Compatibilité facteur de charge élevé et vitesse supersonique

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HubMan
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#26

Message par HubMan »

TOPOLO a écrit :exactement, c'est la limite de saturation de la servo-commande.
Limpide Topolo, merci pour les explications, c'est super :notworthy: :biggrin:

Ciao :)

Hub.

PS : juste pour être sur : si ton servomoteur est assez puissant, tu vas alors être limité par la résistance structurelle (et l'effet du couple de torsion dont tu parlais en supersonique) ? :)
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ogami musashi
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#27

Message par ogami musashi »

Oui et c'est pour ca que (j'anticipe un peu le post de topolo) les canards+supersonique= super bon pour la manoeuvrabilité.

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HubMan
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#28

Message par HubMan »

ogami musashi a écrit :Oui et c'est pour ca que (j'anticipe un peu le post de topolo) les canards+supersonique= super bon pour la manoeuvrabilité.
Ok :biggrin: Merci pour les précisions Ogami Musashi (et ton post précédent au passage ) :)

Ciao :)


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TOPOLO
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#29

Message par TOPOLO »

Salut Oga
je n'avais pas trop envie de renter dans la description comparative des configuration canard et avec empenage arrière, de mon point de vue, quand elles sont appliqués à des avions aérodynamiquement stable, elles se valent à peu près...
Là où je pense que le canard actif peut être effectivement très rentable, c'est dans le cas des avions instable et particulièrement si il reste instable en supersonique (ce sera le paragraphe 3.3 traitant des avions instables à CdVE), mais je pense que pour ouvrir cette discussion comparative (Delta pur, Canard, Gouverne de profondeur arrière), il serait judicieux d'ouvir un autre thread, si non on va mélanger deux sujets (reliés je te l'accorde...):tongue:
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ogami musashi
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#30

Message par ogami musashi »

salut,

Non pardon, j'ai pas assez defini ma phrase (je voulais pas poluer ton plan), je parlais bien sur des instables et pas de gouverne de profondeur, car nous sommes d'accord, en cas d'avion stables, ca revient a peu pres au meme.
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TOPOLO
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#31

Message par TOPOLO »

Avec un peu (voir beaucoup) de retard sur mon planning

2.2 Les configurations Delta pures

Comme prévu, je vais donc aborder ici le cas des configurations delta pures (donc sans empenages) et sans CdVE, comme les F-102, F-106, Draaken et Mirage III/5/50, mais pas comme les MIG-21 et F-4 (qui ont bien une voilure delta, mais un empenage arrière), ou les SAAB Viggen (delta canard)

Pour faitre varier l'incidence sur ce type de configuration, on doit agir exclusivement sur les 'élevons', sorte de volet de bord de fuite, un mécanisme qui ressemble largement à celui d'une profondeur classique (non monbobloc), comme on en trouve sur les avions subsoniques: les liners et avions leger d'ajourd'hui, et presque tous les avions avant les années 50...

Les premiers avions à être confronter (de manière régulière et répétée) au vol dupersoniques sont en effet les chasseurs à réaction de deuxième génération: F-86 Sabre, MIG-15, Mystères II et IV chez nous...
Pour faire face au déplacement vers l'arrière du centre de poussée de la voilure principale, il faut augmenter le déportance de l'empenage, dans un premier temps on tente de braquer "à cabrer" la partie mobile de l'empenage... mais les efforts nécessaire dépasse largement la force des bras du pilote (commande non assitée, comme sur la plus part des jet de première génération), et même celle fournie par les dispositifs d'assistance hydroliques. De plus, le comportement d'un profil aussi creux que celui produit par ce braquage et franchement déplorable en trans et supersonique. Il faut donc faire autrement, en fait il suffit de modifier le calage du plan fixe (qui ne l'est donc plus, on avance vers l'empenage monobloc...). Quand le pilote constante que l'avion atteint une valueur données de Mach (genre 0.90), il manoeuvre une commande speciale dans l'habitacle pour réduire l'incidence du plan fixe.

