La Vitesse Max D'un Planeur Est Basée Par Rapport à Quoi ?

[Denis F]

La VNE ne change pas avec l'altitude (c'est toujurs 280 Km/h par exemple) mais il faut tenir compte de la différence entre la vitesse vrai (TAS = true air speed) et la vitesse indiquée (IAS indicated air speed) qui elle dépend de l'altitude.

 

Les tables de limitation de la VNE ont pour objet de corriger les indications du badin et non pas de modifier la VNE.

 

C'est une idée répandue mais fausse quand même. Toutes les limitations sont en vitesse indiquée (ou en Mach pour les aéronefs un peu plus rapides), la VNE aussi. Il n'y a pas lieu de corriger de quoi que ce soit à la VNE du manuel de vol pour l'altitude considérée

 

Quand la vitesse limite est dictée par la pression dynamique et non par le flutter ou le Mach, ce qui est le cas pour les avions rapides dans les basses couches, la VNE (en vitesse indiquée) augmente avec l'altitude.

Modifié le 1 décembre 2005 par Denis F

[Invité françois hache]

Si la limite est fixée par la pression dynamique, pourquoi la V indiquée élaborée à partir de cette même presssion varierait elle? intérêt des marquages anémo ?

Merci d'une réponse accessible au plus grand nombre, car il y aurait déjà 3 bouquins

à revoir!

FH

[Invité o_passage]

Juste pour dire au passage. J'ai eu la chance d'entendre des notions de mécaniques de vols de pro...

"... de toute façons les planeurs sont surdimensionnés à 1.5 donc on peut se permettre d'aller à 1.5xVNE sans craindre de peter le planeur..."

Véridicte, c'était beau à entendre.

 

Pour information, le dimensionement est fait par rapport à une force,(force résultant de la vitesse c'est le carré de la vitesse!!) un effort, une contrainte max appliquable(matériaux reste dans le domaine élastique) à partir du quel on rajoute un coefficent afin d'etre certains que le matériaux testé ne passe dans un domaine de déformation plastique(déformation constante, le matériaux n'ait plus dans le domaine élastique).

 

Ce dimensionnement est généralement de 1.5 dans le milieu des constructions structurel de base(lié à l'incertitudes de l'homogénéité du matériaux et aux conditions de vie hazardeuse du systéme), ces coefficients sont trés variables selon les milieux(clavette d'arbre de moteur assenceur coef:8!! dans l'aviation coeff peuvent descendre à 1).

 

Je ne connait malheuresemnt pas les coef de dimensionnement sur un planeur, mais la réflection de ce monsieur est non seulemnt fausse mais dangereuse(car il se croyait en sécurité, en compétition rentrer vers le terrain bien au dessus de la VNE )

 

merci.

[Dark Vador]

Ouh-la, je comprends plus rien moi...

Concretement, Denis, tu dis que lorsqu'on vole a 5000m, par exemple, on peux continuer de voler a la VNE lue sur le badin (ie trait rouge), sans lui retrancher les fameux 1% par 200m ?

Donc si ma VNE est de 250km/h et que si je lis 250 sur mon badin a 5000m, c'est toujours OK, je n'ai pas a me limiter a 195km/h lus ? Je te fais confiance, mais j'avoue que j'avais pas compris ca dans le livre bleu, et je ne pense pas etre le seul.

[footballprophet]

Ouh-la, je comprends plus rien moi...

Concretement, Denis, tu dis que lorsqu'on vole a 5000m, par exemple, on peux continuer de voler a la VNE lue sur le badin (ie trait rouge), sans lui retrancher les fameux 1% par 200m ?

Donc si ma VNE est de 250km/h et que si je lis 250 sur mon badin a 5000m, c'est toujours OK, je n'ai pas a me limiter a 195km/h lus ? Je te fais confiance, mais j'avoue que j'avais pas compris ca dans le livre bleu, et je ne pense pas etre le seul.

