Technique Ballast

[Invité Thibault J.]

Bonjour,

Je trouve votre site très intéressant et complet. Je suis en train de faire des recherches sur les planeurs et en particulier sur la finesse. J'ai lu sur certain site qu'on pouvait ballaster notre appareil pour augmenter ses performances. En effet il était écrit que la vitesse de décrochage augmentait une fois l'appareil ballasté, cela me paraît normal à priori, mais il était aussi indiqué que la finesse n'était pas modifiée. Cette information me paraît pas évidente au premier abord.

Je fais appel à vos connaissances sur le sujet pour m'expliquer ce phénomène s'il est vrai. En particulier si vous pouviez m'en donner la réelle explication physique.

Merci d'avance.

[Denis F]

Bonjour,

Je trouve votre site très intéressant et complet. Je suis en train de faire des recherches sur les planeurs et en particulier sur la finesse. J'ai lu sur certain site qu'on pouvait ballaster notre appareil pour augmenter ses performances. En effet il était écrit que la vitesse de décrochage augmentait une fois l'appareil ballasté, cela me paraît normal à priori, mais il était aussi indiqué que la finesse n'était pas modifiée. Cette information me paraît pas évidente au premier abord.

Je fais appel à vos connaissances sur le sujet pour m'expliquer ce phénomène s'il est vrai. En particulier si vous pouviez m'en donner la réelle explication physique.

Merci d'avance.

La finesse à vitesse donnée est modifiée (à haute vitesse elle est meilleure, c'est le but du ballastage), la finesse max ne l'est pas*, car elle a simplement lieu à vitesse plus forte.

 

*en fait elle augmente légèrement ( de 1 à 2 points) car la traînée de viscosité et la transition couche limite linéaire/turbulente évoluent différemment de la portance et de la traînée induite qui sont fonction du carré de la vitesse)

[Robert Ehrlich]

Denis m'a pris de vitesse, j'avais commencé une réponse ... Bah, comme ça il y aura une réponse brève et une réponse de "physicien pur et dur" ...

 

La finesse d'un planeur peut s'exprimer d'un tas de façons. La plus connue est sans doute le rapport entre distances parcourues horizontalement et verticalement. C'est aussi le rapport entre les composantes horizontales et verticales de la vitesse, puisque ce sont les distances précédentes parcourues pendant l'unité de temps. Si on suppose qu'on est en air calme, ou ce qui revient au même si on prend l'air comme référentiel, les conditions d'équilibre de vol font que c'est aussi le rapport de la portance et de la trainée. Or portance et trainée dépendent à la fois des formes du planeur et d'autres facteurs : la vitesse, la surface, la densité de l'air. C'est pourquoi on caractérise les formes par un coefficient, Cz pour la portance, Cx pour la trainée, en postulant que la portance ou la trainée est égale à ce coefficient multiplié par ½rV²S, ou V est la vitesse, S la surface de l'aile (vue de dessus) et r la densité de l'air. La surface de référence S est prise identique pour les 2 coefficients, contrairement à ce qui se fait pour les voitures où on prend la surface vue de face pour définir le Cx, de sorte que le rapport Cz/Cx soit justement encore une fois la finesse. Quand je dis que ces coefficients caractérisent la "forme", il faut bien sûr considérer cette forme en tant qu'obstacle à l'écoulement de l'air, c'est-à-dire que même si le planeur ne se déforme pas, changer son incidence change cette "forme" et donc Cx et Cz. Comme les forces aérodynamiques sont essentiellement des forces de pression proportionnelles au carré de la vitesse, Cx et Cz sont approximativement des constantes indépendantes de la vitesse pour une incidence donnée. C'est surout vrai pour Cz, dans la trainée il y a aussi une partie de trainée de viscosité qui est proportionnelle à la vitesse et non à son carré, donc en fait Cx diminue un peu avec la vitesse. Mais oublions et négligeons cet effet pour le moment. Cz augmente avec l'incidence tant qu'elle reste en dessous de l'incidence de décrochage. L'équilibre de vol exige que la résultante (somme vectorielle de la portance et de la trainée) équilibre le poids, sa valeur est pratiquement celle de la portance, donc, comme les seules chose qu'on peut faire varier sont l'incidence et la vitesse, leur effets doivent se compenser pour maintenir cet équilibre, soit Cz élevé et vitesse faible soit le contraire. Pour une incidence donnée, on aura même Cz et même Cx pour un planeur ballasté ou non, et donc même finesse, mais pour réaliser l'équilibre de vol le planeur ballasté devra voler plus vite avec cette incidence et ce Cz. En particulier l'incidence qui donne la finesse maximum, i.e. le maximum de Cz/Cx, s'obtient à vitesse plus élevée pour le planeur ballasté.