Une défaillance de ce dispositif est à l'origine de l'accident qui coutat la vie à K.Rozannoff (Chef pilote d'essai de DASSAULT sur Mystère IV), et sans doute aussi à l'origine de la décision de cete société de fabriquer elle meme ses servo-commande, verins hydroliques et consors plutôt de que recourir à la sous traitance ou à des équipement sur étagère.

On voit donc comment le problème de la puissance des servo-commandes de profondeurs sur les configurations à empenage classique non monobloc est contourné....

Mais sur une configutraion delta pure, on conçoit facilement que le problème est le même, mais par contre, il n'y a plus possibilité de modifier le calage du plan fixe... Il faut donc des commandes hydroliques de tres grende puissance pour rester un tant soit peu manoeuvrant en supersonqie avec de telles configurarations.
Dans les manuels de ces avions, la limite de facteur de charge à haute vitesse est d'ailleurs notée: limite de saturation des servo-commandes.

Je ne connais pas les performances de manoeuvre des F-102 et F-106 qui n'ont pas la réputation d'être de grands dogfighters, mais le fait que DASSAULT fabrique ses propres commandes de vol pour le Mirage III (et le suivants), explique sans doute la caratère quasi uniques des performances manoeuvrières de cet avion (unique pour un delta pur, mais un Mig-21 reste largement plus manoeuvrant qui lui à haute vitesse).

Donc pourquoi un delta pur genre Mirage-III peut il tirer moins de G en supersonique qu'en subsonique (ou il est limite à +6.5G) ? et bien parceque les vérins hydrauliques des élevons sont incapables de les braquer avec assez d'amplitude, faute de puissance, ils saturent....


Prochaine étape : les avions à stabilité artificielle / CdVE....
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eutoposWildcat
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#32

Message par eutoposWildcat »

Chouette Topolo, j'attendais avec impatience cette suite! Merci! :cowboy:
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Booz
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#33

Message par Booz »

clair, limpide et complet, bravo et vivement la suite!
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Papoula
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#34

Message par Papoula »

Bravo ! J'ai l'impression de tout comprendre :Jumpy:

Sinon, je me rend compte que les jets sans CDVE étaient vraiment des avions d'homme. L'apprentissage du pilotage devait être plus long que pour les 2000, rafales et autre F18 actuels non ?
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Shadok
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#35

Message par Shadok »

eutoposWildcat a écrit :J


Ben je me laisse souvent emporter:blush:... Et puis aussi j'étoffe souvent beaucoup de façon à ce que ceux qui ne suivent pas forcément ce genre de sujet à la loupe parviennent néanmoins à comprendre à peu près de quoi on parle.:happy:

Eh bien justement c'est très réussi, car on comprend plus que "à peu près" de quoi il s'agit.
Merci.

Electro
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#36

Message par Electro »

magnifique discussion. On en reprendrait tous les jours des comme ça :Jumpy: :Jumpy: :Jumpy: :cowboy: :usflag: :Jumpy: :cowboy:
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TMor
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#37

Message par TMor »

Ah, ça y est, j'ai retrouvé.
Un Typhoon, c'est sensé soutenir 6g en supersonic (si je n'm'abuse à mach 1.5)...
Pas mal hein ?

ogami musashi
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#38

Message par ogami musashi »

Le raptor aussi (7G je crois, mais a mach 1.6).

De toute facon c'est pas un mystere que le typhoon est fait pour le supersonique.
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eutoposWildcat
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#39

Message par eutoposWildcat »

Données très intéressantes, merci! :cowboy:

Vous les avez trouvées où? Ce sujet continue de m'intéresser beaucoup.
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TMor
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#40

Message par TMor »

Pour le Typhoon, c'est là :
http://www.youtube.com/watch?v=8-YHFTHbY0c

Knell
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#41

Message par Knell »

Merci les gars, j ai appris quelque chose :)
Pourtant que j aurias du savoir .. :(
#avionmoche : Mais le F35 reste moche ...
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TOPOLO
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#42

Message par TOPOLO »

C'est vrai que j'ai pas eu le temps de continuer, mais normalement j'aurai du parler des avions aérodynamiquement instables...

