exercice panne moteur- finesse max et taux de chute mini

[Mart1]

Salut à tous!

Bon, je suis en plein apprentissage donc j'ai encore une question qui m'est venue après mon vol d'aujourd'hui... Mon instructeur a commencé à me répondre mais vu le manque de temps, je vous soumet ma question pour savoir ce que vous en pensez.

J'ai volé aujourd'hui et on a fait des exercices de pannes moteurs. Un peu d'information sur la machine: FK9, 1 cran de flaps, le manuel de vol donne une vitesse de finesse max à 100-110 km/h.
Donc pendant l'exercice de panne moteur, arrivant trop court, mon instructeur me dit de plutot chercher les 120 km/h car cela me permettra d'arriver plus loin. En effet, on arrive jusqu'à la piste alors qu'une vitesse de 110 nous aurait mis dans le champ de patates.
Il y a quelque chose que je n'ai pas bien compris:
A 120 km/h selon lui, on est à la vitesse de taux de chute mini (en effet, le FK9 chute beaucoup plus vite à 110 km/h qu'à 120 km/h). Pour moi il est illogique que la vitesse de taux de chute mini soit plus grande que la vitesse de finesse max! (a moins que la vitesse donnée dans le manuel est complètement erronée?)
Pourquoi le fait d'avoir une vitesse plus grande que celle de finesse max m'a permis d'atteindre le terrain? Comment ca se fait que vitesse de chute mini soit plus grande que vitesse finesse max?

Merci beaucoup pour votre aide
Martin

[iznogood]

La vitesse de finesse max te permets d'aller le plus loin possible .
La vitesse de taux de chute mini te permets de rester en l'air le plus longtemps possible , mais tu arriveras moins loin .

[Pimprenelle]

par définition, la finesse est le résultat du rapport (vitesse horizontale)/(taux de chute (ou vitesse verticale)).

tiens, un exemple de polaire (je sais, c'est parapente, mais c'est la seule que j'ai trouvé avec explications dessus...

[Mart1]

Merci Pimprenelle et Iznogood!

A mon avis les vitesses données dans le manuel de vol sont complètement erronées... Par exemple ils indiquent que le FK9 decroche à 70 km/h alors que c'est 80 en vrai, finesse max à 100 km/h alors que c'est 120 en vrai! Quand meme bizarre d'avoir des valeurs si différentes entre la réalité et le manuel alors que c'est une question de sécurité essentielle je trouve!

[buellx1]

Tous dépend de la charge durant les tests d'homologation et de la charge pendant tes vols (poids du passager et carburant embarqué).

[Pimprenelle]

en fait, plus tu charges ton ULM, plus tu décale la polaire des vitesse.

la finesse max est toujours la même, mais plus tu es chargé, plus elle se décale vers le haut. C'est pour cette raison qu'on ballaste les planeurs avec de l'eau... si à vide la finesse max est à 110 km/H, elle se décale à 130; 140, voie plus avec les 100 litres de flotte dans les ailes....

par contre, la polaire se décale en entier, donc la vitesse de décrochage augmente aussi, la vitesse de taux de chute mini aussi...

[JETHRO]

en fait, plus tu charges ton ULM, plus tu décale la polaire des vitesse.

la finesse max est toujours la même, mais plus tu es chargé, plus elle se décale vers le haut. C'est pour cette raison qu'on ballaste les planeurs avec de l'eau... si à vide la finesse max est à 110 km/H, elle se décale à 130; 140, voie plus avec les 100 litres de flotte dans les ailes....

par contre, la polaire se décale en entier, donc la vitesse de décrochage augmente aussi, la vitesse de taux de chute mini aussi...

Bonjour Pimprenelle,

Je prends ce sujet au vol, et je suis un peu interloqué... ou bien je n'ai pas tout compris !
Il faut bien s'entendre lorsque l'on parle de FINESSE.
A ne PAS simplifier, ou confondre, avec VITESSE de FINESSE MAX !

Ce n'est pas du tout la même chose, et de loin.

Tu écris plus haut, je te cite :
"par définition, la finesse est le résultat du rapport (vitesse horizontale)/(taux de chute (ou vitesse verticale))."
fin de citation.

Or, la définition rigoureuse de la finesse s'applique au rapport entre la portance et la traînée d'un profil d'aile donné, ou au rapport entre ses cœfficients de portance et de traînée (ce qui revient au même), en fonction des angles d'attaque de ce profil par rapport au vent incident.
On en détermine la finesse max dudit profil soit par calcul d'après la table des cœfficients du profil (rapport Cz/Cx), soit par la tangente à sa courbe polaire (tracée sur diagramme Cz-Cx) menée depuis l'origine Zéro de ce diagramme.

