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finesse max & masse de l'avion

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Message  Fox le Mer 11 Mar 2009 - 21:18

Voila mon soucis.
On sait que la finesse max correspond à une seule vitesse (ou une seule incidence si vent = 0). Le problème vient quand le poids de l'avion s'en mêle.

Quand je pige pas un truc, je résonne par l'extrême:
Prenons un Dr400, avec seulement un pilote à l'intérieur. A 80 knts, il parviendra à parcourir telle distance (la finesse du Dr400, elle est bien de 9?)
Si on rajoute un char Leclerc attaché au ventre du pauvre Dr400... il se casse la gueule.

Conclusion de ce raisonnement:
Plus l'avion est chargé, moins on peut parcourir le distance sans moteur.

Donc, un Dr400 chargé léger, pourra voler sans moteurs à 80knts à telle incidence, et avec un angle de plané faible (6.3° d'après mes calculs avec une finesse de 9).
Un Dr400 chargé à bloc (4 passagers, bagages et bcp de carbu), pour avoir les 80knts, il devra donc avoir un angle de plané plus fort (donc parcourira moins de distance). S'il veut avoir le même angle de plané que le Dr400 léger, il devra augmenter l'incidence, et donc forcement, il va perdre de la vitesse.

Ca correspond à la rêgle "en pallier, portance = poids". On n'est pas en pallier mais je pense que c'est le même principe (vol stabilité). Si le poids augmente, la portance doit forcement augmenter pour que l'avion garde la même trajectoire, donc il faudra soit aller plus vite, soit augmenter l'incidence pour que la portance compense le poids en plus.

Voila, c'est mon idée perso sur le sujet. Le problème c'est qu'apparemment, j'ai faux. Car on me dit, en gros, qu'un Dr400 léger et un Dr400 lourd, sans moteurs, auront la même trajectoire et le même point d'arrivée, mais le Dr400 lourd arrivera plus tot que le Dr400 léger car il aurait été plus rapide.
Quel caffouilli... Sur tout ce que j'ai lu et qu'on m'a appris sur le méca du vol, c'est bien la seule chose que j'arrive décidement pas à piger... help? finesse max & masse de l'avion 59


PS: Je pense à un truc avec les vecteurs (mais pas très sur que ce soit la solution). Si l'avion est plus lourd (mais pas trop, parce-que je pense qu'on peut pas contre-dire l'exemple du Dr400 chargé de 54 tonnes), le vecteur poids sera plus long, et projection de ce dernier sur la trajectoire sera plus longue aussi. Ce qui donne une force de traction en plus => Plus de vitesse => Plus de portance => Compense le poids.
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Message  jihef le Mer 11 Mar 2009 - 21:36

Avant de commencer à réfléchir une mise au point : la finesse max ne correspond pas à une vitesse mais à un angle d'attaque. La vitesse de finesse max est donnée à la masse max.

En ayant réfléchi un pneu, je pense qu'effectivement, la trajectoire sera la même DR400 chargé ou pas.

L'ébauche de raisonnement : La finesse max fixe donne une direction du vecteur portance + trainée (arctan(FMax) à quelques Pi/2 près). Comme le vol en plané est une trajectoire rectiligne uniforme, il y a effectivement compensation des forces et donc résultante nulle. Ce qui donne une orientation pour ce vecteur somme : la verticale car le poids est vertical lui aussi. Le fait que l'angle de ce vecteur soit fixe implique donc une seule et unique orientation de la trajectoire quel que soit le poids.
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Message  FlyingTim le Mer 11 Mar 2009 - 21:41

Alors rien ne vaudrait un bon schéma mais je n'ai pas trop le temps, j'essayerai de faire ça ce week-end.

En fait la finesse max ne correspond pas à une seule vitesse, mais à un point particulier sur la courbe Cz=f(Cx). C'est le point où la tangente à la courbe fait l'angle le plus important avec l'axe des abscisses.

On devrait donc parler d'incidence de finesse max plutôt que de vitesse de finesse max. Or, sur nos DR400 (en tout cas sur ceux de mon club !), nous n'avons pas d'incidencemètre comme sur les chassous :-)

Il existe aussi une incidence de Vz mini.