 

 

Dans le Kassera, il est dit qu'il faut limiter la IAS, parce que le flutteur arriverait sans relation avec la pression atmosphérique.

 

Moi non plus je ne comprends pas. Comment les fréquences d'oscillation spécifiques nécessaire au flutter peuvent-elles rester identiques si la pression de l'air n'est pas la même ?

[Invité françois Hache]

bouquin "domaine de vol des planeurs" SEFA édition 2 page 14:

 

"..la vitesse indiquée Vi est parfaitement représentative des contraintes subies par le planeuret peut donc servir sans réserve de référence pour exprimer les limites de vitesse. Aucune correctionn'est à appliquer à la lecture instrumentale, y compris en altitude..."

 

Ceci dit le manuel de vol peut limiter les Vi en fontion de l'altitude.A respecter scrupuleusement.

Attention aussi à l'air agité et à l'arc vert qui y est lié.

FH

[Invité françois hache]

Pas spécialiste mais d'accord avec toi.

et ouf les bouquins sont justes!

FH

[Mikael MEOT]

Bonjour à tous.

Très intéressante discussion grâce à laquelle je ne comprends désormais plus rien à la VNE et aux démarches de certification

 

Pour ce qui est du calcul des vitesses en fonction des rafales, si je lis bien, la VB est la vitesse où traverser une rafale de 15m/s donne une accélération verticale de 5,3g et la VNE, pareil avec 7,5m/s et 4g.

Ca devrait vouloir dire que tous les planeurs certifiés selon cette norme auront toujours la même VB et la même VNE, non? Ou y a-t-il d'autres éléments que j'oublie?

 

Concernant le flutter, on m'avait affirmé que la vitesse de flutter était en fait liée non pas à la vitesse indiquée ou vraie, mais au nombre de Mach (ce qui, intuitivement, me paraît avoir une certaine logique puisque ce nombre conditionne l'écoulement des molécules d'air). Quelqu'un pour confirmer ou infirmer?

[Thierry]

Je vais sans doute passer pour un ronchon, mais si on parlait tous d'anémomètre et non plus de badin. Les seuls Badins que nous trouvons maintenant dans nos planeurs sont des variomètres. Si on dit à notre élève de rgarder son " Badin" qu'est-ce qu'il va regarder??? Modifié le 29 novembre 2005 par Thierry

[jeannot1]

Je vais sans doute passer pour un ronchon, mais si on parlait tous d'anémomètre et non plus de badin. Les seuls Badins que nous trouvons maintenant dans nos planeurs sont des variomètres. Si on dit à notre élève de rgarder son " Badin" qu'est-ce qu'il va regarder???

 

Salut,

on nomme badin l'anémomètre ( du nom de son inventeur). La Sté Badin-Crouzet (hé oui, le bien nommé !) à Valence en a fabriqué pas mal...

et les anciens parlent toujours de badin...pour l'anémomètre !!

[Thierry]

Oui mais il ausssi fabriqué des variomètres et altimètres!!!

[footballprophet]

Voila comment je comprends les choses en essayant de les expliquer simplement.

 

La pression exercée par le vent relatif sur la prise dynamique du badin correspond à une force. A une pression donnée correspond une vitesse indiquée. Le planeur lui est conçu pour résister structurellement à certaines forces. La VNE indique donc la force du vent relative maximale autorisée pour le planeur (vitesse indiquée). Cette force est la même à 500 mètres ou à 5000 mètres.

 

Par contre la vitesse d'écoulement du fluide (l'air) sur les ailes du planeur pour une force donnée (vitesse indiquée) n'est pas la même selon que l'on soit à 500 ou à 5000 mètres à cause de la densité de l'air. Pour avoir la même force (même vitesse indiquée) il faudra voler plus vitte (vitte au sens de l'écoulement du fluide) quand on prends de l'altitude car la densité de l'air diminue. D'ou apparition du fameux problème d'aéroélasticité ou flutter qui dépend en grande partie de la vitesse d'écoulement du fluide. Ce qui explique qu'il faille pour certain planeurs (voir manuel de vol du constructeur) diminuer la vitesse indiquée (lu sur le badin) quand l'altitude augmente afin de ne pas avoir des vitesses d'écoulement de l'air trop importante sur les ailes pouvant entrainer un problème de flutter.

