Force Du Treuil

[Devolgas]

Bonjours a tous

 

Dans le cadre de mon TPE pour le lycée, je dois calculer les différentes forces qui s'exercent sur un planeur, au tout début de la treuillée ainsi qu'au moment ou le planeur décolle, ainsi que les représenter sur un schéma. J'aimerais un peu d'aide car d'après mes calculs le planeur ne devrais pas décoller or il décolle bien en vrai.

 

Merci de votre réponse et de votre aide.

[J.Noel]

Cher Ami,

 

J'ai de la doc sur ce sujet. Laisses moi aller au terrain tout à l'heure et scanner cette doc. je te l'enverrai directement par courriel si tu me donne ton adresse.

 

Jacques Noel

[Devolgas]

Je vous remercie beaucoup. Mon adresse e-mail est: charles.couvret@hotmail.fr

[M. Scherrer]

dans les archives Naca :

 

http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=846621&a...e%257c1%26N%3D0

 

http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=562788&a...e%257c1%26N%3D0

 

matthieu

[yan]

dans les archives Naca :

 

http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=562788&a...e%257c1%26N%3D0

 

matthieu

 

J'aime bien le secret défense tamponé sur la première page...alors que je n'ai vu presqu'aucune formule dans cet article!

 

Scientifiquement, l'article de l'Université de Bucarest est bien plus réussit, il existe un tas de formules qui pourront t'aider, mais il te faut déchiffrer le langage de shaekspeare :-/

 

Mais en allant dans ton club avec ces articles sous la mains, je suis sur que tu trouvera quelqu'un qui pourra t'aider à traduire!

 

Have fun

+Yannick

[JMC]

Dans le cadre de mon TPE pour le lycée, je dois calculer les différentes forces qui s'exercent sur un planeur, au tout début de la treuillée ainsi qu'au moment ou le planeur décolle, ainsi que les représenter sur un schéma. J'aimerais un peu d'aide car d'après mes calculs le planeur ne devrais pas décoller or il décolle bien en vrai.

 

Si tu lis l'Italien, tout sur le treuil, théorie et pratique, est écrit dans le MANUALE DEL LANCIO DELL'ALIANTE MEDIANTE VERICELLO, 3ème édition de Janvier 1995, PIETRO LONGARETTI Editeur.

Plus de 200 pages. J'en possède une photocopie. Je peux éventuellement t'en procurer un exemplaire.

Bon travail!

JMC

[Michel Klich]

J'ai recommandé à la maman de Charles de venir ici .. pour trouver des pistes.

Je vois que ça marche!!

Charles j'espère que tu viendras confronter tes calculs et ta théorie avec la réalité en mai - juin!!

A+

[Devolgas]

Merci à tous de votre précieuse aide. Maintenant je rencontre une autre difficulté, malgré les différents sites je ne trouve pas le Cz ( coéficient de portance ) moyen d'un planeur. Merci de votre réponse

 

Charles

Modifié le 9 mars 2010 par Devolgas

[jean michel]

Merci à tous de votre précieuse aide. Maintenant je rencontre une autre difficulté, malgré les différents sites je ne trouve pas le Cz ( coéficient de portance ) moyen d'un planeur. Merci de votre réponse

 

Charles

 

Il suffit de faire le calcul à l'envers, en sachant que sur une trajectoire rectiligne à vitesse constante, la portance est égale au poids.

JM

[charly_b]

Salut Charles! (un homonyme! yes!)

 

Choisis bien les moments que tu prends, pour ne pas compliquer les choses, il faut rester à un niveau de physique de lycée!

 

1: l'accélération

=> accélération rectiligne à force constante (celle de la traction du câble) : delta(Forces)=m*a

 

2: montée stabilisée: le moment où le planeur monte de façon (estimée) rectiligne à vitesse (estimée) constante

=> rectiligne et vitesse constante : somme(Forces)=0, ne t'embêtes pas avec les Cz ou autre!