Dans les deux cas (ballasté ou non) la finesse augmente avec la vitesse tant qu'on est en dessous de la vitesse de finesse max, puis diminue ensuite. Les deux planeurs (ballasté et vide) vont donc avoir même finesse pour une vitesse intermédiaire entre leurs deux vitesses de finesse max. Pour les vitesses supérieures, le planeur ballasté a une meilleure finesse, pour les vitesses inférieures c'est l'autre qui a la meilleure finesse.

Enfin si on tient compte de ce qu'on a négligé, i.e. la légère diminution de Cx avec la vitesse, on retrouve ce que dit Denis, à savoir que pour une même incidence et un même Cz, le planeur ballasté a une finesse légèrement supérieure, en particulier la finesse max est légèrement supérieure.

[THEO]

Je suis nouveau sur ce forum et je découvre ce sujet qui n'a plus été évoqué depuis plusieurs mois.

Cela m'intéresse et les explications antérieures me conviennent bien,

mais quid de l'influence du centrage (qui va probablement varier si je ballaste) sur la finesse ?

 

merci d'avance de vos lumières.

:wacko:

[Robert Ehrlich]

...

mais quid de l'influence du centrage (qui va probablement varier si je ballaste) sur la finesse ?

...

Son principal effet est de modifier la portance ou déportance de la profondeur nécessaire pour obtenir l'équilibre de vol, et donc la trainée induite résultant de cette (dé)portance. Voir ici et là pour une discussion plus détaillée.

[Rembard]

...

mais quid de l'influence du centrage (qui va probablement varier si je ballaste) sur la finesse ?

...

Son principal effet est de modifier la portance ou déportance de la profondeur nécessaire pour obtenir l'équilibre de vol, et donc la trainée induite résultant de cette (dé)portance. Voir ici et là pour une discussion plus détaillée.

 

Bonjour à tous,

 

Je vais peut-etre dire une grosse connerie, mais, comment le ballastage peut-il avoir de l'influence sur le centrage étant donné que les poches de ballast se situent dans les environs immédiats voir même dans la zone de centrage.

 

Le but des ballasts n'est pas de modifier le centrage, mais, de modifier la charge allaire et donc de diminuer l'angle de planné à une vitesse donnée.

 

Merci pour vos explications.

 

Philippe

[Robert Ehrlich]

Bonjour à tous,

 

Je vais peut-etre dire une grosse connerie, mais, comment le ballastage peut-il avoir de l'influence sur le centrage étant donné que les poches de ballast se situent dans les environs immédiats voir même dans la zone de centrage.

 

Le but des ballasts n'est pas de modifier le centrage, mais, de modifier la charge allaire et donc de diminuer l'angle de planné à une vitesse donnée.

 

Merci pour vos explications.

 

Philippe

C'est dans les environs, mais pas pile, c'est d'ailleurs la raison pour laquelle la plupart des planeurs ballastables ont aussi un ballast de queue pour pouvoir corriger, en gros en général les ballasts d'aile sont en avant du longeron alors que le centre de gravité se situerait plutôt au niveau de ce longeron ou un peu en arrière. Il y a en général dans le manuel de vol une table et/ou un graphique qui indique les combinaisons recommandées ou interdites de remplissage ailes et queue, compte tenu de la charge utile par ailleurs (pilote, équipement).

[jp PETIT]

Le ballast est près du centre de gravité du planeur équipé mais légèrement devant donc, par exemple, 80 litres ou 80 kilos sur 450 kilos ( planeur équipé) ont une influence

C'est pourquoi, il existe sur beaucoup de planeurs, un ballast de queue qui permet d'annuler l'effet du ballast d'aile

Remarque: la réglementation prévoit que le ballast de queue se vide plus vite pour que le centrage ne recule pas pendant le déballastage

inconvénient, si on déballaste partiellement, le centrage ( optimum) a avancé

Certains compétiteurs mettent des restricteurs ( tuyau plus fin ) sur le ballast arrière pour que le temps de déballastage soit identique avec le temps de déballastage du ballast d'aile...