 

NB: C'est ce qui explique aussi en partie les moyennes faramineuses des circuits en onde à haute altidude en Argentine. L'altitude est un bon allié pour améloirer la vitesse sur un circuit

 

Voilà comme je comprends les choses. Merci aux spécialistes de me dire si j'ai tord ou raison

 

 

Expliqué comme ça, moi je comprends en tout cas.

 

Mais je crois qu'il faut que je comprenne mieux le phénomène de flutter : pourquoi le phénomène dépend-il principalement de la vitesse de l'air qui passe et non pas de la force exercée par la masse d'air, comme pour l'indication sur le badin?

 

 

Evidemment les vols de record en onde dépendent beaucoup de l'altitude. Mais je me souviens d'un reportage photo d'un grand vol, dans les Alpes me semble-t-il, ou on voyait sur le tableau de bord du pilote un petit tableau manuscrit indiquant la VNE en fonction de l'altitude.

 

1. C'est seulement à cause du flutter? Si oui, à quoi sert un tableau sur lequel la VNE diminue progressivement, alors que le flutter arrive à des vitesses bien spécifiques ?

 

2. Le flutter arrive-t-il sur tous les appareils, à une vitesse supérieure à la VNE à l'altitude 0 mais en dessous à partir d'une certaine altitude? Dans le reportage photo susmentionné, il mpe semble que c'était un ASH 25!

 

Merci

[Etienne]

Pour ce qui est du calcul des vitesses en fonction des rafales, si je lis bien, la VB est la vitesse où traverser une rafale de 15m/s donne une accélération verticale de 5,3g et la VNE, pareil avec 7,5m/s et 4g.

Ca devrait vouloir dire que tous les planeurs certifiés selon cette norme auront toujours la même VB et la même VNE, non? Ou y a-t-il d'autres éléments que j'oublie?

 

Salut

oui, la Vb (arc jaune) et VNE serait identique si tout les planeurs résistait exactement à 5.3g à Vb et 4g à VNE!

Hors, certains constructeurs sympa on penssé à ceux qui veulent bourrer comme des fous en rentrant de circuit pour faire un superbe passage, donc le plus vite possible quitte à passer dans la pompe de service qui risquerai de te faire sortir des limitations de résistances mécanique de ta structure.

Il se sont donc dit: Notre planeur résistera à plus!

et c'est ainssi qu'on vu le jour des planeurs avec une Vb à 200km/h et une VNE à 270km/h (voir plus pour le FOX et consors de voltige mais je ne connais pas ses valeurs, je cède la place aux voltigeurs aguéris). Car effectivement, ce planeur avec une si belle Vb résiste à plus de 5.3g, donc pour une même rafale verticale de 15m/s il pourra se permettre d'aller plus vite. De même pour la VNE. La norme de certification impose des minimas, rien n'interdit de faire mieux.

 

Pour ce qui est des limitations de VNE en fonction de l'altitude: c'est dû au flutter, principalement.

Celui-ci se produit pour des vitesses donnée d'écoullement du fluide dans lequel il évolue.

Imaginons un pegase (je prend un truc que tout le monde ou presque connais): il vole à 1000m QNH à 250km/h (ça fume il à calé à +10!!), le planeur ne cassera pas du fait du flutter (sauf si un petit malin à déserré ses timonerie pour exagèrer le jeux des commandes supposons que non) mais du fait de la rafale de + de 7.5m/s en rentrant dans la prochaine pompe! (pour ceux qui suivent c'est la journée du siècle avec des pompes dignes de ce nom) Fallait tester la VNE en air calme!