En gros, ce qu'il faut retenir, c'est que ta masse ne changera pas ta finesse, mais elle changera ton vario. Un avion plus lourd devra, pour tenir son incidence de finesse max, avoir une vitesse plus grande, et aura un vario plus fort.

D'ailleurs, pour illustrer ce que j'ai dis, la finesse c'est Fz/Fx ou encore Cz/Cx. Or, Cz et Cx sont relatifs à un profil d'aile donné, et non à un avion donné ! La masse de l'avion n'intervient donc pas dans leurs expressions, donc non plus dans la finesse !

J'espère que c'est clair, et surtout que c'est vrai parce que j'ai passé mon UV de Méca-vol cet aprem et une question de ce genre est tombée :-)
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Message  Flyerinjoker le Mer 11 Mar 2009 - 21:44

c'est un sujet auquel je me ferais un plaisir de répondre mais un autre jour si cela ne presse pas car là j'ai un peu le cerveau en compote !!!! mais après la série d'exams je remet mon nez dans mes courbe de perfo avion et je tache de sortir un explication plausible et claire...

juste...
Si le poids augmente, la portance doit forcement augmenter pour que l'avion garde la même trajectoire, donc il faudra soit aller plus vite, soit augmenter l'incidence pour que la portance compense le poids en plus.

quand t'as dis ça t'as tout dis l'avion le plus lourd aura sa composante longitudinale du poid qui l'entrainera plus rapidement vers l'avant donc il accélèrera et dans ta formule de la portance
Fz=1/2rhoV²SCz ben c'est le V qui augmente le Cz ne variera pas donc ton incidence restera la même la surface c'est la même, on considère que la masse volumique de l'air ne change pas (même si la température change mais c'est tellement infime que... ;-D), le 1/2 est une constante donc ton Fz augmente jusqu'à trouver de nouveau une situation stabilisé en descente !!!!
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Message  FlyingTim le Mer 11 Mar 2009 - 21:45

Flyerinjoker a écrit:une explication plausible et claire...

Elle est ni plausible ni claire mon explication ? santa scratch santa
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Message  paparomeo le Mer 11 Mar 2009 - 21:46

A mon avis, la finesse max est d'abord caractérisée par une incidence pour laquelle le rapport portance sur trainée est maximum.
Dans les manuels de vol, elle est liée à une vitesse qui sera elle liée à la masse, normalement la vitesse de finesse max est donnée pour la masse max.

Mais si à incidence constante, la masse et donc la portance nécessaire change, pour garder l'équilibre il faudra que la vitesse varie.

Elle augmentera avec la masse, c'est pour ça qu'un DR400 chargé garde la même finesse mais avec une vitesse plus grande.

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Message  Flyerinjoker le Mer 11 Mar 2009 - 21:58

FlyingTim a écrit:
Flyerinjoker a écrit:une explication plausible et claire...

Elle est ni plausible ni claire mon explication ? santa scratch santa

Je ne parlais pas de toi je parlais de ma capacité à retranscrire des explications sur des courbes à l'écrit de manière à ce que ce soit le plus simple possible... ;-D
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Message  Fox le Mer 11 Mar 2009 - 22:14

Ca commence a être plus clair dans ma tete grace à certains mots clés. Mais j'ai encore un peu de mal à y donner une explication logique (logique pour moi), ce qui m'empeche de comprendre à 100%.

Merci pour vos réponses, et si yen a d'autre je les lirai, encore et encore s'il le faut.

Je poserai quand meme la question à mon instructeur. Rien ne vaut une bonne explication en live.
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Message  paparomeo le Mer 11 Mar 2009 - 22:40

C'est marrant tu donne la solution dans le premier paragraphe:

"""Ca correspond à la rêgle "en pallier, portance = poids". On n'est pas en pallier mais je pense que c'est le même principe (vol stabilité). Si le poids augmente, la portance doit forcement augmenter pour que l'avion garde la même trajectoire, donc il faudra soit aller plus vite, soit augmenter l'incidence pour que la portance compense le poids en plus."""


puis tu dis que c'est faux dans le second:

"""Voila, c'est mon idée perso sur le sujet. Le problème c'est qu'apparemment, j'ai faux. Car on me dit, en gros, qu'un Dr400 léger et un Dr400 lourd, sans moteurs, auront la même trajectoire et le même point d'arrivée, mais le Dr400 lourd arrivera plus tot que le Dr400 léger car il aurait été plus rapide."""


