter la masse volumique de l'air.

Les formules étant: portance-> 1/2x Rho x S x V² x Cz
trainée -> 1/2 x Rho x S x V² x Cx

Rho-> masse volumique de l'air (Kg/m^3)
S -> surface en m²
Cz-> coefficient de portance
Cx-> coefficient de trainée

Pour des grosse machines les souffleries sont obliger d'augmenter la masse volumique de l'air, car le fait de juste augmenter la vitesse en proportion à l'echelle, aménerais des vitesses de flux d'air dans le conduit énorme. Elles augmentent donc la mase volumique de l'air plus la vitesse du flux.

Mauis il reste toujours une différence entre les essais soufflerie et la réalité, notament au niveau de la trainée induite.
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  Billou..te le Lun 5 Nov 2007 - 17:32

Alan a écrit:
augmenter la masse volumique de l'air, car le fait de juste augmenter la vitesse en proportion à l'echelle, aménerais des vitesses de flux d'air dans le conduit énorme. Elles augmentent donc la mase volumique de l'air plus la vitesse du flux.

Tu refroidis beaucoup ton milieu donc pour avoir plus de quantité de matière par unité de volume. Mis à part ça, je vois pas comment augmenter la masse volumique de l'air :?
Mais est-ce-que ça suffit pour augmenter nettement cette masse volumique ?

Alan
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  Alan le Lun 5 Nov 2007 - 19:05

En faisant évoluer la pression également.
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toto
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  toto le Lun 5 Nov 2007 - 20:03

salut !

Pour étudier la difference entre une soufflerie et la réalité au niveau aérodynamique on utilise ce qu'on appelle le nombre de reynolds qui equivaut à ceci:

Re=V(vitesse) *l (longueur du profil )/viscosité cinématique

avec viscosité cinématique = viscosité de l'air /masse volumique

plus les nombres de reynolds sont proches plus on se rapproche de la réalité et plus les résultats en souflerie sont transposables à l'avion ...

Dans le cas de la souflerie la longueur du profil (l) étant diminuée il faut donc compenser et augmenter comme l'a trés bien dit Alan soit la vitesse soit la masse volumique en comprimant par exemple la soufflerie....

Si cela peut aider tant mieux ...
bon courage !!

toto
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  speedyyy2006 le Lun 5 Nov 2007 - 21:38

billou a écrit:
Alan a écrit:
augmenter la masse volumique de l'air, car le fait de juste augmenter la vitesse en proportion à l'echelle, aménerais des vitesses de flux d'air dans le conduit énorme. Elles augmentent donc la mase volumique de l'air plus la vitesse du flux.

Tu refroidis beaucoup ton milieu donc pour avoir plus de quantité de matière par unité de volume. Mis à part ça, je vois pas comment augmenter la masse volumique de l'air :?
Mais est-ce-que ça suffit pour augmenter nettement cette masse volumique ?

Si on peut l'augmenter, mais dans un circuit fermé, et sa risque de compliquer la chose je pense^^

mais merci pour vos idées ;)
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  speedyyy2006 le Lun 5 Nov 2007 - 21:44

toto a écrit:salut !

Pour étudier la difference entre une soufflerie et la réalité au niveau aérodynamique on utilise ce qu'on appelle le nombre de reynolds qui equivaut à ceci:

Re=V(vitesse) *l (longueur du profil )/viscosité cinématique

avec viscosité cinématique = viscosité de l'air /masse volumique

plus les nombres de reynolds sont proches plus on se rapproche de la réalité et plus les résultats en souflerie sont transposables à l'avion ...

Dans le cas de la souflerie la longueur du profil (l) étant diminuée il faut donc compenser et augmenter comme l'a trés bien dit Alan soit la vitesse soit la masse volumique en comprimant par exemple la soufflerie....