J'aurai commencer par la première génération F-16 et F-18 qui sont bien centrés arrière (centre de gravité en arrière du centre de poussée de la voilure principale) en subsonique et sont donc extrèmement agile en tangage...
Par contre le recul du centre de poussée en supersonique fait repasser le centre de gravité en avant de celui ci et donc dès le mach passé, on se reyrouve avec un avion aérodynamiquement stable donc beaucoup moins manoeuvrant, surtout a haute altitude ou l'efficacité de a profondeur (même a fort nombre de mach) reste le critère limitant....

La deuxième génération d'avions CdVE (les Rafale, F-18E/F, mais aussi Typhoon, Raptor et F-35) ont choisi des options de conception assez différentes.

Les Rafale et F-18E/F ont gardé des avions instables en subsonique, mais avec une marge d'instabilité modérée, entre autre (pour le Rafale au moins) pour être assez stable pour faire du suivi de terrain en TTBA et quasi transonique et fort facteur de charge (avec un avion plus instable il n'y a sans doute pas moyen de maitriser la trajectoire dasn un domaine de vol aussi large). Mais ce choix a un revers... dès le passage du Mach, on se reyrouve avce un avion aérodynamiquement tres stable en donc moins manoeuvrant.

A l' époque ou Rafale et Thyphoon ont ete conçus, la référence absolu en manoeuvrabilité supersonique était le F-15, pas instable du tout, mais quand même capable de damner le pion à tout ce qui bouge autour de M1.4

Le 4000 lui était parait il equivalent ou supérieur, mais on ne le saura jamais.

Visiblement le Thyphoon s'est donné les moyens de le dépasser. Son centrage est tellement arrière que même en supersonique il doit être instable ou en tout cas avoir une tres faible marge de stabilité... Il est donc effectivement tres manoeuvrant en supersonique, plus que le F-15, et certainement plus que le Rafale...
En contrepartie, il a fallu plus de 2 ans de retard pour ouvrir sonc domaine de vol au delà des 5G tant ses commandes de vol avaient du mal à le stabiliser à grande incidence...(et je ne connais rien des éventuelles limitations restant)

Pour le F-22, je n'ai aucune idée de son centrage, pas contre sa voilure en diamantet ses problèmes de mise au point des CdVE me laisse penser qu'il doit être tres instable en subsonique, voir en supersonique... ce qui expliquerait que même a forte incidence, le braquaeg de al profiondeur restant faible il traîne moins que les petits copains, conguguée avec la pousée insolente dont il dispose, cela expliqyue sans doute qu'il soit crédité (sans sucune certitude) d'un facteur de charge soutenu (sustained) de plus de 5G (sans doute 6 ou 7) à mach 1.5 ou 1.7.

Au début je pensais que c'était vers le FL360 et mes calculs conduisait ves des piussée totalement délirantes... Mais depuis, il semble que les Raptor volent beaucoup plus haut, et il est vrai que les même perfs au niveau 500 ou 550 nécéssite une poussée bien moindre (mais bon, je ne connais absolument rien au fonctionement d'un reacteur à ces altitudes là, pour moi, on frise la limite de fonctionnement, ce qui prouve bien qu'il y a quelque chose que je ne comprends pas)

Donc pour conclure, pour le Raptor, je sais pas expliquer le pourquoi du comment, Pour le Typhoon, ça semble plus clair, et cela doit faire de lui une bestiole tres competitive dans ce secteur du jeu.
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ogami musashi
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#43

Message par ogami musashi »

le typhoon a 28% de marge de stabilité (un marge positive represente un avion instable, oui je sais c'est bizarre).

Ca se sent grave dans ces manoeuvre en haute incidence ou il a du lacet partout.
Mais en contrepartie il semble que ca soit le plus agile de tous les avions ici, que ce soit en subsonique ou supersonique.

Pour le raptor il est aussi tres instable, par contre la portance totale elle est super dure a calculer because portance tourbillonaire partout sur l'avion (ils ont meme des probleme d'echauffement sur l'arriere de l'avion en supersonique) dont je n'ai aucune idée de la marge.

Je ne sais pas pour le typhoon mais le raptor a ete concu pour manoeuvrer a tres haute altitude et supersonique et maintenir meme 5G a 60 000 pieds ca demande de sacrés reacteurs et une sacrée portance.