Cette finesse max-là, qui est en fait le rapport de deux forces, est un chiffre sans dimensions caractéristique du profil considéré, et qui est immuable et constant.
Maintenant, si l'on "greffe" sur ce profil un fuselage pesant (ou toute autre excroissance pesante), on va trouver une finesse max aéronef différente de celle du profil.
De plus, cette finesse max aéronef variera en fonction de la charge (en poids) variable qui est appliquée à l'ensemble aile+fuselage : la finesse max du profil est constante, la finesse max de l'aéronef ne l'est pas, contrairement à ce que l'on croit généralement !
En effet, selon la charge supportée, la portance nécessaire fournie par l'aile devra varier, ainsi que la traînée globale aile+fuselage qui ne suivra pas la même variation dans les mêmes proportions.

C'est ce qui peut expliquer les différences constatées sur le même aéronef concernant des vitesses auxquelles on trouve des finesses max d'aéronef essentiellement variables en fonction des poids totaux emmenés.

Ce qui est dit ci-dessus s'applique également au taux de chute mini (vitesse verticale minimum) qui peut être assimilé à l'autonomie maximale, laquelle est le meilleur produit traction.vitesse (sur trajectoire), produit dans lequel l'élément "traction" est fourni en cas de vol plané par le poids en vol multiplié par le sinus de l'angle de plané.

Cordialement,

[robur]

...Maintenant, si l'on "greffe" sur ce profil un fuselage pesant (ou toute autre excroissance pesante), on va trouver une finesse max aéronef différente de celle du profil.
De plus, cette finesse max aéronef variera en fonction de la charge (en poids) variable qui est appliquée à l'ensemble aile+fuselage : la finesse max du profil est constante, la finesse max de l'aéronef ne l'est pas, contrairement à ce que l'on croit généralement !
En effet, selon la charge supportée, la portance nécessaire fournie par l'aile devra varier, ainsi que la traînée globale aile+fuselage qui ne suivra pas la même variation dans les mêmes proportions.

Pas d’accord , pour une machine donnée, la finesse ne depend que de Cz et par conséquent de l’incidence..Le Cz de finesse maximale est atteint pour une vitesse qui dépend de la masse.
En modifiant la charge alaire ( ballasts ) les vélivoles "placent " la finesse maximale de leurs planeurs à des vitesses différentes.
La valeur de la finesse maximale varie très peu en fonction de la charge.
( Cette variation est liée au changement de valeur du frottement du à la modification du nombre de REYNOLDS.)

...Ce qui est dit ci-dessus s’applique également au taux de chute mini (vitesse verticale minimum) qui peut être assimilé à l’autonomie maximale, laquelle est le meilleur produit traction.vitesse (sur trajectoire), produit dans lequel l’élément “traction” est fourni en cas de vol plané par le poids en vol multiplié par le sinus de l’angle de plané.

La finesse maximale et la vitesse de chute minimale dépendent de la manière dont le Cx total de la machine évolue en fonction du Cz.

L’approximation la plus courante de la polaire d’un aéroplane est donnée par l’expression (bien connue) suivante :

Cx total = Cx0  + K Cz ² 

Cx0 est le Cx à Cz nul 
K = dCx / d Cz²

Rentre dans K , la traînée induite de la voilure , de l’empennage et évidemment tout ce qui évolue avec  l’incidence. Cette expression est approximative, parce que toutes les évolutions de traînée  ne sont pas strictement proportionnelles à Cz ², mais d’après certains auteurs pour des Cz compris entre 0.4 et 1,  les écarts peuvent être négligés. 

On peut démontrer :
1-Que le Cz de  finesse maximale = ( Cx0 / K )^ 0.5 
2-Que le Cz donnant la vitesse de chute minimale =  ( 3 Cx0 / K  ) ^0.5 


.

[robur]

....
PS : Pimprenelle a parfaitement raison!

.

[Girino]

....
PS : Pimprenelle a parfaitement raison!

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C'est une approximation généralement admise : La finesse max ne change pas avec la charge.
Mais .... Je me suis souvent demandé jusqu'ou l'augmentation de la trainée induite par l'augmentation de cette même charge pouvait être négligée...

[robur]

....
PS : Pimprenelle a parfaitement raison! .