Si cela peut aider tant mieux ...
bon courage !!

toto

Pense tu qu'il est fesable de crée une sorte de systéme "mécanique" qui pourraic accélerer l'air à l'intérieure de la chambre d'expérience? genre en rétreccisant ou en aggrandissant certaine parti de la soufflerie? (et voir en branchant plusieur apparail aspirant de l'air en même temps à l'arrière de la soufflerie, exemple: le truc pour aspirer les feuilles, 2 aspirateur maison, un séche cheveux, le moteur de mon avion rc avec une hélice monter à l'envers, dans un tunnel, ou chaque appareil aurait un conduit spécifique, mais ce conduit ce rassemblerait en un seule arrivé à la soufflerie?)

ps: si je suis pas clair dites le moi, car là je suis un peu fatigué^^

merci à vous tous Smile
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  Billou..te le Lun 5 Nov 2007 - 21:48

Avec l'effet venturi, tu peux accélérer ton flux.
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  speedyyy2006 le Lun 5 Nov 2007 - 23:33

ok, mais le problème c'est qu'on peut l'accélérer que dans la partie rétrécie, alors que dans une soufflerie la chambre d'expérience est au contraire plus large d'aprés ce que j'ai vu, non? donc avec l'effet venturi, le flux d'air va diminué avec une soufflerie type eiffel... (si j'ai bien comprit le principe bien sur^^)
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  Alexis_ le Mar 6 Nov 2007 - 2:24

Salut,

Alors effectivement changer la masse volumique de l'air (donc comprimer) c'est à oublier car trop compliqué. (A moins d'aller faire tes expériences en haut de l'Hymalaya ou en plein milieu du Sahara Very Happy).

La première chose à faire, je pense que c'est de voir à quel Reynolds tu te trouves : mais pour cela il faudrait que tu puisses avoir une idée de la vitesse de l'air dans ta soufflerie, je ne sais pas si c'est possible ?

Si tu as ça, alors tu peux avoir le Reynolds de ton expérience et comparer avec la réalité. Il se peut que tu n'en soit pas très loin en fonction des vitesses obtenues et de la corde de ta maquette.

A partir de ce constat, si besoin tu pourras essayer d'accélérer ta veine d'air, mais j'ai peur que ça ne soit pas très réalisable avec des moyens réduits. Tu risques de te retrouver vite dans un écoulement très turbulent.

L'important est que le Reynolds de ton expérience soit assez élevé pour avoir des résultats visibles. A partir de là, tu pourras toujours extrapoler : c'est faux et dangereux d'extrapoler quand on conçoit un avion, mais pour ton expérience ça ne coûte rien d'essayer et de voir ce que ça donne.

Donc si je résume :

1) Essayer d'avoir un Reynolds assez élevé pour ta maquette
2) Voir si dans cette configuration tu obtiens des résultats visibles
3) Tenter l'extrapolation pour voir ce que ça donnerait en réalité.

Bonne continuation !
Alex
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  toto le Mar 6 Nov 2007 - 7:16

Pense tu qu'il est fesable de crée une sorte de systéme "mécanique" qui pourraic accélerer l'air à l'intérieure de la chambre d'expérience?

Pour répondre à cela oui c'est possible ,tu dois certainement connaitre l'effet bernouilli grace au 2 formules suivantes :

1/2V²*rho+pression=cst et rhoVs=cst
(avec rho constant en subsonique)

Tu peux en déduire (en subsonique uniquement )que si tu diminues ta section la vitesse va augmenter et ta pression va diminuer et l'inverse lorsque ta section augmente...

Aprés reste à voir ou placé ton profil mais à mon avis meme si tu le place dans la partie divergente aprés le venturi la vitesse est toujours largement supérieur que celle à l'entrée (je ne suis absolument pas sur de ce que j'avance...)

Si cela peut t'interresser un sujet des olympiades de physique selectionné pour le concours national!
http://olympiades-physique.in2p3.fr/anterieurs/edition_2004/profilaile.php

bon courage
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  speedyyy2006 le Mar 6 Nov 2007 - 9:38

Alexis_112 a écrit:Salut,
La première chose à faire, je pense que c'est de voir à quel Reynolds tu te trouves : mais pour cela il faudrait que tu puisses avoir une idée de la vitesse de l'air dans ta soufflerie, je ne sais pas si c'est possible ?
Désolé je ne peut pas encore avoir la vitesse dans la soufflerie, et j'espère trouver un anénométre quand je l'aurais fait^^
Où vous connaissait un moyen d'avoir la vitesse avec un simple pressiométre? ou des truc qu'on trouve dans les labo au lycée?
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Re: TPE: Aérodynamisme--> profil aile, incidence, force

Message  speedyyy2006 le Mar 6 Nov 2007 - 9:48

Merci pour le site Toto, par contre les pailles qu'ils mettent à l'entrée sont inutile d'aprés moi, mais des grilles d'aération comme dans les voiture (qui sont parralléles) auraient suffit.


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