[O. Caldara] Reflex ... ions

[Douk-Douk]

qu'est-ce qui peut rendre un profil "autostable" ?

J'ai une question relative à ta question : pourquoi vouloir rendre un profil autostable ?

J'ai toujours appris qu'un parapente est aérodynamiquement instable mais (très) stable mécaniquement

D'un autre côté j'ai compris que la conception d'un parapente c'est toute une histoire de compromis. Donc si tu veux augmenter la stabilité aérodynamique, ça va se faire au détriment d'autre chose (au 1er hasard de la maniabilité par exemple).

Bonjour Piwaille,

À la question pourquoi rendre un profil autostable :
Pour avoir un bord d'attaque beaucoup plus solide, pour laisser voler l'aile avec moins d'action sur les freins, avoir beaucoup moins de fermetures, un peu comme les ailes de la dernière décennie.

Oui, il y a les "revers de la médaille".

--La maniabilité : Olivier Caldara l'explique, on peut y remédier avec une voûte plus prononcée, ou un calage différent des bouts d'ailes (un vrillage), des bouts d'ailes avec un profil "neutre", et peut-être d'autres artifices ?

--La portance moindre : Pourrait être compensée avec une charge alaire moins élevée.
La portance est moindre à cause de la traînée du "reflex" , mais si le profil "autostable" est causé par un artifice en bord d'attaque, peut-être que la traînée rentre moins en compte ?

--Des réactions plus "violentes" en cas de fermetures :
Comme il y a moins de fermetures ça compense. (lol)

                                  [--------------------]

Pour savoir si le "shark-nose" change l'emplacement de la zone dépression sur l'extrados, je n'ai pas trouvé d'informations.
Mais apparemment il y a bien un changement de l'emplacement de la zone de "surpression" sur l'intrados ! (photo ci-dessous)

[gib]

Questions :

--Est-ce que le "shark-nose", ou le recul des ancrages des "suspentes A" et pourquoi pas les joncs ont "tendance" à rendre un profil "autostable" ?

Non, pas du tout, rien à voir, sauf déformation cause mauvais positionnement de la dernière rangée ...

--Est-ce qu'une conception "style" comme dans les "années 2005", 4 lignes, ou avec des renforts "mylar", ou des ancrages de "suspentes A" proche des entrées d'air, ont "tendance" à rendre un profil "neutre" ?

Même réponse, quand on parle caractéristique d'un profil on ne parle que du profil, c'est déjà bien assez compliqué pour ne pas mélanger en même temps les éventuels problèmes de déformation de structure ...

-- À part le "reflex", qu'est-ce qui peut rendre un profil "autostable" ?

Un autostable n'est pas forcément caractérisé par le bord de fuite qui se relève, à partir du moment où la distance entre le foyer du profil (dans un axe vertical partant de l'extrados à l'intrados) est plus importante en intrados qu'en extrados, tu as affaire à un profil à coefficient de moment positif (autostable) => cad lorsque l'aile cabre en rencontrant un thermique son CP recule (induisant un couple piqueur), contrairement à un profil instable où le CP avance (induisant un couple cabreur) ...

L'effet est effectivement dit "autostable" mais d'autres problèmes apparaissent qui font que finalement ces profils (vraiment) "autostable" sont peu utilisés ... sauf en paramoteur ou encore en kite ...

Le profil typique du parapente de vol libre a un coeff de moment (cmo) neutre très proche de zéro ou très légèrement positif, ça va de très légèrement négatif à très légèrement positif ...

[gib]

Ça rappellera des souvenirs aux utilisateurs d'une série de Booms. Au 2ème barreau, il suffisait de tirer 10 cm de freins (et donc détruire le profil reflex) pour être sûr de se prendre le bord d'attaque dans le nez ! Perso, sur des voiles à partir de D, je ne m'amuse pas à toucher aux freins quand je suis accéléré à bloc. Mais bon, à part sur les compètes, j'ai rarement l'occasion de tout pousser…

C'est normal, Gin avait utilisé un profil franchement autostable (cmo positif), puis pour ramener le cmo à zéro comme tout les profils parapentesques, il a fortement augmenté l'épaisseur de corde moyenne ..

Explication : quand tu augmentes l'épaisseur de corde moyenne tu augmente l'instabilité du profil et tu améliores fortement le CZ, donc tu tends vers les cmo négatif (profil instable) ... ou zéro dans son cas ..

Si je me souviens bien il était monté à 3,2 %, c'est la distance entre la corde du profil et le sommet de corde moyenne,  pour comparaison une U3 ou Ucross est à 2% et une U6 à 2,2%, U7 2,4% ... 1 point de plus c'est énorme, je ne sais pas s'il utilise encore cette technique, c'était bien pensé ...

Il y a des avantages mais aussi des inconvénients, entre autre celui que tu viens de citer ...

Je l'ai quelque part dans mon ordi son profil, il me l'avait filé pour l'analyser ...

[Douk-Douk]

Questions :

--Est-ce que le "shark-nose", ou le recul des ancrages des "suspentes A" et pourquoi pas les joncs ont "tendance" à rendre un profil "autostable" ?