D'apres ce que j'ai vu a haute altitude il ne prend pas beaucoup d'incidence, pourtant il a la meme charge alaire qu'un F-15 je pense donc que la charge alaire totale de l'avion doit etre tres basse (le surface portante totale est estimée a 128m² ce qui fait quand meme 30m² de plus que les ailes!).
Recement j'ai lu 7G a mach 1.5 et 60K.


Je pense que le typhoon doit etre quand meme plus instable ceci dit a partir d'un momement l'instabilité n'est plus forcement un avantage si tu perds tout ton temps a stabiliser l'avion, les CDVE n'arrivent pas tirer profit du couple cabreur, un excellent exemple de cela est le SU-47 dont les pauvres canards n'avaient de cesse de stabiliser l'avion (voir la video de la demo a MAKS 2001, le passage haute incidence, les canards n'arretent pas de battre).

Famas_TAW
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#44

Message par Famas_TAW »

"les canard n'arrentent pas de battre" des ailes? surement! ils sont craintifs ces bestiauds!
N'interrompez jamais un ennemi qui est en train de faire une erreur. Napoléon Bonaparte.
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HubMan
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#45

Message par HubMan »

Merci Topolo, Merci Ogami :) :notworthy

Ciao :)

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c-seven
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#46

Message par c-seven »

Pour les spécialistes:
quid des artifices aérodynamiques pour accroitre la manoeuvrabilité d'un avion redevenu stable en supersonique?

Je demande ça parce que le travail manifestement très 'chiadé' sur le Rafale au niveau des interractions canards/ ailes/ et entrée d'air réacteur font dire à certains que les canards ont aussi pour role de 'booster' l'aile en gérant dynamiquement le flux d'air entre les canard et les ailes (rien qu'à voir une photo du Rafale et on comprend qu'il y a un travail de fait entre le canard et l'ailes)

Bref: ils aurraient recherché (et obtenu?) le beur et l'argent du beur.

'tention: pas de compétitions Raf' / Eurof' ici: juste essayer de comprendre par la comparaison.

ogami musashi
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#47

Message par ogami musashi »

Ca n'engage que moi, mais j'ai lu les arguments de ces personnes, et je pensent qu'elle extrapolent enormement.

Ceci dit il est evidement que les canards ont une influence sur l'aile (contrairement au typhoon) et que via certains reglages on peut controller plus ou moins cette influence.

On le fait en formule 1 surtout depuis quelques années.

Mais j'ai lu que sur le rafale les canards controlleraient la position du foyer et que du coup la notion d'instabilité serait pas tres importante, clairement j'y crois pas.

D'abord, en parlant avec les gens qui travaillent sur l'avion et le pilotent les canards etaient= tangage et point barre et puis controller le foyer faut bien comprendre ce que ca veut dire: ca veut dire faire avancer ou non ce foyer vers le bord d'attaque ce qui a pour influence de rendre l'avion plus ou moins instable.
Deja, poru les canards c'est quand meme super chaud de faire avancer le foyer parcequ'il faudrait que via leur positionnement ils influences plus ou moins pres du bord d'attaque les ecoulements et heu pour deplacer un foyer il suffit pas d'avoir un canard qui se braque (meme si ca a un veritable effet) y'a qu'a voir la forme des appendices en F1 pour avoir un flux qui colle un peu mieux a une certaines partie de la voiture mais bon surtout..le foyer bougeant lui meme avec l'AOA des ailes imagine le bazar,canards qui bougent le foyer+foyer qui bouge tout seul =les canards passeraient tout leur temps a controller la stabilité de l'avion et ne pourraient plus assurer le tangage facilement.


Pour finir la dessus, moi le rafale je l'ai toujours vu tournant moins bien que le typhoon et ca va en choquer certains mais chez dassault...ils sont assez d'accord!
Certes ils attribuent ca aux moteurs (dans tous les cas c'est une cause evidente) mais au moins ils reconnaissent que le typhoon tourne mieux partout (il a ete fait pour ca quand meme).