Il suffit d'admettre que même si on parle de vitesse de finesse max, en fait la finesse max n'existe qu'à une seule incidence pour un profil donné.

Donc si on veut garder cette finesse max il faudra conserver son incidence et accepter d'augmenter la vitesse résultante si on augmente la masse ( ou la diminuer dans le cas contraire).
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Message  Alex. le Jeu 12 Mar 2009 - 4:14

paparomeo a écrit:
Donc si on veut garder cette finesse max il faudra conserver son incidence et accepter d'augmenter la vitesse résultante si on augmente la masse ( ou la diminuer dans le cas contraire).

Comme en vol à voile ou quand on part avec les balasts, environ de 30 à 300L d'eau. On augmente ainsi notre vitesse de vol, mais sans toucher à la finesse du planeur.
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Message  paparomeo le Jeu 12 Mar 2009 - 8:19

Petit détails:

Sur nos avions, nous ne pouvons pas connaître précisément l'incidence à laquelle nous volons.

D'ailleurs pour remédier à ceci, on pense sérieusement à acheter un Mirage III à l'aéroclub finesse max & masse de l'avion 442191

Donc la seule indication est la vitesse, ce qui veut dire que quand on affiche la vitesse de finesse max, suivant la masse du moment on aura pas forcément l'incidence correcte.
Ceci dit je ne pense pas que ça influe dans des proportions gigantesques, il suffit de regarder une polaire pour voir que l'évolution de la courbe autour du point de finesse max n'est pas violente.

A+

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Message  acroflymax le Jeu 12 Mar 2009 - 15:13

Ce serait une bonne idée que quelqu'un trouve le temps de poster une polaire avec la tangence pour matérialiser ce qu'est la finesse max sur le papier.
Si j'ai 5 min dans la soirée je vous fais ça. ( dommage que je ne sois pas chez moi j'avais un super cour de mecavol très explicite sur le sujet)
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Message  acroflymax le Jeu 12 Mar 2009 - 15:18

J'ai trouvé un site avec une superbe explication de la polaire, avec ça tu devrais mieux comprendre.

http://www.wikidelta.com/deltaplane/se-perfectionner/comprendre-la-polaire-super-article.html


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Message  Flyerinjoker le Jeu 12 Mar 2009 - 15:18

j'ai également quelque cours très bien fait sur ordi au format PDF sur les polaires mais je ne peux les diffuser comme ça donc je ne les ferais passé que au compte goute... MP si vous les voulez contactez MP !!
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Message  jihef le Jeu 12 Mar 2009 - 15:19

finesse max & masse de l'avion Polaire

Trouvé sur Wikipédia.
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Message  FlyingTim le Jeu 12 Mar 2009 - 15:59

Merci pour la polaire : alpha 2 = incidence de finesse max et alpha 4 = incidence de Cz max = incidence de vario mini
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Message  Flyerinjoker le Jeu 12 Mar 2009 - 16:19

Haa non alpha4 c'est l'incidence max c'est celle du décrochage !!
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Message  FlyingTim le Jeu 12 Mar 2009 - 16:37

Autant pour moi je corrige:

alpha 4 = incidence de Cz max = vol horizontal à vitesse mini

l'incidence de Vz mini se trouve entre alpha 2 et alpha 4, sorry

finesse max & masse de l'avion 65
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Message  paparomeo le Jeu 12 Mar 2009 - 17:57

Emprunté sur l'excellent site de Rennes Air Club. Trop fort les Bretons pirat

finesse max & masse de l'avion 29pp7xu

Sinon j'ai eu un pote qui bosse sur PC12 au tel aujourd'hui.
Il m'a confirmé que sur ce type d'appareil, la vitesse de finesse max est donnée en fonction de la masse:
Sur PC12 par exemple,elle démarre à 116 Kts pour la masse max et diminue en fonction de la masse.

