Hélico et poussée verticale

[Bartolomeo]

Bonjour,

question bête:
Concernant un mini hélico, tel les jouets pour enfants qui se vendent à ~40€, c´est à dire un hélico qui vol entre (0; 10] mêtre, a t´il plus de poussé au niveau du sol qu´à 10 mètre?
Je suppose que pour maintenir une énergie potentielle plus haute: à 10 mètres avec le même angle de pale, le moteur doit tourner plus vite!?! Donc non! Sauf si on parle de rendement, je me demande si les effets de l´air pres du sol on un effet qui améliore le rendement, à cause des turbulences la pression sous l´hélico est plus forte que sans les effets du sol?

Quelqu´un sait? Ai-je fais des erreurs de raisonnement?
-----

[mc222]

Salut:

Je peu ptetre t'aider un peu:

Dans la formule de la poussé:

Il y a la masse volumique de l'air en facteur
Plus haut, la masse volumique déscend , il y a moins de force pour une vitesse de rotation donné, donc on doit faire tourné plus vite.

[mc222]

ca m'rappel que j'avais posé la question:

F = 1/2. ρ . Cz . V²

V² = ω² . R²

F = 1/2 . ρ . Cz . ω² . R²

Donc , au passage , voici ma question:
Pour obtenir la portance sur l'ensemble de l'hélice en prennant comme seul facteur variant R, faut-il intégrer R ?

on obtiendrait alors :

F = 1/6 . ρ . Cz . ω² . R3

[invite1c20f11a]

ca m'rappel que j'avais posé la question:

F = 1/2. ρ . Cz . V²

V² = ω² . R²

F = 1/2 . ρ . Cz . ω² . R²

Donc , au passage , voici ma question:
Pour obtenir la portance sur l'ensemble de l'hélice en prennant comme seul facteur variant R, faut-il intégrer R ?

on obtiendrait alors :

F = 1/6 . ρ . Cz . ω² . R3

Bonjour,
Je ne comprends pas par rapport à quoi tu as intégré R, et du coup ton équation aux dimensions devient fausse (F=MLT^-2), et tu as oublié la constante d'intégration...
pont

[A voir en vidéo sur Futura]

[mc222]

salut !

mon calcule cherche à deviner la portance, en N sur l'ensemble de l'hélice.
Sauf que sur une hélice, si la vitesse de rotation est la meme à chaque point de l'hélice, le rayon n'est pas le meme.

Si on s'en refère à la formule donnant la résistance de l'aire:

F = 1/2. ρ . Cz . V²

On s'appercois que V n'est pas la meme à tt les point de l'hélice.

V sera nulle au centre de l'hélice.
V sera maximum au bout de l'hélice.

J'ai donc eu l'idée d'integré R, pour obtenir la force sur l'ensemble de l'hélice en tenant compte de cette variation de vitesse.

Quelle serait alors cette constante d'intégration ?

F = 1/2 . ρ . Cz . ω² . (R3/3 + C)

[obi76]

Salut:

Je peu ptetre t'aider un peu:

Dans la formule de la poussé:

Il y a la masse volumique de l'air en facteur
Plus haut, la masse volumique déscend , il y a moins de force pour une vitesse de rotation donné, donc on doit faire tourné plus vite.

Sur 10m ça reste LARGEMENT négligeable...

[invite8f8354d4]

Totalement d'accord avec obi76, sur une variation de 10mètres as mon avis même les appareils de mesure ne verront pas la différence.

[NicoEnac]

Je suis également d'accord avec obi76. Sur 10 mètres, la densité de l'air varie de 0.2% environ donc pas assez pour entrainer un quelconque changement pour l'hélico.

Par contre les turbulences dues au sol entrent en jeu dès qu'on s'approche de celui-ci.

[mc222]

c'est surment du à la conpressibilité de l'air nn?

[obi76]

c'est surment du à la conpressibilité de l'air nn?

Non plus. En général on commence à en prendre compte pour des vitesses de l'ordre de 300km/h...

[invite57f30d74]

un hélico qui vol entre (0; 10] mêtre, a t´il plus de poussé au niveau du sol qu´à 10 mètres?

réponse oui pour deux raisons...
1/ effet de sol(matelat d'air sous la voilure tournante)
2/ légère baisse de la masse volumique de l'air avec l'altitude...