Bref que l'aero du rafale soit bonne et que les CDVE soient tres actives (ils ont quand meme viré le systeme anti cissaillements parceque les CDVE s'en sortaient toutes seuls, c'est quand meme un signe d'extreme qualité) mais de la a faire bouger le foyer sur commande, j'y crois pas.

Notes que j'irai pas affirmer ca a 100% ca me semble juste pas realiste parceque technologiquement super dur, et qu'aucun autre avion meme beaucoup plus cher (suivez mon regard) ne le fait hors dassault a beau avoir un savoir faire, la technologie...ca se paie.
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TMor
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#48

Message par TMor »

II-1 Cellule - matériaux - commandes de vol

La conception aérodynamique de Rafale se base sur une aile Delta avec un empennage canard rapproché. Les calculs effectués par les bureaux d'études de la société Dassault en matière de dynamique des fluides ont largement montré les bénéfices inhérents à la réduction de la distance entre l'aile et les empennages canard : une meilleure répartition des positions de centre de gravité dans toutes les conditions de vol ainsi qu'un meilleur comportement dans toute l'enveloppe de vol. Ce choix a été décisif pour les capacités d'emport du Rafale, pour ses performances en vol à hautes incidences, ainsi que pour son rayon d'action.
Bon, c'est vraiment pas de moi, c'était un PDF "Un programme d'avenir" sur le site de la défense, inspiré d'un papier de chez Dassault.
Quand ils disent "meilleurs", je me demande à quoi ils se réfèrent, mais bon...
Continuons notre discussion ! :Jumpy:

ogami musashi
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#49

Message par ogami musashi »

Ca veut pas dire grand chose la phrase je trouve. Genre "on a choisi ca parceque c'est mieux".

c-seven
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#50

Message par c-seven »

Ogami, sans offense mais on est plutôt conviction contre conviction là. Tu apporte pas beaucoup plus en terme de source.

Ce que je sais c'est que la solution "long moment canard" a été évalué par Dassault et l'ONERA. Quelqu'un avait donné une source mais je la trouve plus.

Pour tourner c'est pas tout de tourner le nez de l'avion. Encore faut-il faire changer de direction le vecteur vitesse. Pour ça il y a les moteurs, certe, mais aussi la portance à angle d'incidence.

Personnellement je pense que les canards sont bien suffisant pour faire bouger le nez de l'avion là où ils sont sur le Rafale. Et les canards alimentent en air l'extrado de l'aile d'une bien meilleur manière.
Tu trouve que le EF tourne plus court, c'est peut-être le cas, mais moi je trouve surtout qu'il dérappe surtout beaucoup plus, qu'il tourne sur la puissance de ses moteurs, alors que le Rafale "enroule" tout en douceur (sensation confirmée par les pilotes parait-il)

Ne pas oublier quand même que Dassault est sur les Delta/Canard/instable depuis 1979 avec le 4000. Et que celui-ci a volé jq'en 1997 pour faire des essais.
Ne pas oublier aussi (comme tu le dit toi même) que l'instabilité n'est pas tout et que l'efficacité aérodynamique est au moins aussi importante (voir le F15, les SU27-35, etc...)

Puisque tu fais l'analogie avec la F1, je dirais que c'est comme si General Motors décidait de débouler en F1 avec un budget 10x supérieur à tout le monde et prétendait gagner la première année. Ca ne marcherait pas. Et bien l'EF team a beau être composé de 4 pays Européens, quand on a fait du Tornado pendant 20 précédemment on ne s'improvise pas d'un coup expert en Delta-Canard-instable.

Bref, je crois à la théorie du "beur et l'argent du beur" concernant la stabilité vs la manoeuvrabilité pour le Rafale... jusqu'à preuve du contraire.
et ca va en choquer certains mais chez dassault...ils sont assez d'accord!
Oui ben moi j'ai un copains qui a passé 20 jours à St Cloud pour de la modellisation logicielle et il me dit que les gens de chez Dassault ont plutôt un "mépris bénin" pour le EF.

Voir aussi le: "l'addition de plusieurs médiocrités n'a jamais fait l'excellence" de Charles Edelstenne concernant l'Eurofighter.

C'est Dassault, certes, mais quand même....
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