 

Ne prends pas le moment de la rotation, la mise en équation de cet instant devant être un cauchemar de lycéen, tu n'es dans aucun des cas étudiés au lycée.

 

Bon courage!

 

Charly

[Michel-L]

Merci à tous de votre précieuse aide. Maintenant je rencontre une autre difficulté, malgré les différents sites je ne trouve pas le Cz ( coéficient de portance ) moyen d'un planeur. Merci de votre réponse

 

Charles

 

Il suffit de faire le calcul à l'envers, en sachant que sur une trajectoire rectiligne à vitesse constante, la portance est égale au poids.

JM

 

Oui avec une trajectoire horizontale la portance est égale au poids réel. Sinon la portance est égale au poids apparent qui est la composante du poids réel perpendiculaire à la trajectoire.

 

ML

[M. Scherrer]

Merci à tous de votre précieuse aide. Maintenant je rencontre une autre difficulté, malgré les différents sites je ne trouve pas le Cz ( coéficient de portance ) moyen d'un planeur. Merci de votre réponse

 

Charles

 

Il suffit de faire le calcul à l'envers, en sachant que sur une trajectoire rectiligne à vitesse constante, la portance est égale au poids.

JM

 

Oui avec une trajectoire horizontale la portance est égale au poids réel. Sinon la portance est égale au poids apparent qui est la composante du poids réel perpendiculaire à la trajectoire.

 

ML

 

Attention, tout ceci (portance= poids) est faux dans le cas du treuillage, ne pas oublier la tension du cable.

 

Matthieu

[Nickolas]

Merci à tous de votre précieuse aide. Maintenant je rencontre une autre difficulté, malgré les différents sites je ne trouve pas le Cz ( coéficient de portance ) moyen d'un planeur. Merci de votre réponse

 

Charles

 

Il suffit de faire le calcul à l'envers, en sachant que sur une trajectoire rectiligne à vitesse constante, la portance est égale au poids.

JM

 

Oui avec une trajectoire horizontale la portance est égale au poids réel. Sinon la portance est égale au poids apparent qui est la composante du poids réel perpendiculaire à la trajectoire.

 

ML

 

Attention, tout ceci (portance= poids) est faux dans le cas du treuillage, ne pas oublier la tension du cable.

 

Matthieu

 

Et surtout le poids du cable !!!!!

[Robert Ehrlich]

Sans aller chercher des choses trop compliquées, on peut faire des estimations "à la louche" qui donnent les ordres de grandeur des choses. Le point important est le facteur de charge que peut supporter le planeur pendant la treuillée. Il s'agit du facteur de charge réel (rapport entre la résultante aérodynamique et le poids du planeur) et non du facteur de charge ressenti (rapport entre le poids apparent et le poids réel), à cause de la traction du cable les 2 sont très différents. Le facteur de charge réel peut être limité par trois choses : la vitesse maximum de treuillée, la résistance du fusible et la force maximum de traction du treuil.

Pour une facteur de charge donné, la traction du cable est maximum en début de treuillée, quand le cable est quasiment horizontal mais que le planeur a déjà sont assiette de montée la plus cabrée, elle va diminuant ensuite. Dans la pratique on constate que la plupart des treuillées se font à une assiette (et un angle de trajectoire avec l'horizontale) ) qui dans ce cas avoisine les 45 degrés, ce qui correspond à un facteur de charge de 1,4 (racine de 2) et une traction de cable égale au poids du planeur. Si ce facteur de charge reste constant, la traction de cable en fin de treuillée n'est plus que 40 % du poids du planeur. Malheureusement beaucoup de treuillards ne réduisent pas suffisamment vers la fin de treuillée, ce qui donne des facteurs de charge plus importants, sans grand profit pour le gain d'altitude, mais occasionnant parfois des ruptures de cable ou de fusible.

