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Calcul d'un modèle réduit - Aéromodélisme MàJ : 14/07/2018 | ||||||||||||||||||||||||
 Le point de départ : le poids | ||||||||||||||||||||||||
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| Le profil | ||||||||||||||||||||||||
Le profil correspond à la vue de coté de l'aile. | ||||||||||||||||||||||||
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Plusieurs formes de profils sont disponibles en fonction du type de vol de l'avion. Les profils asymétriques (l'extrados n'a pas la même forme que l'intrados) sont relativement porteurs. Sur certains de ces profils, l'intrados n'est pas convexe mais concave ce qui a pour but d'améliorer la portance, ce type de profil est notamment utilisé pour les planeurs. Les profils symétriques utilisés pour des avions pouvant voler aussi bien sur le ventre que sur le dos.  | ||||||||||||||||||||||||
| Polaire de l'aile | ||||||||||||||||||||||||
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Les profils sont définis par 4 courbes caractéristiques formant la « polaire » de l'aile Variation de la portance Cz en fonction de l'angle d'incidence : c'est une courbe asymétrique régulière jusqu'à un sommet où brusquement la portance chute. Cette chute correspond à l'incidence à laquelle se produit le décrochage. Celui-ci est franc mais pas trop brutal pour un profil plat d'où son choix pour les avions de début, par contre il est extrêmement violent pour les profils biconvexes symétriques. Variation de la traînée Cx en fonction de l'angle d'incidence, il faut en moyenne multiplier par 10 la valeur donnée par la courbe pur avoir une idée de la traînée totale de l'avion. Le rapport entre Cx et Cz aux diverses incidences : c'est certainement la courbe la plus intéressante car là où se situe le rapport Cz/Cx le plus grand se trouve la finesse maximum du profil. La variation du centre de poussée en fonction de l'incidence, c'est une courbe déterminante pour le choix du profil en fonction du type d'avion désiré. Une courbe arrondie signifie que le centre de poussée de l'aile varie beaucoup avec l'incidence donc le profil n'est pas stable : c'est le cas des profils plats. Les profils stables sont les profils symétriques. Exemple de polaires pour un profil biconvexe symétrique : N.A.C.A. 0012 | ||||||||||||||||||||||||
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Pour résumer, on peut dire qu'en fonction de sa vitesse et de son incidence, une aile d'avion va subir deux forces : · la force de traînée · la portance | ||||||||||||||||||||||||
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Pour qu'un avion puisse voler, il faut que son poids soit inférieur à la force de portance de l'aile (sous une incidence donnée) et comme la force de portance d'une aile est donnée en fonction de sa surface on est amené à parler de charge alaire (masse par rapport à la surface « g / dm² ». Le tableau suivant défini par l'expérience donne la charge alaire (CA) a ne pas dépasser. | ||||||||||||||||||||||||
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Remarque : La valeur de la charge alaire correspond ici à la masse divisée par la surface de l'aile et non celle de l'aile plus du stabilo. | ||||||||||||||||||||||||
| Envergure et corde | ||||||||||||||||||||||||
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Nous avons considéré jusqu'à maintenant la surface de l'aile, nous allons maintenant nous intéresser à son envergure et à sa corde. Le rapport entre l'envergure et la corde s'appelle l'allongement. L'allongement joue un rôle important dans la stabilité de l'avion selon l'axe de roulis (plus l'allongement est grand plus l'avion est stable en roulis). On peut imager ceci en comparant un planeur (allongement maxi) à un racer, pour une même surface alaire le planeur sera beaucoup plus stable mais le racer pourra virer beaucoup plus rapidement. On peut considérer que l'allongement pour un avion est compris entre 5 et 6,5 (pour un multi l'allongement et de l'ordre de 5,63 Calcul de la corde en fonction de la surface de l'aile et de l'allongement . | ||||||||||||||||||||||||
l : Allongement Sa : Surface de l'aile Im : Corde moyenne E : Envergure | ||||||||||||||||||||||||
Sa = E * Im , E / Im = l d'où E = l * Im | ||||||||||||||||||||||||
Sa = Im² * l d'où  | ||||||||||||||||||||||||
Une fois que la corde est connu on peut déterminer l'envergure  | ||||||||||||||||||||||||
| Le stabilisateur | ||||||||||||||||||||||||
En un premier temps, il faut s'assurer que le rapport entre la surface de l'aile et celle du stabilo soit compris entre 23 % et 28 % . Le deuxième point à considérer et que plus le bras de levier (distance entre le bord de fuite de l'aile et le bord d'attaque de stabilisateur) est grand plus la stabilo sera efficace donc plus sa surface pourra être plus petite. Il faut donc considérer la fonction suivante :  | ||||||||||||||||||||||||
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Les 2 valeurs extrêmes de Cs sont 8 et 13 ( 12 pour un multi et 9 pour un racer genre Gee-Bee) Enfin, l'allongement du stabilisateur sera compris entre 3 et 4. - Reste des calages On pose comme axe de référence l'axe du moteur. De manière générale, l'axe de l'aile sera en dessous de l'axe moteur cette distance sera environ égale à Bl/10 à Bl/30. Pour déterminer l'angle entre l'axe du moteur et l'axe de l'aile il faut tenir compte de la polaire déterminant la finesse (Cz/Cx) de l'aile. On prendra comme angle d'incidence de l'aile l'angle pour lequel le rapport Cx/Cz est maximum. De ce fait, pour compenser l'effet cabreur provoqué par cette incidence aux basses vitesses il faudra donner un angle d'incidence environ égal à l'angle de l'aile divisé par deux. On pourrait penser que le bras de levier interviendrait dans le calcul de cet angle mais en fait il est déjà intervenu dans le calcul de la surface du stabilo. De ce fait l'influence du stabilo sera toujours la même puisque sa surface variera en fonction du bras de levier. Pour le bras de levier moteur, il n'existe pas de formule finie mais par l'expérience, on peut dire que Bl'=Bl/2. | ||||||||||||||||||||||||
| Le fuselage | ||||||||||||||||||||||||
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Il devra être le plus fin possible (maître couple petit) et pouvoir facilement accepter le réservoir et une installation radio. - La position du centre de gravité Elle est déterminée par la courbe de variation de centre de poussée et on la choisira entre la valeur mini et la valeur maxi de cette courbe en moyenne entre 30 et 35 %. | ||||||||||||||||||||||||
| Quelques formules sur le tas | ||||||||||||||||||||||||
Portance  Vitesse de décrochage  Vitesse d'atterrissage V 2 =1,5*Vi Vitesse maximum  Traînée de l'aile  Nombre de Reynolds  on doit avoir 200 000 < Re < 500 000. | ||||||||||||||||||||||||
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