conception d'un projecteur d'helicoptère

[catou21]

Bonjour,
Je me présente je suis en licence management option Conception mecanique assité pasr ordinateur.
Donc toute la partie hor mecanique j'ai appri sur le tas grace à vous et à internet.

Voila c parti.
Pour mon projet industriel je doit travailler sur la conception d’un projecteur escamotable orientable pour hélicoptère.
Je doit partir d’une définition rapide d’un produit existant. Celle-ci me donne :
Une boîte de dimension 131*155*88 mm pour intégrer : 2 moteurs ; l’axe de l’optique (l’optique n’est pas comprit dans la boite) reliais au deux moteur pour effectuer la rotation en site et en azimut ; et l’électronique (incertitude sur l’intégralité de l’électronique).
A l’origine le projecteur ne possèdent qu’une buté pour la sortie en site (2 positions rentré ou sorti) ; et la rotation en azimut n’est pas réglable , elle es au bon vouloir du pilote (il utilise un joystick pour piloter la rotation).
On me demande de faire quelque chose d’identique mais avec un autre optique et la possibilité de régler en site et en azimut la rotation depuis le poste de commande.
J’ai commencer par déterminer le couple qu’il faudra exercer au niveau de la rotation en site

F=1/2 * masse volumique de l'air* (vitesse du vent)² * Coefficient de traînée * Surface
 Masse volumique : 1.293 Kg/m3
 Vitesse du vent : 260 Km/h (Vitesse de l’hélicoptère) + vitesse de sortie du projecteur.

Vitesse de sortie du projecteur et d’origine de 2tr/min mais afin d’améliorer le système ,nous passerons à 5tr/min.
Ce qui nous donne Ω=V/R (R représente la distance entre l’optique et le centre de la rotation. Nous partons sur l’hypothèse que cette longueur sera identique au produit existant mm )

Soit : V(sortie)= Ω*R=(2πN/60)*0.13=0.068

Donc V(final)=260.068 Km/h soit 72.24 m/s
 Coefficient de traînée : Dans le cas le plus contraignant celui-ci est de 1 . Ce cas correspond à une confrontation frontal entre le vent et l’optique.(position à 90°)
 Surface : S=πD²/4=(π*0.16²)/4=0.02 m²
D correspond au diamètre de l’optique. Nous partons sur l’hypothèse que ce diamètre sera identique au produit existant.

Donc l’effort exercé par le vent sur le projecteur est de :
F= ½ * 1.293 * 72.24² * 1 * 0.02 = 67.477 N

A partir de cette force on peut en déduire le couple.
M= F * R = 67.477 * 0.13 = 8.77 N.m
Donc le couple à exercer au niveau de la pivot devra être supérieur à 8.77N.m



Choix du moteur :

I. Un moteur désaxe pour atteindre le couple voulu.
II. Un moteur possédant un fort couple est une faible vitesse de rotation. (Si trop élevé difficile à manœuvrer).

Contraintes d’alimentation : On me demande de respecter au mieux (enfin de ne pas trop depasser ) l’alimentation éxistante.
 28 Vcc
 < 2 A

A cause des contraintes d’alimentation un moteur à courant continu sera le plus adapté.
On demande à ce que le moteur puisse etre dirigé depuis le poste de commande.
2 Solutions :
1ere : Moteur avec codeur intégré. Suivi d’un asservissement derrière. Il suffirais de rajouter un réducteur pour atteindre le couple et réduire la vitesse de rotation.
2eme : Moto Réducteur au qu’elle on ajoute une roue codeuse et l’asservissement qui s’y rapporte.

L’encombrement limite énormément le choix du moteur.

Amélioration. Positionnement réglable nécessite plus d’électronique.(asservissement traitement de données)

J'espère que c clair.

Je voudrai savoir en priorité si ce que j'ai deja fait est exact ou pas et ensuite des aides pour le choix des moteurs codeur et autre.
Je recherche également un contact tournant pour alimenter la parti optique je ne trouve pas ce que je veut sur le net.

Merci enormement d'avance et avis au amateur.






Desoler mais j'ai poster il y a quelque jour sur un autre forum est-ce que quelqu'un pourrait suprimer le topic car je ne sais pas comment faire desoler.
voila le lien:
http://forums.futura-sciences.com/thread133483.html

[catou21]

Bjr,

Je vous fait part de mon avancement j'ai trouver des moteur qui sont une option pour moi car la taille est encor juste mais je ne sais pas si je peut trouver mieux LOL trop dans la merde.

Voila le lien si quelqu'un recherche des moteur de petite taille en plus il est supper pratique.
http://www.faulhaber-group.com/n164058/n.html

[sitalgo]

Bonjour,

Pour le couple, le calcul est bon (selon valeur du Cx).
Il faut tenir compte de la vitesse de rotation : 0,52 rad/s.
Hors frottements cela fait une puissance de 4,6w.