Non, pas du tout, rien à voir, sauf déformation cause mauvais positionnement de la dernière rangée ...

--Est-ce qu'une conception "style" comme dans les "années 2005", 4 lignes, ou avec des renforts "mylar", ou des ancrages de "suspentes A" proche des entrées d'air, ont "tendance" à rendre un profil "neutre" ?

Même réponse, quand on parle caractéristique d'un profil on ne parle que du profil, c'est déjà bien assez compliqué pour ne pas mélanger en même temps les éventuels problèmes de déformation de structure ...

-- À part le "reflex", qu'est-ce qui peut rendre un profil "autostable" ?

Un autostable n'est pas forcément caractérisé par le bord de fuite qui se relève, à partir du moment où la distance entre le foyer du profil (dans un axe vertical partant de l'extrados à l'intrados) est plus importante en intrados qu'en extrados, tu as affaire à un profil à coefficient de moment positif (autostable) => cad lorsque l'aile cabre en rencontrant un thermique son CP recule (induisant un couple piqueur), contrairement à un profil instable où le CP avance (induisant un couple cabreur) ...

L'effet est effectivement dit "autostable" mais d'autres problèmes apparaissent qui font que finalement ces profils (vraiment) "autostable" sont peu utilisés ... sauf en paramoteur ou encore en kite ...

Le profil typique du parapente de vol libre a un coeff de moment (cmo) neutre très proche de zéro ou très légèrement positif, ça va de très légèrement négatif à très légèrement positif ...

Bonjour Gib,
Et merci d'avoir répondu.

J'ai trouvé une autre image sur un "forum-parapente" .
Le lien :
https://www.paraglidingforum.com/viewtopic.php?p=p443384
D'après ce que j'ai compris c'est une personne qui s'est amusé à faire une simulation ( javafoil) des différences pression entre un profil (sans shark-nose) et un autre profil (avec shark-nose)
Photo ci-dessous :

Je pensais qu'il y aurait une différence de CP au niveau de l'extrados !
Effectivement je me suis trompé.
Mais il y a quand même une sacré différence de "pression" au niveau des entrées d'air !


Je n'ai pas assez de "connaissances" pour en déduire quelque chose.
Mais d'après "Zozone" il y a que des avantages ! (Lol)

[Colombo]

un profil franchement autostable (cmo positif), 

Salut,
Quelle est ta définition du cm0 ?
Si c'est le coefficient de moment CM, similaire au coefficient de trainée CX ou portance CZ, ce coefficient n'indique pas la stabilité, mais la position du centre de poussé par rapport à point de référence (arbitraire). En général, sur les profils 2D, ce point est a 25% de corde et un CM positif indique seulement que le centre de poussée est devant (moment à cabrer). Chez les constructeurs d'avion, ce point peut-être n'importe où (en général vers le centre de gravité estimé de l'avion).

Ce qui fait la stabilité, c'est la variation du CM avec l'incidence (la dérivé). Si elle est positive, c'est instable (le Cp avance), si elle est négative c'est stable (le Cp recule). Pour une vrai stabilité, il faut que la pente négative soit suffisante pour contrer le moment d'inertie de l’aéronef.

La valeur absolue du CM n'est utile que pour le centrage. Sur un avion, en général on est en positif pour qu'en cas de décrochage, l'avion pique du nez. Mais on peut très bien faire un avion stable avec un CM négatif. C'est plus performant (l’empennage ne déporte pas, mais participe à la portance générale), mais en cas de décrochage, on ne peut pas en sortir facilement car l'avion cabre.... Sur un bateau où le décrochage de la dérive n'est pas aussi dangereux qu'en avion, on travail en CM négatif pour être performant.

Un exemple de profil à CM positif (en incidence positive), mais qui est instable (pente positive) : http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=naca23024-il
Un exemple de profil reflex où l'on voit bien la zone de stabilité (pente négative) entre 2 et 7° d'incidence http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=naca24112-jf
A regarder pour un Re de 1milion.

Un profil reflex revient à coller un empennage en déportance derrière l'aile. Donc plus on veut de la stabilité, plus on dégrade la finesse. Il vaut mieux mettre un empennage loin derrière avec une petite surface portante pour ne pas être trop pénalisé et/ou avoir un fort moment stabilisant.

[gib]

Salut,
Quelle est ta définition du cm0 ?

C'est un coefficient de moment de tangage à angle de portance nul => un coeff de moment comme en mécanique, le produit d'une force par une distance ..

Un profil symétrique à angle de portance nul a un Cmo de 0 .. tu augmentes la cambrure, le Cmo passe en négatif, c'est un profil instable qui ne peut voler tel quel sans dispositif de stabilisation, la stabilité pendulaire en ce qui concerne les parapentes, l'empennage en ce qui concerne les avions ...

https://fr.wikipedia.org/wiki/Moments_a%C3%A9rodynamiques

Le produit d'une force par la distance donne un moment.

Selon les trois axes d'étude des mouvements : roulis (x), tangage (y), lacet (z), on aura trois moments :

    moment de roulis, avec son coefficient Cl
    moment de tangage, avec son coefficient Cm
    moment de lacet, avec son coefficient Cn

Concrètement un profil de parapente doit avoir les caractéristiques d'un profil à coeff de moment proche de zéro ....