Sur certains manuels d'avions légers style PA28, il y a aussi un petit encadré dans les perfos qui permet de calculer sa vitesse en fonction de la masse.

A+

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Message  Flyerinjoker le Jeu 12 Mar 2009 - 19:25

Merci beaucoup Paparomeo cette courbe est parfaite pour comprendre les différentes vitesses sur avion à hélice !!!!!
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Message  Alex. le Ven 13 Mar 2009 - 4:22

Je n'ai pas compris la courbe tout de suite...Mais c'est vrai que c'est pour un avion à hélice... Nos polaires en vol à voile sont pas tout à fait identique, bizarre... Rolling Eyes etrh

finesse max & masse de l'avion Polair10

Ceci est la polaire de l'ASW28, non chargé en trait continue. Finesse de 44.6 pour une vitesse de 92km/h et un taux de chute de 0.57m/s.
En trait discontinue, le même planeur chargé avec 180 litre d'eau, la finesse ne bouge pas mais la vitesse augmente et le taux de chute aussi ( 115km/h pour 0.71m/s)
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Message  Flyerinjoker le Ven 13 Mar 2009 - 14:05

En regardant ces deux polaires, (celle du planeur est plus explicite selon moi) on voit que la finesse max n'est jamais donner pour une vitesse unique, puisque la masse varie sans arrêt.

Maintenant il y a des choses à ne pas confondre, quand on parle du taux de chute qui augmente en même temps que la vitesse de finesse max avec une charge supérieur, on ne dit pas qu'on descend plus qu'un autre appareil, mais qu'on descend plus vite beaucoup de monde fait cette erreur de compréhension, il faut bien savoir faire la différence entre un taux de chute qui varie avec la masse et une pente qui est toujours la même pour une incidence donnée (ici on parle donc d'incidence de finesse max) la pente est exprimée en degrés (comme un angle) et le taux de chute en pieds/minute (ou m/s).

Donc si le taux de chute augmente la pente, elle ne varie pas forcément !!!

Personne jusque là n'a l'air de confondre ces deux choses... mais quand on a bien compris ça, la finesse max n'a plus de secret pour nous !!!
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Message  jihef le Ven 13 Mar 2009 - 14:20

Alex. a écrit:Je n'ai pas compris la courbe tout de suite...Mais c'est vrai que c'est pour un avion à hélice... Nos polaires en vol à voile sont pas tout à fait identique, bizarre...

La courbe que tu donnes n'est pas une polaire au sens strict. Apparament c'est une courbe vitesse de chute(vitesse). Certes on peut y voir la finesse max de même que sur les polaires Cx,Cz. La différence est que ces dernières sont les mêmes quelle que soit la masse, ce qui n'est pas le cas avec l'autre. En revanche la courbe des vitesse est directement exploitable.
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Message  Fox le Sam 14 Mar 2009 - 18:43

Merci à tous pour vos réponses, ca va mieux maintenant héhé.
En tout cas, ça m'aurait aussi appris que mes raisonnements par l'extreme ne marchent pas toujours.
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Message  Dubble le Lun 14 Sep 2009 - 20:20

Petite réponse au hasard : le poids n'a aucune influence sur le rapport portance/trainée, mais si l'on considère la finesse comme la distance franchissable pour une hauteur donnée, le poids prend tout de suite une influence capitale.
Je ne sais pas à quoi ressemblerait la courbe de la finesse en fonction du poids, mais ce qui est sur, c'est qu'elle approcherait de 0 aux grandes masses. (si vous ne me croyez pas, lancez un aeromodèle très léger d'un point élevé, puis le même mais avec 20kg dessous, vous comprendrez de suite.)

Reste à décrire cette courbe, je n'ai aucune idée de à quoi elle ressemble. Est-ce que c'est une droite constante avec une chute à un point précis ?


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