[catou21]

Salut et merci de me répondre.

La vitesse de rotation je la prend en compte car je l'integre dans la vitesse du vent.

Merci, pour la verification si toi ou d'autre personne pourrait me donner des liens pour des moteur et de encodeur.Bien sur sa reste miniature.

[sitalgo]

La vitesse de rotation je la prend en compte car je l'integre dans la vitesse du vent.

Tu parles de la vitesse linéaire face au vent que tu aurais pu négliger vu sa valeur. Un couple n'a pas de signification (sauf problème statique) sans la vitesse de rotation à laquelle il s'applique, sinon on ne sait pas quelle puissance il fournit, quelle démultiplication il faut.

[catou21]

Bonjour,

Voici mes derniere nouveautées.
J 'ai mis également un rappelle sur l'encombrement.
Le fichier DFF.PDF correspond à la fiche du moteur
Le fichier MIN.PDF correspond à la fiche du reducteur.

Pour le reducteur j'aimerais choisir le plus petit rapport.
La question que je me pose est:
J'ai un moteur avec un couple de: 35 mNm conseiller et 195 mNm (stall torque N°7)
Mais avec le reducteur le couple pour un rapport de 3.71/1 est de: 6Nm Max en opération continu.

Allor deja comment peuvent il donné une tel valeur avec un raport et un couple moteur si faible.

Si cette valeur est bonne a prendre es-ce que lor de mon renvois d'angle si je met un rapport de 1.5 j'obtiendrai bien un couple >8.77Nm
(6*1.5=9Nm) bien sur j'essayerais d'ogmenter le rapport au maximum sans abuser pour assurer.

Merci d'avance pour votre aide j'espere que ce sera le bon sa fait deja un bay que je recherche.

[catou21]

Bjr,

J'ai étudier la question et je pense que la veleur de couple donné et bien celle que peut supporter le réducteur mais en aucun cas celle qu'elle delivre à sa sorti. Celle-ci a mon avis dépend du moteur avant et du raport du reeducteur.

J'aurais voulus savoir, si je prend un moteur pas à pas.
Cela serai pratique pour mon application.
J'aimlerai que le positionnement soit diriger electroniquement en donnant une position mais egalement manuelle à l'aide d'un joystick. Le Pas à pas pourrait remplir cet fonction.

Voila un moteur pas à pas assez petit fournissant un couple de maintien de 0.36Nm et suivant le graphe a tres petite vitesse je pense un couple de 0.3Nm pendant l'utilisation.
Il me suffirai de trouver un reducteur suportant 10Nm et fournissant un rapport de 30 et un renvoi d'angle. Lol je sais pas si sa sera plus simple.

Ha oui, aussi, je voudrai savoir. Le moteur que je vous présente à un pas de 0.9° donc avec un reducteur de 30 cela donnerai un pas de 0.03° donc plus précis.Mais esceque aux niveau informatique on peut integrer le rapport de 30.

Voila jespere que c'est pas trop lourd en écriture et jaimerais ben que d'autre personne me réponde.
Merci pour tous.

Ps: Sitalgo je compte au moin sur toi

[catou21]

Oups desoler voila la dox du moteur pas a pas

[sitalgo]

Pour le reducteur j'aimerais choisir le plus petit rapport.

Tu as un choix limité, le projecteur tourne à 5t/min, avec 3,71x1,5 il faudrait que le moteur tourne à 18t/min. En prenant plutôt un rapport par ex de 415x1,5 (=622,5) ce qui donne 3113t/min, ce qui est une plage normale.
Le couple en sortie serait de
0,035 x 622,5 x 0,55 x 0,9 = 10,7Nm
0,9 c'est pour le rendement du renvoi d'angle, c'est peut-être moins.
Le moteur 24V devrait faire l'affaire.

Mais avec le reducteur le couple pour un rapport de 3.71/1 est de: 6Nm Max en opération continu.
Allor deja comment peuvent il donné une tel valeur avec un raport et un couple moteur si faible.

Si cette valeur est bonne a prendre es-ce que lor de mon renvois d'angle si je met un rapport de 1.5 j'obtiendrai bien un couple >8.77Nm (6*1.5=9Nm).

Il s'agit certainement de la valeur maxi avant rupture ou au moins usure prématurée. C'est la doc du réducteur seul, le couple de sortie dépend du moteur en amont.

Le raisonnement est : le projo fournit un couple résistant de 8,77, si on compte 0,9 de rendement du renvoi d'angle, cela fait 8,77/1,5/0,9= 6,5 Nm. Le réducteur ne doit pas dépasser 6 en continu et 8 en intermittent.