2° remarque ; Naturellement, faire cette modification ne transforme pas un pilote moyen en un tres bon pilote; il y a beaucoup de choses a améliorer avant d'essayer de gagner un "poième " en applicant cette amélioration

3°remarque ; un petit calcul de pesée , avec la fiche de pesée et le manuel de vol pour trouver les bras de levier, permet de quantifier tout cela

 

vélivolement

[THEO]

Donc, si j'ai bien compris, ne pas voler à une vitesse ridiculement basse quand on est ballasté, optimiser son centrage pour approcher la limite arrière et optimiser la finesse du pilote pour ne pas aller au tas quand les copains non ballastés continuent leur route :rolleyes:

[Thierry]

Donc, si j'ai bien compris, ne pas voler à une vitesse ridiculement basse quand on est ballasté,

optimiser son centrage pour approcher la limite arrière

C'est sur que si tu ballaste et que tu voles à 100km/h ne sert à rien

Il ne s'agit pas de s'approcher de la limite arrière!!!!Mais d'approcher le centrage optimal!!

[jp PETIT]

Le centrage arrère est souvent intéressant pour les planeurs sans volets quoique le centrage idéal est celui ou le pilote se sent bien et cela c'est subjectif ( dixit Napoléon de mémoire );

trop chatouilleux, un planeur pourra perdre l'avantage de sa " meilleure" performance surtout que :

centré trop arrière ou trop avant, on favorise la transition au détriment de la montée et vice versa

il faudrait l'optimiser en fonction des conditions météo ......

cela est moins valable pour les planeurs à volets et plus difficile à définir à cause des volets ; là on a souvent intéret à etre centré moins pres du centrage arrière.( dans mon cas, au 2/3 de la plage car le centrage arrière ne donnait pas de bon résultat en transition )

vélivolement

[Rembard]

Eh bien voila des explications bien interressantes.

 

Merci à vous tous pour vos infos.

 

Phil

[sebC11]

qq infos sur le centrage :

 

http://www.eqf-volavoile.net/modules.php?n...ntent&id=13

[Jean-Philippe Chenu]

Une brochure donnant des explications complètes : « Chargement et centrage du Planeur » édition 2, janvier 1996 qu’on devrait encore pouvoir se procurer au CNVV. Copropriétaire d’un planeur, nous avons organisé une séance de pesées avec « pilote équipé » c. à d. des configurations de poids différentes (avec ou sans 3e batteries à l’avant, etc). Cela nous a permis de constater des différences importantes de placement du centre de gravité…donc des comportements différents du planeur en vol ! Par un petit tableau Excel simple, utilisant les quelques formules de la brochure et sur base des résultats des pesées (en réalité assez simple et rapide à organiser…si le club dispose du bon matériel) et en faisant varier le poids des éventuelles gueuzes additionnelles on peut « choisir » le positionnement du centre de gravité selon ses critères personnels (comme dit précédemment entre 50 et 75% de la plage admissible). Si je me qualifie de « pilote moyen », mon intérêt vient de la différence de poids avec mon partenaire (moi ,+10kgs) et même en vol de « tourisme », mon centrage m’a paru un peu lourd en thermique. Effectivement , la pesée m’a montré que le centrage se situait à…43,8% ! En pratique il n’est pas toujours aisé de placer une gueuze précise en queue. Surtout pour les planeurs de clubs. Et attention lors de changement de pilote sur le même planeur avec le risque de dépassement de la limite arrière !

[M. Scherrer]

...

mais quid de l'influence du centrage (qui va probablement varier si je ballaste) sur la finesse ?

...

Son principal effet est de modifier la portance ou déportance de la profondeur nécessaire pour obtenir l'équilibre de vol, et donc la trainée induite résultant de cette (dé)portance. Voir ici et là pour une discussion plus détaillée.

