Empennage porteur ou pas ?

[jplandez]

Nommons D1 la distance qui sépare P1 de F, L celle qui sépare Mg de F, D2 celle qui sépare P2 de F et D celle qui sépare P1 de P2 donc D1 + D2 + D

Y'a pas un petit blème ? (je suppose une faute de frappe). Ca laisse à supposer que D = D1 + D2 + D. (en programmation, une itération là dessus tend vers l'infini.)
Ceci étant, la démo me semble exacte, même si j'ai pas bien compris la notion de barycentre de surfaces qui définirait le point F.

[ramoneur]

Ce que j'ai écrit est il erroné ?

En l’occurrence oui.
Parce que là on ne parle pas physique, mais langue française.
Un objet porteur, quand il porte moins, n'en reste pas moins porteur.
Et déporteur c'est le contraire.

Et pour le reste ? Parce que ces histoires de centrage c'est bien, mais ce n'est qu'une petite partie (et encore, dérivée) du problème d'origine !

Tu as raison on devrait parler de portance positive et négative, ce qui ne remet pas en cause les condition d’équilibre de force et de moment.
Le centrage que tu veuilles ou non te renseigne sur le signe de la portance de l'empennage (positive ou négative).
Le sujet d'origine, c'est le titre est "empennage porteur ou pas" ?

Nommons D1 la distance qui sépare P1 de F, L celle qui sépare Mg de F, D2 celle qui sépare P2 de F et D celle qui sépare P1 de P2 donc D1 + D2 + D

Y'a pas un petit blème ? (je suppose une faute de frappe). Ca laisse à supposer que D = D1 + D2 + D. (en programmation, une itération là dessus tend vers l'infini.)
Ceci étant, la démo me semble exacte, même si j'ai pas bien compris la notion de barycentre de surfaces qui définirait le point F.

Je me précipite pour changer...
C'est bien entendu D1+D2= D...tu l'avais compris.

F est le "centre de gravité" des surfaces en considérant les m² et un point d'application de cette surface, en l’occurrence le centre de poussée.

[jplandez]

C'est justement ce fameux point F qui m'intrigue. Comment la somme des moments "de portance" peut t'elle y être nulle et le point fixe, alors que les forces de portance des deux surfaces varient (en supposant leur CP fixes).
Ta démo démontre bien l'équilibre, que l'empennage soit porteur ou déporteur.
J'imagine que la suite concernera la "stabilité"

[ramoneur]

C'est justement ce fameux point F qui m'intrigue. Comment la somme des moments "de portance" peut t'elle y être nulle et le point fixe, alors que les forces de portance des deux surfaces varient (en supposant leur CP fixes).
Ta démo démontre bien l'équilibre, que l'empennage soit porteur ou déporteur.
J'imagine que la suite concernera la "stabilité"

L'équilibre d'un système solide a lieu lorsque les résultantes des forces et de leurs moments sont nulles.

Dans notre cas, la somme des portances équilibre le poids, la somme des moments (portances et poids) est nulle.
Les moments peuvent être pris par rapport à n'importe quel point du système. Le foyer en est un parmi une infinité, autant prendre celui ci car il nous intéresse pour parler de la stabilité.....

Le foyer ne prend pas en compte la valeur des portances, donc sa position ne peut être influencée par la valeur et la variation de ces portances.

Le foyer ne prend en considération que la valeur des surfaces et la distance qui les sépare. La position du foyer est donc fixe si on prend comme hypothèse que les surfaces sont invariables et que la position des CP l'est également.

Effectivement les ailes à géométrie variable et le déploiement de volets fowler obligeraient à calculer la position d'un nouveau foyer.
Pour les profils usuels, la position des CP est sensiblement constante sauf aux grandes incidences.
On peut donc nuancer en disant , la position du foyer est sensiblement constante ou simplifier en disant que le déplacement du foyer est suffisamment faible pour être négligé.

Tu as parfaitement deviné la suite sera la stabilité.

[wove]

Pour info, lien vers un document d'une page qui m'a permis de comprendre simplement la stabilité de certains avions conçus avec un empennage porteur.
http://accrodavion.be/Accrodavions/leco ... suite.html

[Marc B]

Faut vous mettre d'accord (une fois de plus ) sur la terminologie les gars

L'article de wove dit:

"Le foyer d'un avion est le point où s'exercent les variations de portance."

Ramoneur dit:

[
Le foyer ne prend en considération que la valeur des surfaces et la distance qui les sépare. La position du foyer est donc fixe si on prend comme hypothèse que les surfaces sont invariables et que la position des CP l'est également.

Alors quoi? Le foyer est un centre géométrique ou bien le point d'application d'une résultante dynamique?
Car si le foyer est une fonction liée à la variation de portance, il est de facto fonction de sa primitive, même si la relation mathématique est différente.