C'est une approximation généralement admise : La finesse max ne change pas avec la charge.
Mais .... Je me suis souvent demandé jusqu'ou l'augmentation de la trainée induite par l'augmentation de cette même charge pouvait être négligée...

La finesse maximale est obtenue pour une seule valeur de Cz
Dit autrement : La charge ne change pas la valeur du Cz pour lequel la finesse maximale est obtenu, mais uniquement la vitesse de vol...
La trainée induite varie comme Cz ² , par conséquent pour une machine donnée, quelle que soit la charge alaire, à finesse max la trainée induite sera toujours identique....

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[Girino]

C'est une approximation généralement admise : La finesse max ne change pas avec la charge.
Mais .... Je me suis souvent demandé jusqu'ou l'augmentation de la trainée induite par l'augmentation de cette même charge pouvait être négligée...

La finesse maximale est obtenue pour une seule valeur de Cz
Dit autrement : La charge ne change pas la valeur du Cz pour lequel la finesse maximale est obtenu, mais uniquement la vitesse de vol...
La trainée induite varie comme Cz ² , par conséquent pour une machine donnée, quelle que soit la charge alaire, à finesse max la trainée induite sera toujours identique....

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Absolument d'accord pour le cas d'une aile toute seule, d'allongement finie ou infinie (profil seul).

Je me pose cependant la question de la polaire de l'avion complet. Un planeur est d'une qualité aérodynamique bien supérieure à celle d'un avion léger et il y a certaines trainées parasites qui peuvent sans aucuns doutes êtres négligées sur un planeur mais peut-être pas sur un avion ou un ULM.

En effet, un fuselage participe à la trainée de frottement (proportionnelle à la surface) avec l'augmentation de la vitesse, sans pour autant ajouter de la portance avec l'augmentation de cette même vitesse.

De même, comment être sur que la perturbation de la liaison du fuselage sur l'aile réalise une homothétie entre le Cz et le Cx ?

Les empennages sont source de trainées de frottement et induites par la portance d'équilibrage.

Tout cela ne participe pas forcément à la sustentation globale et fait que le Cz va évoluer différemment du Cx avec l'augmentation ou la diminution de la vitesse air. Et dans ce cas, peut-on encore dire que la finesse max ne change pas avec la charge et est = Cz/Cx ?

Je me demande simplement jusqu'où les approximations qui sont faites avec les planeurs peuvent elles êtres transposées aux avions et aux ULM ?

[robur]

Absolument d'accord pour le cas d'une aile toute seule, d'allongement finie ou infinie (profil seul).

Je me pose cependant la question de la polaire de l'avion complet. Un planeur est d'une qualité aérodynamique bien supérieure à celle d'un avion léger et il y a certaines trainées parasites qui peuvent sans aucuns doutes êtres négligées sur un planeur mais peut-être pas sur un avion ou un ULM.

En effet, un fuselage participe à la trainée de frottement (proportionnelle à la surface) avec l'augmentation de la vitesse, sans pour autant ajouter de la portance avec l'augmentation de cette même vitesse.

De même, comment être sur que la perturbation de la liaison du fuselage sur l'aile réalise une homothétie entre le Cz et le Cx ?

Les empennages sont source de trainées de frottement et induites par la portance d'équilibrage.

Tout cela ne participe pas forcément à la sustentation globale et fait que le Cz va évoluer différemment du Cx avec l'augmentation ou la diminution de la vitesse air. Et dans ce cas, peut-on encore dire que la finesse max ne change pas avec la charge et est = Cz/Cx ?

Je me demande simplement jusqu'où les approximations qui sont faites avec les planeurs peuvent elles êtres transposées aux avions et aux ULM ?

Bonjour Girino,

La seule réponse à cette question que je trouve est donnée par HOERNER ( fluid dynamic drag ) :

Pour un avion tel que le Me 106 G qui n’est pas vraiment un ULM ,la courbe trainée induite en fonction du carré de la portance est une droite,
Entre Cz = 0 et Cz = 1
Ce qui veut dire que dans cette plage , les trainées non directement liées à la portance évoluent, elles aussi comme Cz²...

Pour un planeur ( sao paulo ?,) à profil fortement cambré , cette linéarité Cd i= f ( Cz² ) n’est vérifiée qu’entre des Cz compris entre 0.4 et 1
.

[Girino]

Merci pour l'info, l'exemple du Messerschmitt est particulièrement parlant.
J'en conclue donc que la finesse max est d'autant plus indépendante de la charge que l'avion ... plane mal ...