 

L'autre pégase (pas cassé et avec une timonerie dont le jeux est aussi dans les normes éditées par le constructeur), il vole en onde à 5000m QNH. Sa Vindiquée est de 250Km/h, il est donc à la VNE. Pas de rafale à l'horizon, l'air est parfaitement laminaire. La seule chose qui pourrait lui créer des soucis est le dépard en flutter. Mais pourquoi? La pression créée sur sa surface est la même que en air calme à 1000m QNH pour la même Vi de 250Km/h, cependant, la vitesse d'écoullement du fluide autour de son profil est largement supérieur car l'air est raréfié. C'est une question de flux et de volume d'air déplacé. Pour faire une transposition intuitive prenez un bateau, trempez le dans l'eau de mer salé (très densse) notez le niveau d'eau sur la coque. Trempez le dans l'huile pardon, dans l'eau douce, il s'enfonce plus, car l'eau est moins densse. Le flutter, donc se produira à des vitesses d'écoullement précises et fonctions de la rigidité du système structurel du planeur. Un planeur à ailes souple peut être plus sujet au flutter qu'un planeur à ailes rigides. Pour faire partir un K21 en flutter je pensse qu'il doit falloir overshooter de manière non négligeable la VNE! Par contre un ASW20, je joue même pas de 2km/h! Là c'est psychologique, j'aime pas les ailes souples! J'ai trop fait de LS1.

 

Voilou, y a pas un aérodynamicien pour nous sortir les formules??

J'ai pas trouvé non plus de shéma de domaine de vol et mon scanner est en rade, si quelqu'un à ça (JNV, toi ô notre archiviste nationnal n'as tu pas un tel dessin pour un vieux bois et toile en comparaison d'un plastique moderne?? )

BV

Etienne

[Denis F]

:rolleyes: Ouh-la, je comprends plus rien moi...

Concretement, Denis, tu dis que lorsqu'on vole a 5000m, par exemple, on peux continuer de voler a la VNE lue sur le badin (ie trait rouge), sans lui retrancher les fameux 1% par 200m ?

Je n'ai jamais dit qu'on pouvait voler au trait rouge à 5000 m ! La confusion vient peut-être du contributeur qui a dit qu'il ny avait qu'un seul trait rouge

 

Le trait rouge n'est valable qu'en basse altitude (jusqu'à 3000 m a priori).

 

Au-dessus, il faut respecter la VNE indiquée dans le manuel de vol pour l'altitude considérée.

 

A défaut de précision dans le manuel de vol, il est sage de se limiter à la Vp correspondant à la VNE à 3000 m, donc une Vi égale à la VNE moins 10% par 2000 m au-dessus de 3000 (soit VNE -10% à 5000 m, VNE - 20% à 7000 m, etc.)

 

Si la limite est fixée par la pression dynamique, pourquoi la V indiquée élaborée à partir de cette même presssion varierait elle? intérêt des marquages anémo ?

Parce que la pression dynamique détermine l'équivalent vitesse et non de la vitesse indiquée - à basse vitesse c'est la même chose, mais en écoulement compressible ça ne l'est plus, l'EV est légèrement inférieur à la Vi

 

Le marquage anémo fixe (trait rouge), c'est mieux que rien, à défaut d'avoir un marqueur qui se déplace en fonction de l'altitude : ça existe mais pour un planeur ça serait sans doute un peu cher...

[Invité françois Hache]

le contributeur qui adit qu'il n'y avait qu'un seul trait rouge a aussi dit qu'il était impératif de respecter les limitations de vitesse consignées dans le manuel de vol en fonction de l'altitude.

Fh

[Denis F]

D'ou apparition du fameux problème d'aéroélasticité ou flutter qui dépend en grande partie de la vitesse d'écoulement du fluide.