Pourquoi ne pas mettre un pare-brise devant le projo?
Ca améliore le Cx de l'hélico, ça diminue les efforts sur le projo, ça laisse la ventilation pour la lampe.

[sitalgo]

Bjr,
Ps: Sitalgo je compte au moin sur toi

Pas vu ton message pendant que je faisais le mien.

[catou21]

Je suis daccord avec sur le raport de 415 c ce que j'en est conclu par la suite mais je sort de mes dimension ensuite.

Pour l'histoire du pare-brise je n'ai pas tous comprit
(Je tien à rappeler que mes competence ce limiter à de la conception de base et au dessin industriel, je connais que depuis peut les notions de Cx, moteur asservissement c super j'apprend enormement mais c cho dans ma petite tête pour tous gerer lol)

Enfin bref voila, J'ai préferer prendre une surface totalement plane pour qu'il y ait le moin d'interference avec le vent une fois le projo rentrer.

Que pense-tu du moteur pas à pas.

[sitalgo]

Je suis daccord avec sur le raport de 415 c ce que j'en est conclu par la suite mais je sort de mes dimension ensuite.

Pourtant il n'y a pas grande différence.

Pour l'histoire du pare-brise je n'ai pas tous comprit

Très simple, tu mets un pare-brise (éventuellement escamotable) devant le projo au même titre que l'on met un pare-brise sur une voiture décapotable pour protéger la tête des gens du vent, insectes et autre OVNI.

Que pense-tu du moteur pas à pas.

Il ne tourne pas assez vite pour son couple.
2,5t/min avec 0,3Nm
25t/min avec 0,05Nm
Pas besoin de faire de calculs.

[catou21]

Tout dabord si la dimension change enormement on passe de 74 mm à 105 c qui est enorme car à cela il faut rajouter l'axe du reducteur je rapelle que je ne possedent que 130 mm

Ensuite pour le pare-brise je suis pas sur de pouvoir rajouter à coter autre chose. Tu vois ce que je veut dire.
Si on ajoute un pare-brise celui-ci sera directement sur la carrosserie de l'helico et je ne suis pas scensé y touché et de plus pour qu'il ne gene pas lor du vol sans projo il faut qu'il soit retractable donc il faut faire un systeme pour le retracter il sera surement simple mais tous de meme encombrant (Il doit surement y avoir d'autre truc autour du projo)

Pour finir le moteur pas à pas tourne assez vite si tu prend le shéma du 4am la vitesse est en Pps soit Pas par seconde.
donc si on prend environ 1000 pas par seconde on obtien 150 tr par min pour environ 0.28 Nm
Et avec un rapport de 30 on à 5 tr/min pour 8.4Nm donc en jouant un peut sur la vitesse et le rapport on doit pouvoir obtenir juste milieux.

[sitalgo]

Tout dabord si la dimension change enormement on passe de 74 mm à 105 c qui est enorme car à cela il faut rajouter l'axe du reducteur je rapelle que je ne possedent que 130 mm

Les moteurs 12, 24 et 48V ont à peu près les mêmes caractéristiques mécaniques, peut-être que le 12V est plus court (et plus large aussi).

Pour finir le moteur pas à pas tourne assez vite si tu prend le shéma du 4am la vitesse est en Pps soit Pas par seconde.
donc si on prend environ 1000 pas par seconde on obtien 150 tr par min pour environ 0.28 Nm
Et avec un rapport de 30 on à 5 tr/min pour 8.4Nm donc en jouant un peut sur la vitesse et le rapport on doit pouvoir obtenir juste milieux.

Je m'étais trompé dans mon calcul.
Ca passe ric et rac avec un réducteur de 14 (700pps). Ca dépasse un peu mais d'un autre côté le Cx est probablement inférieur à 1.

Avec un réducteur de 43 ça passe à l'aise, 2153pps.
Mais ptêt les réducteurs ne vont pas sur ce modèle.

[catou21]

Et oui comme tu dis c'est la que vien mon dernier probleme.
Si je ne trouve pas de reducteur qui s'adapte il faut que je le fasse moi meme.
Serai-tu ou je pourrai trouver de la doc pour construire un reducteur j'ai deja de la doc sur les engrenage il me manque la façon de faire j'ai des notion mais je préfère etre sur.

Une petite précision sur le pas à pas je n'est plus besoin codeur. Es-ce que je pourrai le mettre en mode "continu" Juste diriger avec un joystick (des impulsion continu tant que le oystick est allumer.

Un dernier truc ce moteur me convient au niveaux dimension et caractéristique mais si tu a autre chose à me proposerais sa m'interesserais (j'ai peur qu'il me refoule à cause de la température)

Merci enormement de ton aide j'avance enormement depuis que tu m'aide merci beaucoup.