15 pages à cause de ces incompréhensions! Reprenez la réflexion de popele3: des références SVP et une terminologie commune, ça évitera la réflexion stérile.

Marc

[ramoneur]

L'article de wove dit:
"Le foyer d'un avion est le point où s'exercent les variations de portance."

Ramoneur dit:

[
Le foyer ne prend en considération que la valeur des surfaces et la distance qui les sépare. La position du foyer est donc fixe si on prend comme hypothèse que les surfaces sont invariables et que la position des CP l'est également.

Alors quoi? Le foyer est un centre géométrique ou bien le point d'application d'une résultante dynamique?
........

Marc

Le foyer est un point géométrique. Dans la littérature anglaise il est nommé Neutral Point et on ne parle pas de "centre d'application de variation de portance" .
Je ne sais pas qui à trouvé cette "définition" mais il n'a su apporter que de la confusion.

Au foyer, il n'y a pas de résultante dynamique. C'est un point qui fixe la limite du CG pour déterminer la stabilité. CG devant le foyer, l'appareil est stable, CG confondu avec le foyer l'équilibre est indéterminé, CG en arrière du foyer, l'appareil est instable.

[serge5694]

en fait les deux sont confondu. si on considère que la variation de portance est la différence entre la portance d'origine (quand l'avion était en équilibre) et celle après changement d'assiette.

le foyer comme la dit Ramoneur = surface empennage x distance entre foyer aile et foyer empennage/ surface empennage + surface aile

si on chiffre, aile 10m² empennage 2m² distance entre 4m foyer = 2X4/10+2= 0.66... .

Maintenant on a l'aile qui porte 450kg et l'empennage au neutre (avion en équilibre) le CP est égale au CP aile si on cabre et que la portance augmente de 2kg/m², ce surplus de portance ou s'applique t-elle ?
20kg de plus pour l'aile et 4 pour l'empennage la variation de portance à pour foyer le foyer avion.
20kg x 0m + 4kg x 4m / 20+4 = 0.66... j'ai pris le foyer d'aile comme point de référence mais vous prenez celui qui vous conviens.

[wove]

Pour info, voilà ce que j'ai fini par comprendre de tous ces échanges et recherches associées.
C'est certainement la même chose que plusieurs posts précédents, en le reformulant.

- Prenons un avion en vol stabilisé.
- Une perturbation quelconque modifie l'incidence de l'avion, disons en le cabrant.
=> Le Foyer représente le point où, en tenant compte des bras de leviers par rapport à ce point, l'effet cabreur généré par la variation de portance de l'aile est exactement compensé par l'effet piqueur généré par la variation de portance de l'empennage.
(fuselage négligé, mais cela ne change pas le raisonnement).

Par définition, ces variations (suite à la perturbation de départ) ont un couple résultant =0 au niveau du foyer.
- Si le centre de gravité est au niveau du foyer : pas d'effet de rotation ("Neutral Point") et l'avion reste dans sa position anormalement cabrée.
- Si le centre de gravité est devant le foyer : le bras de levier de l'empennage (par rapport au centre de gravité) "prend l'avantage" sur le bras de levier de l'aile : l'effet piqueur de l'empennage prédomine et ramène l'avion vers sa ligne de vol. Situation de stabilité.

À noter : le raisonnement s'intéresse aux variations de portance lors d'une perturbation : peu importe que l'avion soit conçu avec empennage déporteur (apparemment le plus courant) ou porteur.

[ramoneur]

- Prenons un avion en vol stabilisé.
- Une perturbation quelconque modifie l'incidence de l'avion, disons en le cabrant.
=> Le Foyer représente le point où, en tenant compte des bras de leviers par rapport à ce point, l'effet cabreur généré par la variation de portance de l'aile est exactement compensé par l'effet piqueur généré par la variation de portance de l'empennage.
(fuselage négligé, mais cela ne change pas le raisonnement).

Par définition, ces variations (suite à la perturbation de départ) ont un couple résultant =0 au niveau du foyer.
- Si le centre de gravité est au niveau du foyer : pas d'effet de rotation ("Neutral Point") et l'avion reste dans sa position anormalement cabrée.
- Si le centre de gravité est devant le foyer : le bras de levier de l'empennage (par rapport au centre de gravité) "prend l'avantage" sur le bras de levier de l'aile : l'effet piqueur de l'empennage prédomine et ramène l'avion vers sa ligne de vol. Situation de stabilité.

À noter : le raisonnement s'intéresse aux variations de portance lors d'une perturbation : peu importe que l'avion soit conçu avec empennage déporteur (apparemment le plus courant) ou porteur.

Avec un avion de formule Blériot à la charge maximale, l'empennage est déporteur. Je pense sur 100% des avions sont dans ce cas, ou alors ils sont mal conçus.
Reste à savoir si l'avion chargé à sa max max est le plus courant, si ce n'est pas le cas, tu as raison.