Non. Le flutter est une résonance qui dépend des forces aérodynamiques (essentiellement la Vi), qui induisent des oscillations à certaines fréquences, et des modes structuraux (qui dépend de la raideur de la structure, des gouvernes et de la répartition des masses, donc qui ne varie pas avec l'altitude). Quand les fréquences sont trop proches et pas assez amorties, le planeur peut exploser en qualques fractions de secondes comme un vulgaire pont sur lequel on marche au pas cadencé :rolleyes:

 

La seule chose qui change avec l'altitude (à iso Vi) c'est l'amortissement aérodynamique et accessoirement le nombre de Reynolds, donc la vitesse indiquée d'apparition du flutter variera sans doute un peu (dans un sens ou dans l'autre !). Comme on ne sait pas de combien (ou plutôt comme on ne fait pas d'essais de certification à 15000 m parce que ça couterait trop cher), l'habitude a été prise de limiter plus ou moins arbitrairement la VNE selon une iso-Vp au-dessus de l'altitude où sont faits les essais (3000 m a priori).

 

Mais prétendre que le flutter est dû à la vitesse de l'écoulement, comme on peut le lire dans un certain nombre de bouquins, ça n'a aucun fondement sérieux. C'est comme l'histoire du décrochage qui se produit touours à 18° d'incidence ou de la profondeur toujours déporteuse : ce sont des absurdités qu'on copie de bouquins en bouquins depuis des années comme parole d'évangile parce que ça parle bien, mais ça reste absurde

Modifié le 3 décembre 2005 par Denis F

[Denis F]

Un planeur à ailes souple peut être plus sujet au flutter qu'un planeur à ailes rigides. Pour faire partir un K21 en flutter je pensse qu'il doit falloir overshooter de manière non négligeable la VNE! Par contre un ASW20, je joue même pas de 2km/h! Là c'est psychologique, j'aime pas les ailes souples!

:rolleyes: Attention D'abord un planeur à aile rigide n'est pas forcément plus résistant (voir le chêne et le roseau ) ; ensuite si il y a flutter, donc résonance, le planeur cassera quelle que soit sa résistance (on ne gagnera que quelques dizièmes de secondes) !

 

Sauf si il y a délaminage (ou manque de résine à la construction, ce qui paraît-il serait le cas de certains ASW 20 F). C'est pour cela qu'à la visite annuelle on mesure la fréquence d'oscillation des ailes (du moins les inspecteurs LBA le font)

[Jean Féret]

J'appuie les propos de Denis à propos de la relation entre Vne et Vi, mais je voudrais aussi ajouter que rester en dessous de la Vne n'est pas forcément une garantie pour éviter le flutter.

 

Enlever les masses d'équilibrage des parties mobiles d'un planeur, que ce soit un K21 ou un Asw20, et vous aurez du flutter à peine après le décollage.

[Invité Invité]

Bonjour, j'ai une petite question sur une fiche technique de planeur que j 'étudie pour mon TPE. Il y a une notion de facteur de charge(Vne) et (Vm) ces facteurs correspondent à quoi et sont exprimés en quelle unité ? Il y a écrit +4.0G -1.5G pour le facteur de charge de (Vne) et +5.3G -2.7 pour celui de la (Vm) ?? Si quelqu'un peu m'éclairer sur ce point merci :rolleyes:

[Denis F]

La seule chose qui change avec l'altitude (à iso Vi) c'est l'amortissement aérodynamique

 

Tu veux donc dire qu'à Vi constante et à altitude variable les forces Aérodynamiques varient?? Là j'en perd mon latin. A Vi constante cela veut dire pression constante et donc force constante puisque la surface ne varie pas non?

C'est presque vrai en stationnaire (à part les effets de la viscosité) mais pas en instationnaire. Par exemple quand l'aile monte ou descend, elle est freinée par la variation d'incidence qui en résulte ; si l'altitude est plus forte la Vp aussi donc la variation d'incidence est plus faible et l'amortissement diminue.

[Etienne]

Il y a une notion de facteur de charge(Vne) et (Vm) ces facteurs correspondent à quoi et sont exprimés en quelle unité ?

 

Salut

VNE: Velocity Never Exceded: vitesse à ne jamais dépasser!