Un profil symétrique se caractérise par un Cmo = à 0 (le CP se situe au foyer et bouge peu avec les perturbations)

Un instable se caractérise par un Cmo négatif

Un autostable se caractérise par un Cmo positif

Plus le Cmo est important, plus le CP bouge, ce qui se traduit par des ailes instables en tangage, l'autostable ne déroge pas à la règle s'il est piloté avec les freins ...

Les autostables ne sont pas ou peu utilisés en parapente de vol libre parce que la stabilité est obtenue au détriment du CZ, toutes surcharges se transforme en vitesse sur trajectoire, en thermique c'est assez moyen, et quand tu freines le profil redevient un profil instable avec de grandes amplitudes du CP à la clé, ce qui est l'effet contraire à ce qui est recherché.

En kite, les autostables permettent le dépower de l'aile en relâchant la barre (la portance se concentre alors sur le BA, l'aile se retrouve en drapeau), on est dans des considérations éloignées des parapentes.

[Colombo]

C'est un coefficient de moment de tangage à angle de portance nul => un coeff de moment comme en mécanique, le produit d'une force par une distance ..

Si on néglige la trainée, le Cm (coefficient de moment de tangage) est nul à portance nul, car comme tu le dis, c'est une force (la portance) et un distance (la position du CP par rapport a ton point de référence)
La valeur absolu du Cm ne te donne que la position relative du centre de poussé par rapport au point de référence  (qu'on place où on veut !). Ce n'est pas une information sur la stabilité. Sur les profils 2D, on le met à 25% de corde car effectivement, c'est proche du CP qui est stationnaire pour un profil symétrique.

Un profil symétrique à angle de portance nul a un Cmo de 0 .. tu augmentes la cambrure, le Cmo passe en négatif, c'est un profil instable qui ne peut voler tel quel sans dispositif de stabilisation, la stabilité pendulaire en ce qui concerne les parapentes, l'empennage en ce qui concerne les avions ...

https://fr.wikipedia.org/wiki/Moments_a%C3%A9rodynamiques

Le lien Wikipédia dit bien la même chose que moi. :     
On étudie la variation d (pour delta) du moment de tangage dCm en fonction de la variation de l'angle d'incidence dα :

        dCm / dα : noté pour simplifier Cmα, dérivée de stabilité en tangage.
        une valeur négative de Cmα indique une stabilité en tangage positive, et inversement.

Si ton Cm0 est comme le Cma wikipédia , c'est la dérivée du moment de tangage Cm, et c'est un Cm0 négatif qui est stable (et non positif comme tu l'écris).

J'ai l'impression que tu fais un raccourci en disant qu'un profil très cambré (avec généralement un Cm négatif à incidence positive) est instable (c'est vrai). Sauf que ce n'est pas vrai tout le temps, cf mon premier exemple sur airfoiltools où le cm est positif mais le profil est quand même instable (dérivée positive donc cm0 positif).

Personnellement, je trouve la notation Cma (cm0) assez trompeuse car on à l'impression que c'est simple un coefficient de moment, alors que non, c'est une dérivée.

[Douk-Douk]

Bonjour à tous,

J'ai trouvé un autre article intéressant.

http://www.avlnc.nc/blog/la-vitesse/

Extrait :
"Conclusion
Il faut donc trouver le bon compromis en agissant sur la surface, le choix de profil, l’ajout de dispositifs pour le maintien de son rendement (joncs)…
La tendance qui se dessine clairement: réduction raisonnable de la surface, augmentation de la pression interne (systèmes du type Sharknose), augmentation de la dose reflex (y compris pour les ailes de vol libre)

Extrait du dossier Voler-Info de mai 2014"

[gib]

La valeur absolu du Cm ne te donne que la position relative du centre de poussé par rapport au point de référence  (qu'on place où on veut !). Ce n'est pas une information sur la stabilité.

Sur les profils 2D, on le met à 25% de corde car effectivement, c'est proche du CP qui est stationnaire pour un profil symétrique.

Premier point, bien sûr que si, c'est un des paramètres les plus importants dans le choix de la chiffraison du profil,  on est dans les voilures à structure souple là, ce ne sont pas dans les ailes rigides avec empennage ....


25% de corde, ça ce sont les profils d'antan... t'es loin du compte, le sommet de corde moyennes se situe actuellement à 15% sur mes ailes ...et entre 15 et 20% sur la plupart des voiles de séries ...

[gib]

Si ton Cm0 est comme le Cma wikipédia , c'est la dérivée du moment de tangage Cm, et c'est un Cm0 négatif qui est stable (et non positif comme tu l'écris).

J'ai l'impression que tu fais un raccourci en disant qu'un profil très cambré (avec généralement un Cm négatif à incidence positive) est instable (c'est vrai). Sauf que ce n'est pas vrai tout le temps, cf mon premier exemple sur airfoiltools où le cm est positif mais le profil est quand même instable (dérivée positive donc cm0 positif).

