Centrifugeuse pour astronautes (méca sol. , méca point)

[invite13a55095]

Bonjour, je suis nouveau sur le forum j'espère que mon sujet à sa place içi.
Je suis étudiant et je dois mener une étude sur une centrifugeuse d'entrainement pour les astronautes possédant un bras de 8m de long. Je dois déterminer les caractéristiques moteur pour que le pilote subisse 6g. L'accélération dure 14s. En négligeant la résistance de l'air, après le calcul des matrices et le pfd j'obtiens une vitesse radiale de 2.7 rad/s et une accélération radiale de 0.193 rad/s². En utilisant P=cw et le pfd je trouve un couple de 8737 N.m et une puissance de 23590 W (32 chvx). Je voulais donc savoir si c'est caractéristiques moteur vous semblent cohérentes ? Je trouve la puissance un peu faible non ?
Et deuxième point (je pense que je vais dire une énorme bêtise); la trajectoire du pilote est circulaire, de rayon 8m, il effectue donc en un tour (2*pi*r) 50.27m. Sachant que la vitesse radiale de 2.7rad.s (donc 25.8 tr/min), est ce que je peut déterminer la vitesse du pilote (en phase constante) en fessant 25.8*50.27=1297 m/min donc 21m/s.
Merci d'avance
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[invitecaafce96]

Bonjour,
A première vue , 24 kW n'est pas incohérent , mais avez vous pensé à TOUT accélérer ? Le patient, le bras , les ferrailles, les roues, etc, etc ?
26 tr/mn et 8m de rayon font bien 21m/s en vitesse périphérique soit tout de même 76 km/h pour se ramener à des choses connues .

[invite13a55095]

Bonjour, merci pour la réponse.
Alors en faite pour l'instant je simplifie le problème, je considère que le centre de gravité du patient est à l'extrémité du bras. Le bras est actionné par un moteur fixé à la base.
Si les valeurs sont cohérentes ça me rassure !
En prenant une vitesse de 21m/s je trouve une résistance de l'air de 8533N en prenant un Cx de 0.5 (le patient est dans une sphère).
Si je refait le pfd avec la résistance de l'air je trouve un couple de 39385N.m et une puissance de... 480Kw. Je pense que ces valeurs sont fausses.
En fait j'ai un problème, quand je calcul la résistance de l'air avec ma vitesse et que l’intègre au pfd cela change mes valeurs de vitesse angulaire et accélération angulaire donc ma valeur de résistance de l'air devient fausse et tout le reste avec non ? Je bloque sur ce point la quand j'intègre la résistance de l'air à mon pfd.

[invitecaafce96]

Re,
Oui, c'est sûr, il y a une erreur : au pif, une sphére contenant le patient , consomme 30 à 40 kW à 76 km/h : je me base sur les autos .
J'essaierai le calcul si vous ne trouvez pas cet ordre de grandeur .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite13a55095]

Ok, je vais vous expliciter un peu mes calculs ; j'ai effectuer les matrices d'inertie ainsi que leurs transports en un seul point (le point O centre de la liaison pivot entre le bras et le bati). a est la longueur du bras, m la masse du système isolé (1000kg), vitess ang : phi° , accel ang : phi°°.
Avec le pfd j'obtiens Rair + X = -a* m * phi°° X est l'inconnu de la liaison pivot selon l'axe x. Je prend l'axe x car c'est selon cette axe qu'agit la résistance de l'air sur mon schéma cinématique.
En négligeant la résistance de l'air et en prenant ma valeur de phi°° j'ai X=-1524. Avec la résistance de l'air j'obtiens Rair = X (en régime constant phi°°=0). Donc à partir de la je ne sais plus comment m'y prendre.

Ps: Je viens de voir l'erreur que j'ai faite quand je trouve les valeurs aberrantes, j'ai oublié de négliger l'accel angulaire en phase constante..

[invitecaafce96]

Je ne saurai pas trouver votre erreur . Mais je saurai établir la puissance nécessaire due à la résistance de l'air en fonction de la vitesse indépendemment de tout le reste .C'est seulement ce que je voulais dire dans mon précédent post .

[invite13a55095]

Ah ok, ça m'interesse ! Pouvez vous me donner quelques indications sur comment procédé ?

[invitecaafce96]

re,
Voila le calcul le plus simple , celui que vous avez dû essayer :
Force resistante R = 1/2 * Cx * Rho * S * v^2 avec Cx = 0.5, S = 1.5 m^2 et v = 22 m/s
R = env 200 N
Travail : 200 * 22 = 4400 Joules
Puissance : 4.4 kW , donc j'étais trop pessimiste dans ma première évaluation , bien sûr, le Cx est mal connu ...