[LPFR]

Bonjour.
Je crois savoir qu'il y a bien un "effet de sol" pour un hélicoptère et qu'il prend plus facilement de la vitesse horizontale quand il est près du sol. On voit souvent des hélicoptères décoller, remonter à quelques mètres et incliner le rotor et prendre de la vitesse parallèlement au sol.
Je pense qu'ils profitent du "cousin d'air" sous le rotor, qui crée une surpression. En inclinant le rotor il a une composante horizontale de la force sur le rotor.
Mais je ne suis pas connaisseur.
Au revoir.

[obi76]

Je pense qu'on peut ramener ça uniquement au matelas d'air...

[myoper]

Je crois savoir qu'il y a bien un "effet de sol" pour un hélicoptère...

Tout a fait.
Ca le rend plus difficile a contrôler.

[invite8f8354d4]

Loi des gaz parfait : avec
Equation de la statique des fluides : on a donc
On a donc la variation de masse volumique entre 0 et 10 mètre d'environ :

En prenant T=27°C=300K et g=9.81 et Donc On a donc une différence de 0.0011004%. Donc a mon avis je doute que la masse volumique de l'air est une quelconque importance.

[Bartolomeo]

Si j´ai pris l´exemple d´un hélico pour enfant, c´est justement pour éviter de discuter de la variation de masse volumique avec l´altitude pour seulement considérer les effets du sol!

D´apres ce que j´ai lu beaucoup sont d´accord qu´il y a des effets du sol, mais malheureusement personne n´a apporter d´explication concrète.

La seule modélisation qui me viens à l´esprit c´est que: les molécules d´air sont poussées vers le sol, un certain nombre de molécules rebondit vers les pales, ce qui fait en sorte que la quantité de masse qui est "éjecté" par les pales est plus grande au niveau du sol. Et comme pour le principe de la fusée, la quantité de mouvement est dans ce cas plus grande pour l´hélico.

Qu´en pensez vous?

[invite57f30d74]

Si j´ai pris l´exemple d´un hélico pour enfant, c´est justement pour éviter de discuter de la variation de masse volumique avec l´altitude pour seulement considérer les effets du sol!

D´apres ce que j´ai lu beaucoup sont d´accord qu´il y a des effets du sol, mais malheureusement personne n´a apporter d´explication concrète.

La seule modélisation qui me viens à l´esprit c´est que: les molécules d´air sont poussées vers le sol, un certain nombre de molécules rebondit vers les pales, ce qui fait en sorte que la quantité de masse qui est "éjecté" par les pales est plus grande au niveau du sol. Et comme pour le principe de la fusée, la quantité de mouvement est dans ce cas plus grande pour l´hélico.

Qu´en pensez vous?

je ne comprends pas pourquoi un "matelas d'air" n'est pas une explication?

qui dit "matelas" dit compression, qui dit compression dit "augmentation de densité" qui dit augmentation de densité dit effet majoré des pales toutes choses égales par ailleurs...
Commence par nous expliquer ce que tu entends par explication, ça sera plus simple...

[invite57f30d74]

Ps: l'effet de sol joue principalement quand la distance entre le sol et les pales sont de l'ordre de trois allongements de l'aile pour un avion ou de 3Xle diametre du rotor pour un helico...

[Bartolomeo]

Commence par nous expliquer ce que tu entends par explication, ça sera plus simple...

Ben dans l´idéale ce que j´entends par explications ce sont des explications en détails venant de personnes qui ont étudié la chose! Toi tu me donnes le nom d´une modélisation alors que je ne sais pas quelles caractéristiques tu modélises. C´est comme de répondre à quelqu´un qui demande le principe d´une bombe atomique par c´est "l´effet boule de neige"! C´est un peu une réponse à la Jean Marie Bigard: "manges toi ca et débrouilles toi avec!"

Enfin je me comprends

[Bartolomeo]

Ps: l'effet de sol joue principalement quand la distance entre le sol et les pales sont de l'ordre de trois allongements de l'aile pour un avion ou de 3Xle diametre du rotor pour un helico...

Ben ca se sont des détails! Mais pour quelles raisons?

[invite57f30d74]

qui dit "matelas" dit compression, qui dit compression dit "augmentation de densité" qui dit augmentation de densité dit effet majoré des pales toutes choses égales par ailleurs

Manges toi ça et débrouilles toi avec...