Personnellement, je trouve la notation Cma (cm0) assez trompeuse car on à l'impression que c'est simple un coefficient de moment, alors que non, c'est une dérivée.

cmo négatif = profil instable ... nécessitant un dispositif stabilisant, c'est écrit en toutes lettres dans tout les bons ouvrages traitant de mécanique du vol !

tu rentres dans un thermique l'incidence augmente, le CP avance en accentuant les effets de la perturbation (c'est pourquoi il est dit "instable") ..

cmo positif = profil autostable ...

tu rentres dans un thermique le CP recule (c'est pourquoi il est dit "autostable") ... c'est le b à ba de la mécanique du vol ...

[Colombo]

cmo négatif = profil instable ... nécessitant un dispositif stabilisant, c'est écrit en toutes lettres dans tout les bons ouvrages traitant de mécanique du vol !

tu rentres dans un thermique l'incidence augmente, le CP avance en accentuant les effets de la perturbation (c'est pourquoi il est dit "instable") ..

cmo positif = profil autostable ...

tu rentres dans un thermique le CP recule (c'est pourquoi il est dit "autostable") ... c'est le b à ba de la mécanique du vol ...

Je suis bien d'accord sur l'effet de déplacement du CP pour stabiliser. Et je n'ai pas de doute sur le fait tu comprennes bien la physique.
Par contre, non, un Cm0 (= dCm/dalpha) positif est instable.

Les définitions sont les suivantes :
- Cm=M/ (Q Sref lref)
M, c'est un moment, donc une force F * une longueur L. La force, c'est la portance Fz. Mais ce L, il faut bien le définir à partir d'un point ! On prend par convention 25% de corde sur les profils 2D, mais c'est arbitraire. On pourrait le calculer à partir du nez par exemple. Par convention, un Cm positif provoque un moment de tangage positif par rapport au point de référence choisi.

- Cm0 = dCm/dalpha
C'est la dérivé du Cm en fonction de l'incidence alpha. C'est donc la pente de la courbe Cm vs Alpha.

Si ton Cm augmente (le cp avance) quand alpha augmente, ta dérivée Cm0= dCm/dalpha est positive, tu es instable.
Pour être stable, il faut que le Cm baisse (le cp recule) quand l'incidence augmente. On a donc une dérivée Cm0= dCm/dalpha négative.
C'est écrit dans le lien wiki dont j'ai recopié le paragraphe. C'est simplement des mathématiques enfaite.
Soit tu n'utilises pas les conventions aérodynamiques classiques (Cm positif = tangage positif), soit tu te mélanges les pinceaux dans les définition du Cm et Cm0.

Et je réaffirme que le Cm ne donne pas la stabilité, c'est simplement le moment de tangage par rapport à un point de référence. C'est une définition. Par exemple en soufflerie, on mesure les coefficients aérodynamiques avec une balance. C'est un barreau qui se déforme et qui nous donne les 6 coefficients par rapport à un point de référence qui est situé au centre de la balance. Si tu places un avion (qui est stable avec un Cm0 négatif) au bout de la balance, on va mesurer un Cm positif très important à cause du déport de l'avion par rapport à ce point (gros bras de levier). On doit donc ensuite déplacer les efforts (mathématiquement) pour ce mettre à un point de référence "utile" pour le constructeur. Ça peut être 25% de corde, mais dans le cas d'un avion, c'est généralement vers le centre de la plage de centrage prévue pour le vol. Donc le Cm peut avoir la valeur que l'on veut. En revanche, la stabilité Cm0=dCm/dalpha n'est pas affectée par le déplacement du point de référence.

[Colombo]

25% de corde, ça ce sont les profils d'antan... t'es loin du compte, le sommet de corde moyennes se situe actuellement à 15% sur mes ailes ...et entre 15 et 20% sur la plupart des voiles de séries ...

Je parle simplement du point de référence où est calculé le coefficient de moment de tangage. En général, c'est donné par rapport à un point situé à 25% de corde. C'est ce point qu'utilisera Xfoil pour te donner ton Cm.
Je pense que cette convention vient du fait que sur un profil symétrique, ce Cp est effectivement proche de ce point (on a donc des Cm proche de zéro).

[gib]

Et je réaffirme que le Cm ne donne pas la stabilité, c'est simplement le moment de tangage par rapport à un point de référence. C'est une définition. Par exemple en soufflerie, on mesure les coefficients aérodynamiques avec une balance.

C'est comme ça, moi je n'y peux rien ... essayez de construire un parapente avec un profil a cmo fortement négatif avec un sommet de corde moyenne dépassant 3 et on va bien rigoler, la voile sera complètement involable, ou alors en air calme seulement ...

J'ai l'impression que vous avez de l'expérience en aile rigide, delta peut être, et que vous obtenez de la stabilité avec les artifices de l'aile delta, la flèche, le dièdre positif, et le vrillage négatif en plus de la stabilisation pendulaire ...

En parapente c'est très différent, on est dans le "tout souple" et la perception du fonctionnement des profils s'en ressent fortement, ce ne sont pas des considérations à prendre à la légère, la chiffraison du profil influence directement le comportement de la voile, il n'y a pas d'empennage, tout est souple, il n'y a pas de flèche et de vrillage négatif induisant de la stabilité ...