[aubert]

Bonjour
si ça peut aider
http://pierre.rondel.free.fr/Centrage_e ... bilite.pdf
bon, 14h c'est l'heure de la balade, faut s'aérer les méninges ... tempête de ciel bleu .... mais visi médiocre
Dominique

[ramoneur]

Pas mal ce lien, on affiche crânement que l'empennage peut être porteur ou déporteur...je me sens moins seul.

Je prépare une réponse sur la stabilité.
Comme je ne veux outrager personne, cela va demander un peu de temps

[ramoneur]

Pour expliquer la stabilité, je vais utiliser l'idée de Dominique

mais imagine que pour une raison inconnue l' hurluberlu après avoir bloqué le manche décide de sauter de cet avion.
On postule bien sûr que le centrage reste identique.

Pour cela j'ai imaginé un avion radio commandé de type Blériot qui a ces caractéristiques.



on va remplacer l'hurluberlu par un lest largable que l'on peut positionner où l'on veut ce qui fait que la masse sera toujours la même (450kg bien sur).
La position du centre de gravité est mesurée par rapport au bord d'attaque de l'aile pour être conforme aux pratiques courantes, un centrage a 0,1 signifie 0,1 m en arrière du bord d'attaque.
Par contre les moments seront calculés par rapport au foyer, pour mettre en évidence sa particularité.

Le lest sera placé de telle sorte que le CG puisse prendre les positions suivantes
0,1 donc devant le CP de l'aile
0,25 = coïncident avec le CP de l'aile
0,45 donc entre le CP de l'aile et le foyer
1,03 coïncident avec le foyer
1,50 derrière le foyer.

Voici la représentation des différents moments.



Pour un centrage à
0,1 le moment de l'empennage s'additionne avec le moment de l'aile
0,25 le moment de l'empennage est nul
0,45 le moment de l'empennage se retranche du moment de l'aile
1,03 le moment du poids est nul
1,5 le moment du poids s'additionne au moment de l'aile

Étape suivante on largue le lest et l'avion s'allège. A cet instant, les incidences restent ce qu'elles étaient car le pilote n'a pas eu le temps de corriger. La partie rouge disparait mais la bleue et la jaune subsistent brièvement. Le moment de ces portances reste inchangé, par contre l'avion n'est plus en équilibre car la somme des moments n'est plus nulle.



Pour un centrage à
0,1 le nez remonte de manière énergique, les moments de l'aile et de l'empennage s'additionnent. La correction du pilote est une action à piquer pour retrouver l'assiette
0,25 le nez remonte de manière énergique ->action à piquer
1,45 le nez remonte mais le couple est plus faible car on a un moment positif pour l'aile et négatif pour l'empennage. C'est d'autant plus notable que le CG se rapproche du foyer -> action à piquer
1,03 rien ne se passe, la somme des moments est nulle. L'avion reste en équilibre sur une tête d'épingle et son équilibre est indifférent. Le pilote n'a rien à faire, juste à garder son calme
1,5 le nez tombe car le moment de l'empennage est supérieur à celui de l'aile. La correction du pilote est une action à piquer pour diminuer le moment du stabilisateur et retrouver l'assiette

Le foyer est le point ou le comportement de l'avion change: avec le CG devant le foyer, le nez de l'avion remonte et derrière il tombe.
Le foyer est aussi le point,à partir duquel, le pilotage change.
Quand le CG est devant le foyer, si le nez monte il faut une action à piquer et s'il descend une action à cabrer.
Quand le CG et derrière le foyer, si le nez monte il faut une action à cabrer et s'il descend une action à piquer.

Jusqu'à une certaine limite en avant du foyer (limite usuelle 10à 15%) c'est gérable, derrière c'est nettement plus délicat pour le laisser à un pilote humain.

[plane]

Et l'influence de la variation de la vitesse de vol sur tout ça (sans rafales) ?
(c'est reparti pour 5 pages de délire)

[ramoneur]

Et l'influence de la variation de la vitesse de vol sur tout ça (sans rafales) ?
(c'est reparti pour 5 pages de délire)

C'est vrai que jusqu'à présent ta contribution a été des plus intéressantes, toute en subtilité.

Pour éviter le marsouinage , il ne faut pas boire d'alcool avant de voler.

Méfiance avec le foyer : c'est chaud et on risque de se brûler gravement

Je sais ,je suis pas obligé de lire , mais arrêter ce post , ça discrédite l'image de ce forum souvent trés intéressant !

Pourrais tu expliquer ce qui discrédite ce forum.
Ce que j'ai écrit est il erroné ?

Tu es toujours invité à apporter ta contribution et à répondre à la question. Nulle doute que cela va illuminer l'image du forum.