[Robert Ehrlich]

Merci à tous de votre précieuse aide. Maintenant je rencontre une autre difficulté, malgré les différents sites je ne trouve pas le Cz ( coéficient de portance ) moyen d'un planeur. Merci de votre réponse

 

Charles

On peut se demander ce qu'il faut entendre par Cz "moyen", c'est une chose qui varie fortement en fonction de l'incidence, de 0 à une valeur maximum pour l'incidence de décrochage. Puisqu'on s'intéresse à la treuillée qui se fait plutôt aux incidences élevées, c'est du coté de cette valeur maximum qu'il faut probablement regarder. Les valeurs dépendent des profils, l'ordre de grandeur est 1, ça s'étale en gros de 0,8 à 1,5. Plus de détails ici

[Devolgas]

Merci à tous, pour tous les documents que vous m'avez fournis.

Grâce à tout cela j'en ai déduis que Force du treuil = racine(Ra²+Poids²-2(Ra*Poids)cos de l'angle planeur-sol))

( j'ai pris Résultante aérodynamique (Ra) = Portance car les changements entre ces deux vecteurs forces sont vraiment négligeables )

Mais cela ne fonctionne que en statique. Pourriez-vous me dire si du décollage jusqu'au largage, le planeur subit de grand changements de vitesse.

Je cherche aussi le temps et la distance qu'a besoin un planeur pour décoller ( au treuil ), si vous avez quelques infos la-dessus je suis preneur.

Merci encore à tous

[Robert Ehrlich]

Merci à tous, pour tous les documents que vous m'avez fournis.

Grâce à tout cela j'en ai déduis que Force du treuil = racine(Ra²+Poids²-2(Ra*Poids)cos de l'angle planeur-sol))

Il s'agit plus précisémet de l'angle de la trajectoire avec le sol, mais la différence avec l'angle (axe du) planeur-sol est négligeable pour la même reaison que celle invoquée plus loin. Reste à savoir ce que vaut Ra.

( j'ai pris Résultante aérodynamique (Ra) = Portance car les changements entre ces deux vecteurs forces sont vraiment négligeables )

Dans ce cas oui, en direction ils diffèrent d'un angle qui est l'angle de plané du planeur à cette incidence, en intensité leur rapport est le cosinus de cet angle, qui est négligeable devant l'angle de montée, dans d'autres circonstances par contre négliger cet angle revient à attribuer au planeur une finesse et une autonomie infinies.

Mais cela ne fonctionne que en statique. Pourriez-vous me dire si du décollage jusqu'au largage, le planeur subit de grand changements de vitesse.

 

Je cherche aussi le temps et la distance qu'a besoin un planeur pour décoller ( au treuil ), si vous avez quelques infos la-dessus je suis preneur.

Merci encore à tous

Si on admet que la traction du treuil a dès le départ la valeur qu'elle aura une fois atteint l'angle de montée optimale (qui est usuellement proche de 45 degrés) on en déduit assez facilement l'accélération du planeur. En effet cette traction étant proche de la valeur du poids du planeur, l'accélération est de l'ordre de 1g (on peut faire un calcul plus précis avec la traction donnée par la formule plus haut). La trainée qui s'oppose à cette traction est égale au poids du planeur divisée par sa finesse quand la vitesse atteint la vitesse de finesse max, donc tout à fait négligeable dans cette phase de roulage où la vitesse est inférieure.

La vitesse à laquelle le planeur décolle est de 20 à 25 m/s (72 à 90 km/h). En considérant que g vaut sensiblement 10, ou voit que les 20 m/s sont atteints en 2 secondes, la distance parcourue est donnée par la fomule V²/2a (a étant l'accélération), ce qui donne 20 m. Dans la réalité le treuil n'atteint pas instantanémant sa traction normale et au début du roulage la résistance de roulement n'est pas totalement négligeable, ce qui fait que 25 m et 3 secondes me semblent plus proches de la réalité.