Tout est plus difficile dans le parapente ...

[gib]

Je parle simplement du point de référence où est calculé le coefficient de moment de tangage. En général, c'est donné par rapport à un point situé à 25% de corde. C'est ce point qu'utilisera Xfoil pour te donner ton Cm.
Je pense que cette convention vient du fait que sur un profil symétrique, ce Cp est effectivement proche de ce point (on a donc des Cm proche de zéro).

Ok d'accord, oui je connais bien, on appelle ça le foyer ...

En tout les cas si vous voulez construire une voile, utiliser un profil avec un cmo très proche de zéro est un impératif absolu ...

Les profils typiques qu'on rencontre actuellement ont 2 à 2,7% d'epp de corde moyenne, généralement très proches du BA (15 à 20%), et de 16 à 18% d'épaisseur relative  ..

[Colombo]

C'est comme ça, moi je n'y peux rien ... essayez de construire un parapente avec un profil a cmo fortement négatif avec un sommet de corde moyenne dépassant 3 et on va bien rigoler, la voile sera complètement involable, ou alors en air calme seulement ...

J'ai l'impression que vous avez de l'expérience en aile rigide, delta peut être, et que vous obtenez de la stabilité avec les artifices de l'aile delta, la flèche, le dièdre positif, et le vrillage négatif en plus de la stabilisation pendulaire ...

En parapente c'est très différent, on est dans le "tout souple" et la perception du fonctionnement des profils s'en ressent fortement, ce ne sont pas des considérations à prendre à la légère, la chiffraison du profil influence directement le comportement de la voile, il n'y a pas d'empennage, tout est souple, il n'y a pas de flèche et de vrillage négatif induisant de la stabilité ...

Tout est plus difficile dans le parapente ...

Je suis ingénieur en soufflerie, mon métier consiste à mesurer des polaires d'avion (et autre engins). Je n'ai clairement pas ton expérience sur les profils souples malgré quelques kites et parapente RC. (C'est long à coudre!)

En regardant sur le net, il y a différentes définitions, ce qui doit ajouter de la confusion. De plus je n'utilise pas la notion de Cm0 d'où ma question sur sa définition dans le premier post.

J'ai fini par trouver qu'apparemment Cm = Cm0+ fct(alpha), c'est une simplification car c'est rarement linaire (il n'y a qu'a prendre des profils au hasard sur airfoiltools pour voir que ce c'est jamais une droite). Mais comme le Cm ne bouge pas beaucoup, finalement utiliser le Cm0 est une approximation pas si mauvaise dans la plupart des cas.
En aéro, la convention, c'est Cm>0 = mouvement de tangage positif (le nez se lève). Donc le centre de poussé est devant le point de référence. A priori en Allemagne c'est l'inverse. Personnellement au travail, je n'ai jamais vu ça, mais bon...ce n'est que des conventions.

Cma = dCm/dalpha. Il faut que ce soit négatif pour être stable. Là, toute les sources que je trouve sont d'accord. Ça tombe bien, c'est exactement ce que je vois sur les polaires des avions. On retrouve bien également un Cma négatif en faisant le bilan global des moments sur un parapente (stabilité statique).

Le raccourci qui est fait, c'est de dire qu'un profil très cambré ayant typiquement un Cm0 (ou Cm) négatif sera instable avec un Cma positif (et inversement). Ce qui est globalement vrai, même si l'information de stabilité n'est pas contenu dans le Cm0, mais dans le Cma.

Avoir un Cm proche de zéro pour un parapente doit effectivement être une bonne chose car ça permet d'avoir un centrage qui ne varie pas quand on change de régime. Cependant quand on met un paquet de freins, le Cp doit bien reculer et l'incidence au niveau de l'aile ne doit pas augmenter autant qu'on le pense (l'aile doit piquer un peu, modulo l'inertie qui fait un transitoire).
D’ailleurs je pense que c'est l'explication de pourquoi les monosurfaces n'arrondissent pas (ou mal). Quand on met du frein, l'aile plonge trop en avant (aidée par le fait que l'inertie est très faible, la phase transitoire est bien plus courte, ce qui n'aide pas). On a donc bien moins de portance qu'espéré. Si tu as une autre explication je suis preneur. J'avais commencé le modèle dynamique du parapente pour essayer de comprendre ce point, mais je n'ai pas pris le temps de terminer...

[gib]

Je suis ingénieur en soufflerie, mon métier consiste à mesurer des polaires d'avion (et autre engins). Je n'ai clairement pas ton expérience sur les profils souples malgré quelques kites et parapente RC. (C'est long à coudre!)

C'est ce que j'ai dit plus haut, en parapente tu as les caractéristiques brutes du profil, la moindre modif se ressent ... en structure rigide les dispositifs stabilisant gomment les défauts des profils ...