 

Hello

 

Effectivement le centrage change la perfo chiffrée (finesse...), et comme l'explique Denis F dans un autre post, la deportance empennage n'ets pas forcement mauvaise (point trop n'en faut qd meme...).

quelques crobars sur : http://perso.orange.fr/scherrer/matthieu/a...rs/trimdrag.PDF

Cela dit quand on calcule les gains atteignable sur lesplages de centrage classique c'est assez petit...

 

Je pense que le centrage agit egalement pas mal sur la performance ressentie. Vu que cela change les qualités de vol, il y a un compromis qui minimise la fatigue du pilote sur un long vol, plutot que le quart de poil de finesse qu'on peut y gagner...

 

a+ Matthieu

Modifié le 18 janvier 2007 par jamy

[WAZZZAAAAA]

Bonjour,

 

vpus avez parlé de l'influence du poid sur le rapport distance, le rapport vitesse mais quid de l'influence sur l'acceleration ?

 

Physicien a vos calculettes.... En effet j'ai remarqué que mon planeur ballasté accelerait mieux qu'a vide !!!

 

Fallait y penser a celle la....

 

Bon entretien en cette periode d'hiver..

[Etienne]

En effet j'ai remarqué que mon planeur ballasté accelerait mieux qu'a vide !!!

Salut

cet effet est du à l'augmentation de la charge allaire. pas au changement du centrage.

2 planeurs identiques centrés de façon identiques mais avec une charge allaire différente: le plus lourd aura une plus grande accélération.

Bons vols

Etienne

[Robert Ehrlich]

En effet j'ai remarqué que mon planeur ballasté accelerait mieux qu'a vide !!!

Salut

cet effet est du à l'augmentation de la charge allaire. pas au changement du centrage.

2 planeurs identiques centrés de façon identiques mais avec une charge allaire différente: le plus lourd aura une plus grande accélération.

Bons vols

Etienne

La différence est faible, d'autant plus faible que le planeur est fin, il n'y en aurait aucune si la trainée était nulle. Je crois que la différence subjective (celle que perçoit le pilote) est surtout due à une différence de pilotage : quand on accélère on vise une certaine vitesse et on prend l'assiette correspondant à cette vitesse, voire même plus piquée pour y arriver plus vite, comme ballasté on visera une vitesse plus élevée (c'est le but du ballastage) on prendra une assiette plus piquée d'où l'accélération plus forte.

[Denis F]

Physicien a vos calculettes.... En effet j'ai remarqué que mon planeur ballasté accelerait mieux qu'a vide !!!

Diable, la physique aurait-elle changé depuis les expériences de sur la Tour de Pise ?

 

Traînée mise à part tout planeur accélère autant, lourd ou léger, de même que deux boules lâchées du haut de la tour, petite ou grosse...

[Vinch]

Physicien a vos calculettes.... En effet j'ai remarqué que mon planeur ballasté accelerait mieux qu'a vide !!!

Diable, la physique aurait-elle changé depuis les expériences de sur la Tour de Pise ?

 

Traînée mise à part tout planeur accélère autant, lourd ou léger, de même que deux boules lâchées du haut de la tour, petite ou grosse...

 

 

Ben moi j'croyais qu'une Porsche Turbo lâchée depuis la tour de pise accérait plus vite que 2 boules ou qu'un planeur, qu'en dites-vous ?

[Etienne]

Salut

avec ou sans atmosphère?

Bons vols

Etienne

[Vinch]

Salut

avec ou sans atmosphère? :lol:

Bons vols

Etienne

 

 

Atmosphère, atmosphère, c'était sous-entendu, la tour de Pise étant immergée dans une cuve de Mercure s'entend

[Baptiste]

Faudra éviter de ballaster au mercure par contre, là ça risque de bien accélérer, mais vers le bas

[Emeric]

Faudra éviter de ballaster au mercure par contre, là ça risque de bien accélérer, mais vers le bas

Le problème c'est surtout que la finesse max risque d'être au delà de la VNE... ce serait dommage

[THEO]

Dans l'Yonne, on ballaste au Chablis car on plane tellement haut qu'on a peur que nos ballasts gèlent ... ainsi que nos veines.

 

Et pas question de vider si on va aux vaches :lol: .

 

Il faut bien écluser les excédents vinicoles :lol: ...

 

 

 

Mais oui, j'décooooooone