Cette phase de roulage est donc celle pendant laquelle se produit le plus grand changement de vitesse.

Ensuite pendant la rotation vers l'angle de montée optimale la vitesse augmente encore jusque vers les 100 km/h pour la plupart des planeurs modernes (probablement un peu plus si le planeur est ballasté et la puissance du treuil le permet ainsi que la vitesse maximum autorisée pour la treuillée). Dans l'idéal la vitesse reste constante ensuite jusqu'au largage.

Cette vitesse doit satisfaire un certain nombre de contraintes :

1) au moment de l'angle de montée le plus fort, sa composante horizontale doit rester supérieure à la vitesse de décrochage, de sorte qu'en cas de casse, le pilote poussant le manche et le planeur suivant une trajectoire ballistique en 0g qui conserve cette composante horizontale, le planeur se retrouve en vol horizontal à une vitesse supérieure à la vitesse de décrochage.

2) elle doit pas atteindre une valeur qui mette en danger la structure du planeur. Le manuel de vol du planeur indique cette limite dénommée Vw.

3) ces conditons étant respectées, plus la vitesse est élevée, plus on peut avoir un facteur de charge élevé qui est le principal facteur déterminant la hauteur atteinte. Pour un facteur de charge constant N et une longueur de cable L, la hauteur sera L*racine((N-1)/(N+1)), en négligeant plein de facteurs plus ou moins négligeables (poids et flèche du cable, trainée du planeur et du cable, distance de roulage et de rotation), autrement dit cette formule donne une limite supérieure de la hauteur atteignable dans l'hypothèse où 100 % de l'énergie delivrée par le treuil est tranformée en énergie potentielle du planeur. La contrainte liant vitesse et facteur de charge est que (V/Vs)² doit rester supérieur à N pour ne pas décrocher, Vs étant la vitesse de décrochage a facteur de charge 1 dans la même configuration (train, ballasts, volets).

Il semble utile de préciser que tout ce qui précède se place dans l'hypothèse de vent nul. Un vent de face favorise grandement la hauteur atteinte, mais c'est trop compliqué à analyser.

[Project2012]

Bonjour,

Nous sommes deux élèves passionnés d'aéronautique en classe prépa. Nous pratiquons le planeur depuis un certain temps dans les Pyrénées à La Llagone et depuis peu nous disposons d'un treuil électrique. Nous avons à réaliser un projet en vue de le présenter pour les oraux et, cette année le sujet est "Prévision". Nous sommes à la recherche de documents concernant la mécanique du treuillage (le moteur, le câble, le fusible).

Nous comptons faire un bilan de forces pour prévoir les caractéristiques du fusible et les efforts subis par le planeur. Nous aimerions aussi étudier le moteur et le système de régulation de couple.

Merci beaucoup par avance pour votre aide.

[Monsieur bobote]

Le mieux est de consulter le manuel du treuil.

En retro engineering j'opterai pour un système AC/DC moyenne tension avec un Silicon Control Rectifier avec un moteur à courant continu type traction ferroviaire (série). Dans ce cas la vitesse est gouvernée par la tension et le couple par l'ampérage, la limitation du couple électronique par l'ampérage.

En ce qui concerne les limitation treuillages elles sont déterminées par la JAR 22 http://www.soaridaho.com/Schreder/PDF_Documents/jar22.pdf

et notamment 22.583 22.711,713 (limitation crochet).

La valeur du fusible doit étre dans le manuel de vol JAR 22.1583 (g) (1) dans la pratique les clubs utilisent 2 fusibles 1 mono , un bi.

Une limitation devrait étre la masse maxi des surfaces non portantes 22.159 (b)avec la composante verticale du treuillage si elle est infèrieure aux conditions précédentes.

Notons que l'angle maxi de la treuillée est limité par la sécurité du crochet.

Le reste devrait étre trivial pour un Taupin munins d'un manuel de vol et de suffisament de loisirs pour faire du vol à voile