Attention, ne pas croire que les concepteurs de parapente les plus sérieux bâclent les profils, c'est le contraire, en ce qui me concerne le profil U7 c'est 3 mois de travail de modification sur 2 profils différents, le mien sur lequel j'ai toujours travaillé (U3, U4, U5, U6),  et un autre issu du Top secret la mouette(un delta rigide), que j'ai pu avoir parce que sollicité par Gérard Thévenot de la marque "La Mouette" pour réaliser une voilure encore plus allongée destiné au championnat du monde de delta  ;  on a travaillé à deux dessus 3 mois chacun pour l'Ultima7, cad 6 mois en tout pour choisir le profil final ...  Celui du Top secret n'a pas été retenu car un peu moins performant et pas plus stable, c'est juste pour dire que dans le parapente, en tout cas pour les ailes performance-compétition, on ne prend pas ces choses à la légère ...

L'anecdote concernant Gin, avec son profil autostable (cmo franchement positif) qu'il a ramené à zéro en augmentant fortement l'épaisseur de corde moyenne (3,2), ce n'est pas du pipeau, il a réellement fait ça, c'est lui même qui me l'a expliqué .. même conclusion concernant le cmo alors qu'il habite à 9000 km et qu'on ne s'est jamais concertés sur ces questions ... Du reste je ne serais pas étonné que O.Caldara ait fait la même chose concernant son profil ...

En regardant sur le net, il y a différentes définitions, ce qui doit ajouter de la confusion. De plus je n'utilise pas la notion de Cm0 d'où ma question sur sa définition dans le premier post.

Le raccourci qui est fait, c'est de dire qu'un profil très cambré ayant typiquement un Cm0 (ou Cm) négatif sera instable avec un Cma positif (et inversement). Ce qui est globalement vrai, même si l'information de stabilité n'est pas contenu dans le Cm0, mais dans le Cma.

Avoir un Cm proche de zéro pour un parapente doit effectivement être une bonne chose car ça permet d'avoir un centrage qui ne varie pas quand on change de régime. Cependant quand on met un paquet de freins, le Cp doit bien reculer et l'incidence au niveau de l'aile ne doit pas augmenter autant qu'on le pense (l'aile doit piquer un peu, modulo l'inertie qui fait un transitoire).
D’ailleurs je pense que c'est l'explication de pourquoi les monosurfaces n'arrondissent pas (ou mal). Quand on met du frein, l'aile plonge trop en avant (aidée par le fait que l'inertie est très faible, la phase transitoire est bien plus courte, ce qui n'aide pas). On a donc bien moins de portance qu'espéré. Si tu as une autre explication je suis preneur. J'avais commencé le modèle dynamique du parapente pour essayer de comprendre ce point, mais je n'ai pas pris le temps de terminer...

Il y a des mauvaises traductions anglaises ...  La science des profils n'a été rendue publique que très tardivement en France, la plupart des renseignements venaient de la Naca (Nasa aujourd'hui) et la littérature anglo-saxonne, comme "The théorie of wing section" ... Mon bouquin préféré c'est "mécanique du vol" de AC Kermode qui est une traduction d'un bouquin anglais, on y trouve en préambule un rappel des notions générales en mécanique et les principes élémentaires en physique ...

https://www.eyrolles.com/Sciences/Livre/mecanique-du-vol-9782891137188/

En freinant le CP avance, sur les autostables aussi => ce qui fait que si la voile se trouve en phase de CP en arrière cause perturbation (genre thermique), un coup de frein fera migrer le CP brutalement en avant,  ces grandes amplitudes du CP ne sont pas une bonne chose en parapente, ce qu'il faut c'est l'inverse, un CP qui bouge peu, c'est pourquoi les autostables ne sont pas vraiment adaptés ... sauf paramoteur et surtout kite ...

Concernant les mono-surfaces, il faut plutôt mettre ça sur le compte d'un profil virtuel (sans intrados) qui n'a pas le rendement d'un vrais profil ...

Quand les deltas sont passés aux DSTI (double surface à transversale intégrée), les perfos ont fait un sacré bond en avant, donc avec les parapentes mono-surface on régresse, c'est obligé ...

[gib]

Après il y a la MHD initiée en France par Jean Pierre Petit, j'ai travaillé dessus, je sais comment faire,  mais les normes européennes concernant la commercialisation de dispositifs haute tension sont très strictes ...

Je ne suis pas certain qu'il y ait un avenir dans cette voie pour les parapentes, bien que ce soit parfaitement réalisable ...

On voit les effets assez spectaculaires dans cette vidéo => https://www.youtube.com/watch?v=kMtT7Aot1j4

Les possibilités semblent sans limites, les russes en abusent largement sur leurs missiles hypersoniques ...

[marcus]

Je ne suis pas du tout compétent en conception de voiles, mais ces réflexions (de haut niveau!) font écho avec mon expérience concrète de pilote.
Dans les années 2000, j'avais acquis ma première voile "compète", une Windtech Silex. Je n'avais pas du tout confiance dans cette voile car mon pilotage était alors inadapté. Lorsque je volais accéléré, j'utilisais les freins comme je le faisais sur mes voiles précédentes pour gérer (ou tenter de gérer) le tangage et le cap. Je trouvais alors que la voile avait une furieuse tendance à attaquer en tangage, qui n'était pas du tout rassurante.
J'ai mis un moment à comprendre que sur certaines voiles, l'utilisation conjointe des freins et de l'accélérateur est franchement inappropriée.