Vm: heu, je suppose que c'est la vitesse max en air agité.

Facteur de charge: accélération verticale du planeur, s'exprime en g (pour Gravité)

1g: c'est ce que tu subis assis dans ton fauteuil en lisant le forum

2g: tu es en spirale incliné à 60°

-1g: tu as poussé un peu trop fort sur le manche...

1g=9.81m/s²= attraction gravitationnelle de la terre, mais également valable dans toutes les directions et fonctions des accélérations sur trajectoire trajectoire subies par un mobile quelconque.

 

 

Il y a écrit +4.0G -1.5G pour le facteur de charge de (Vne) et +5.3G -2.7 pour celui de la (Vm) ?? Si quelqu'un peu m'éclairer sur ce point merci

 

Donc:

A la VNE (trait rouge) 250Km/h pour la pluspart des planeurs plastiques: tu as le droit à une accélération de +4 x 9.81m/s² = 39,24m/s² en tirant sur le manche donc

et en poussant

-1.5 x 9.81m/s² = -14,715m/s²

 

Si tu vas moins vite (170km/h sur le même planeur genre pegase):

+5.3 x 9.81m/s² = 51,993m/s²

et

-2.7 x 9.81m/s² = -26,487m/s²

 

C'est solide quand même!

ça m'en fait même douter de mes calculs... mais je suis sur que quelqu'un corrigera si j'ai faux

 

Quoi qu'il en soit bons vols

Etienne

[footballprophet]

2g: tu es en spirale incliné à 60°

Ca dépend de ta vitesse...

[Fred]

2g: tu es en spirale incliné à 60°

Ca dépend de ta vitesse...

non

 

J'ai souvenir d'un vol en onde (record ?) a plus de 200 kmh de moyenne ........

 

Denis, les moyennes exceptionnelles de certains vol en onde s'expliquent uniquement par la composanbte de vent arriere (en dehors du talent des pilote) ..... ou je n'ai pas compris qqchose sur le VNE en alti ?

 

Merci

[footballprophet]

2g: tu es en spirale incliné à 60°

Ca dépend de ta vitesse...

non

 

J'ai souvenir d'un vol en onde (record ?) a plus de 200 kmh de moyenne ........

 

Denis, les moyennes exceptionnelles de certains vol en onde s'expliquent uniquement par la composanbte de vent arriere (en dehors du talent des pilote) ..... ou je n'ai pas compris qqchose sur le VNE en alti ?

 

Merci

 

 

Honnêtement je crois que les mecs vont loin dans le jaune en altitude parce qu'il n'ont pas peur ni du flutter ni bien sûr de la force exercée par la masse d'air (normal).

 

Pas forcément lié au vent arrière (voir les vitesses de fous sur des A&R parfois).

 

Par contre je persiste et je signe pour mon commentaire précédent : les g à 60% d'inclinaison dépendent de la gravité, comme dans une centrifuge, donc de la vitesse. Clairement...

 

Mais en vérité ça dépend de l'étroitesse du cercle ainsi que de la vitesse, jamais de l'inclinaison, même s'il est vrai qu'n planeur, il y a un lien entre l'étroitesse du cercle et l'inclinaison.

[Tatave]

Par contre je persiste et je signe pour mon commentaire précédent : les g à 60% d'inclinaison dépendent de la gravité, comme dans une centrifuge, donc de la vitesse. Clairement...

 

Signer, c'est très bien. J'approuve. Par contre, persister ??? Perseverare diabolicum !

Tu prends un Bébé Jodel à 50 noeuds et un Rafale à 600 noeuds, tous deux en virage stabilisé en palier à 60 ° d'inclinaison. Ils subissent l'un et l'autre 2g, soit l'inverse du cosinus de l'angle d'inclinaison. Simplement, l'un aura un rayon de virage beaucoup plus grand que l'autre et un taux de virage beaucoup plus faible ; je te laisse deviner lequel !

Modifié le 1 décembre 2005 par Tatave