[verdifre]

bonjour,
l'explication n'est pas trés complexe si on part d u principe de l'hélicptére
le principe revient à créer une pression superieure sous le rotor à celle presente au dessus du rotor, c'est la portance
dans le cas de l'helicoptère c'est le rotor qui apporte de l'energie à la veine d'air verticale.
cette energie se traduit par une vitesse verticale de haut en bas de la veine d'air
quand on est proche du sol, la veine d'air est perturbée ( il y a un obstacle) donc elle ralenti
bernoulli nous dit que si la veine d'air ralenti, la pression augmente
( c'est la conservation de l'energie)
la pression augmente donc la portance augmente
cqfd

cette perturbation n'est sensible que si le sol est proche, sinon la veine d'air se dilue.

c'est strictement le même principe pour l'overcraft, mais poussé à l'extreme dans ce cas la
fred

[Bartolomeo]

bonjour,
l'explication n'est pas trés complexe si on part d u principe de l'hélicptére
le principe revient à créer une pression superieure sous le rotor à celle presente au dessus du rotor, c'est la portance
dans le cas de l'helicoptère c'est le rotor qui apporte de l'energie à la veine d'air verticale.
cette energie se traduit par une vitesse verticale de haut en bas de la veine d'air
quand on est proche du sol, la veine d'air est perturbée ( il y a un obstacle) donc elle ralenti
bernoulli nous dit que si la veine d'air ralenti, la pression augmente
( c'est la conservation de l'energie)
la pression augmente donc la portance augmente
cqfd

cette perturbation n'est sensible que si le sol est proche, sinon la veine d'air se dilue.

c'est strictement le même principe pour l'overcraft, mais poussé à l'extreme dans ce cas la
fred

Merci poir l´explication!
Avec Benoulli je comprends! Le matelas ca laisse trop de liberté dans l´interprétation! Mais ne m´en veut pas Fautons

[verdifre]

bonjour,
je n'en veux absoluement pas à fautons, tes messages ne laissaient absoluement pas presager que tu puisse comprendre bernoulli, les molecules qui rebondissent vers les pales traduisent quand même un manque de maitrise certain des concepts de base de la mecaflu.
pour ma part, je considere que fautons à parfaitement répondu en fonction de ce que laissaient présager tes messages en matière de meca flu
fred

[Bartolomeo]

tu as dû mal comprendre mon message. Je voulais dire par "ne m´en veux pas Fautons", que j´étais reconnaissant pour les réponses que m´a donné Fautons, même si elles ne m´ont pas aidé à avoir le déclic!

Effectivement je ne maitrise pas la méca des fluides. Quand je ne sais pas j´essaye de modéliser pour arriver à un raisonnement qui tiens la route. C´est ca la base de la physique non!? On simplifie le problême, on émet des hypothèses pour les vérifier ensuite.
C´est aussi pour ca que j´aime quand on m´explique ce qui est faux dans mon raisonnement pour que je ne le refasse pas dans un problème similaire.

Beaucoup ce donne la peine de me répondre. Si j´insiste ce n´est pas par mépris, c´est juste que je souhaite comprendre le raisonnement pour le reproduire plus tard.

[verdifre]

bonjour,
toujours est il que ceci manquait pour le moins de diplomatie

Ben dans l´idéale ce que j´entends par explications ce sont des explications en détails venant de personnes qui ont étudié la chose! Toi tu me donnes le nom d´une modélisation alors que je ne sais pas quelles caractéristiques tu modélises. C´est comme de répondre à quelqu´un qui demande le principe d´une bombe atomique par c´est "l´effet boule de neige"! C´est un peu une réponse à la Jean Marie Bigard: "manges toi ca et débrouilles toi avec!"

et que même si l'explication donnée ne te satisfait pas, la moindre des choses est de prendre en considération les gens qui te répondent.
la phrase

Ben dans l´idéale ce que j´entends par explications ce sont des explications en détails venant de personnes qui ont étudié la chose!

peut etre interpretée de facon assez desagreable

la base de la physique serait plutot de faire des simplifications valides et justifiée, sinon on risque d'arriver à de grosses erreurs
fred

[Bartolomeo]

Je suis sans doute maladroit dans ma facon d´écrire! Si quelque chose à été interprété de facon désagréable alors c´est à tord! C´est vraiment pas mon but d´être désagréable!