Plus récemment, mon club était équipé d'un biplace (Dudek Orca XX) très agréable en vol, mais un peu délicat au déco et au posé. Au déco, ce bi a une forte tendance à embarquer en allant de l'avant. Si le lever de voile est trop énergique, même une action très ample aux commandes n'arrive pas à l'arrêter, c'est comme si la voile "aspirait" l'équipage vers l'avant. Il faut un lever très progressif, et commencer très tôt la tempo pour éviter de se faire embarquer. Au posé, on constate parfois un manque d'arrondi si on abaisse trop fortement les commandes. A contrario, un action bien progressive permet des "flares" impressionnants.
Je suppose que sur cette voile, l'action aux freins de grande amplitude induit un recul trop marqué du centre de poussée, et provoque transitoirement une tendance à piquer qui explique ces comportements.

[Colombo]

Quand tu passes d'un profil neutre (cm0 vers 0), et que tu appliques du frein pour venir sur un profil plus cambré (cm0 négatif), le CP migre vers l'arrière. Il faut aussi garder à l’esprit qu’en dynamique, on peut monter bien plus haut en incidence sans décrocher l’aile (et certainement avec un Cp qui bouge beaucoup moins). Je pense que c’est ce qui explique le ressenti de Marcus, ou encore le fait de faire un frontale en donnant un coup de freins sur certaines ailes accélérées.

Mais je suis d'accord qu'à partir d'une certaine quantité de freins (il en faut peut-être pas beaucoup, je ne sais pas), le CP avance de nouveau et repasse devant le « CP bras haut » à cause du décollement à l’arrière de l’aile.

Pour la définition de la stabilité, j'en remet une couche et j’arrête   
C'est un raccourci de se baser sur le Cm0. Cm0 qui est également une simplification pour parler du Cm car en vrai ça bouge avec l'incidence, en particulier pour les profils auto-stables qui tirent leur stabilité de ce phénomène.
On peut avoir la position du centre de poussé comme ça :

Cp = Lref * Cm/Cz. 

Si ton Cm est positif (négatif) et que tu fais l’hypothèse qu'il reste constant (Cm = Cm0), ton centre de poussé va effectivement se déplacer vers l'arrière (l’avant) quand l'incidence (Cz) augmente.

Ce que ça dit également, c’est que si ton Cm ne bouge pas, la variation de Cp compense exactement la variation de Cz. Dans ce cas, tu es neutre en stabilité.

Jusque-là, c’est simplement des mathématiques à partir des définitions des coéfs.

Sur un profil cambré avec un Cm0 négatif, la migration du Cp vers l’avant est plus rapide que l’augmentation de portance, on a donc une augmentation du Cm et on est instable.
Similairement, sur un Reflex, la migration du Cp vers l’arrière est plus rapide que l’augmentation de portance, on a donc une baisse du Cm et est on est stable.
D’où le raccourci « Cm0 positif = stable » (et inversement).
Cependant, on peut imaginer un Reflex qui a une augmentation de portance plus forte (ou équivalente) que la migration du CP vers l’arrière, on aurait alors un profil instable (neutre). Je pense que c’est le cas à faible Re par exemple.

Sur un profil reflex, si tu regardes la courbe Cm fct(alpha), tu as bien une zone de variation négative qui permet d'être auto-stable. Sur un profil cambré, c'est bien positif et donc instable. Tout ça dépend pas mal du Reynolds, notamment quand on commence à descendre…

Pour la mono-surface, j'ai du mal à croire au mauvais rendement de l'aile car la finesse du profil n'est pas si terrible (env 7.5). Et surtout, elle ne baisse pas beaucoup quand on est aux freins. En tout cas, ça reste mieux que les mini-voiles qui ressourcent très bien. De plus, en sorti de virage bras haut, il n'y a pas de problème pour faire une ressource. Donc je pense que c'est vraiment lié à l'utilisation des freins et de l’inertie. Même si le Cp avance, la simple augmentation de portance transitoire quand tu appliques les freins va te faire un couple piqueur (la portance est orientée vers l'avant, d'autant plus que la finesse est faible). Comme l'inertie est très faible, un transitoire se produit avec une voile (un peu) plus en avant, et donc une incidence plus faible et une portance qui n'augmente pas autant qu'on espère. Par comparaison, en ULM multiaxes, quand tu sors les volets, l'avion pique immédiatement du nez (augmentation de la portance derrière le centre de gravité, même si le Cp de l'aile bouge, ça fait quand même un moment de tangage qui baisse au Cg) et au final, il me semble que le vario ne bouge pas beaucoup.
Enfin, c’est la façon dont je vois les choses… Je pense que c’est avec un modèle dynamique que je pourrais valider ou non cette hypothèse.

[FL 35]

bonjour.
j'ai une petite question... ???

en ULM multiaxes, quand tu sors les volets, l'avion pique immédiatement du nez

avec mon ULM, quand je sors les volets il pique, on est bien d'accord..

mais je ne sais pas pourquoi sur mes planeurs radiocommandés c'est l'inverse, quand je sors les volets ils cabrent (jusqu'au décrochage) si on ne corrige pas.

Reynolds, allongement ??

 
bruno

[Colombo]

mais je ne sais pas pourquoi sur mes planeurs radiocommandés c'est l'inverse, quand je sors les volets ils cabrent (jusqu'au décrochage) si on ne corrige pas.

Je dirais plutôt un problème de centrage. Avec les volets à fonds, si tu es bien centré en avant, le couple piqueur est très fort.
Du coup je pense que tu es centré en limite arrière et que le centre de poussé passe devant le Cg quand tu braques les volets (ton Cm change de signe). L’empennage n'est du coup plus assez fort pour stabiliser (il décroche). Soit tu avances le Cg, soit tu mets un empennage plus gros pour gagner en stabilité. Il ne faut pas non plus mettre le Cg trop devant car après tu arrives en limite de déportance de empennage.

Avec ces très faibles Reynolds, la plage de centrage est relativement plus étroite si on garde les géométries des "grandes échelles"

Dans le même genre, faire voler un parapente Rc de 1m² avec une double surface d'épaisseur relative classique, c'est la misère car ça décroche très vite. Et comme ça ferme toujours au même endroit, la plage de vol est du coup très réduite. Ça marche mieux avec des profils très fins...

[olivier bio air]

Bonjour à tous,

Je viens de lire rapidement, qq points me semblent importants,
Désolé si un peu rapide :

Le Cm0 n’est pas la pente du Cm en fonction de l’incidence.
Le dCm/dalpha  est appelé communément Cmalpha.

Le Cm0 est le coefficient de moment à portance nulle ( d’où le « 0 »).

Avec un Cm0 positif, et centré comme il faut, le dCm/dalpha sera négatif.
Et donc va tendre à contrer les variations d’incidence.
C’est expliqué dans les différents papiers...

Bons vols

Olivier.

[Colombo]

Avec un Cm0 positif, et centré comme il faut, le dCm/dalpha sera négatif.

Bonjour Olivier,
Je me suis effectivement trompé sur la définition du Cm0 au début de la discussion. J'ai bien compris que c'est un couple pur à portance nul. Sur un profil 2D, une manière de l'avoir, c'est d'avoir de la portance sur le nez et de la déportance à l'arrière = profil reflex. Ces profils ont également la propriété d'être stable avec un Cma négatif sur une plage d'incidence plus ou moins grande en fonction du Reynolds. Donc ok, on peut simplifier et dire Cm0 positif = Cma négatif =stable... en 2D!

Au travail, on n'utilise pas la quantité Cm0, car elle ne te donne pas la stabilité sur un objet 3D. Par exemple, sur un avion stable (Cma négatif), ton Cm0 est complètement dépendant du braquage de ton empennage. Avec un braquage négatif (déporteur), ton Cm0 sera positif, comme un reflex, logique. Mais si tu braques en positif ton empennage (porteur), ton Cm0 sera négatif mais la stabilité (Cma) sera équivalente! Le braquage de l’empennage ne fait que donner un offset sur ta courbe Cm fct (alpha) et n'a pas d'influence sur ta stabilité.
Avec un Cm0 négatif, on réduit la trainée de l'ensemble car l’empennage ne travail pas à l'envers (dans une limite raisonnable car l’empennage est généralement moins performant aérodynamiquement).
C'était juste pour montrer que le Cm0 sur un aéronef ne permet pas de statuer sur la stabilité, c'est le Cma qui le permet.

[olivier bio air]

Bonsoir,

Oui bien sûr c’est le signe de Cmalpha qui donne le caractère stable ou instable.
Mais le Cm0 (profil non braqué, bras hauts) permet de prédire la position du centre de poussée à l’équilibre.
Cm0 positif le CP est en avant du foyer, le CG aussi et donc le Cmalpha est négatif donc stable.
Une variation d’incidence est contrée par le profil.

Bon en fait ça c’est vrai pour un CG au niveau de l’aile.
Dans le cas d’un parapente il est beaucoup plus bas donc de toutes façons, même avé un Cm0 négatif il y a une solution d’équilibre statique stable. Parapente à profil creux, ça marche alors qu’il n’y a pas de stabilisateur. Du fait du CG très bas.

Mais ça se corse quand l’aile rentre dans un thermique augmentation brutale d’incidence.
Avé. Un profil creux (Cm0 négatif) la variation de moment sera à cabrer, et va s’ajouter au ralentissement de l’aile du à l’augmentation de traînée.
Avec un profil à Cm0 positif, l’aile va contrer l’augmentation d’incidence et l’augmentation de traînée.

Si le Cm0 est bien choisi, et bien adapté à la polaire du profil, l’aile ne change pas d’assiette...

En fait si le Cm0 est trop’ positif on peut avoir l’effet de plongée de l’aile vers le thermique si celui-ci est fort.

En gros : Cm0 légèrement positif permet de lisser les variations d’incidence, et de na pas être obligé de toujours contrer les variations d’assiette aux freins... c’est plus reposant et plus sûr...

Toutes mes ailes étaient faites comme ça... et à mon avis beaucoup d’ailés aujourd’hui 😁

Bons vols...

Olivirr

[olivier bio air]

Désolé pour les fautes de frappe 😁...
J’étais dans le métro sur mon tel 😁😁😁