Pour ceux qui veulent réfléchir un peu... engin étonnant

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looping
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par looping » 28/11/08, 12:47

Bonjour

J'ai essayé de poser les bases du problème avec un croquis simplifié du fonctionnement de ce chariot à hélice .
Oublions toute proportion , poids , frottements et valeurs concrètes pour se pencher uniquement sur les forces en jeu .
Imaginons que la roue et l'hélice à 1 pale ne forment qu'une seule pièce .
Le tapis roulant applique une force Fx à la roue qui tourne , et la pale produit donc une force Fz induite de la rotation .
Si on considère que ce principe reste valable en orientant l'axe de l'helice , et donc Fz , dans la même direction que Fx , ceci grâce à un renvoi d'angle , il faut maintenant se poser la bonne question :
Fz peut-elle être supérieure à Fx .
Contre toute attente et après une petite remise en cause personnelle , ma réponse est OUI .

Je ferai une analogie avec une aile d'avion , capable de porter celui-ci , alors que la traction du moteur est bien inférieure à son poids .
Dans l'exemple de la vidéo n°2 , le tapis roulant est l'élément moteur , l'hélice est comme l'aile et sa portance .

Image

Quen pensez-vous ?

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Christophe
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par Christophe » 28/11/08, 12:51

Ben Fx est en fait un couple dans ton cas et Fx et Fz devraient être colinéraires d'apres ton texte.

Mais d'apres ton dessin il ne le sont pas, mais ta logique est...logique ca me va :) :)

Sinon pkoi pas essayer de le modéliser avec PHUN ?

On en avait déjà parlé ici: https://www.econologie.com/forums/un-jeu-de- ... t5627.html

KK1 a-t-il testé depuis? Regardez les vidéos, ca montre ce qu'on peu faire.

Seule question: est ce qu'il y a des modèle d'hélice sur fun?
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Surfeurseb
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par Surfeurseb » 28/11/08, 13:02

jonule a écrit :
je cite:
"le vent est en fait un champ d'énergie" : c'est une explication peut répandue, chapeau.

PS : facile de dire tout ceci, je participe donc à mon tour : pour l'exemple de l'hélice sur la voiture qui arrive à la vitesse du vent, et bien oui cela reste possible : ça dépend juste du poids de la voiture, de son dynamisme, et surtout de la taille de l'hélice et de la taille de la voiture ! tout est donc question de dimensionnement, à y regarder la taille de l'hélice .............


Bienvenu à bord Jonule!

je devrais peut ètre dire: le vent est comme un champ d'énergie.


Sinon, je suis entièrement d'accord avec la suite: tout est affaire de dimensionnement, pour que chaque élément soit dans sa plage d'efficacité optimale.

christophe a écrit :Avec ce systeme tout s'explique avec de la physique et mécanique classique, arrétez de rêver, y a rien de MAGIQUE!!


C'est bien le but de mon post. Montrer qu'on peut obtenir un résultat inattendu, sans bafouer les lois physiques et mécaniques!
Maintenant, c'est sur que c'est très ardue à expliquer.

Pour info, il parait que c'était un sujet de thèse chez Mc DONNEL DOUGLAS dans les années 80 (pas de preuves, désolé), avec bien entendu un résultat positif.


Pour la video ou le tapis est incliné:
en partant de la constatation que le chariot arrive à avancer plus vite que le tapis horizontal, les expérimentateurs ont donc inclinés le tapis jusqu'au point d'équilibre du chariot.
Ils montrent avec cela que l'éfficacité du système permet de contrer un surcroit d'effort contraire (ils auraient pu aussi mettre des freins sur les roues, mais ça n'aurait pas eu un impact visuel aussi fort).
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Christophe
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par Christophe » 28/11/08, 13:07

Surfeurseb a écrit :Maintenant, c'est sur que c'est très ardue à expliquer.


Ce n'est pas mon avis et on va voir si PHUN en pense autant :)

Allez je l'installe !!
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looping
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par looping » 28/11/08, 13:14

L'engin en question démontre astucieusement que la résultante aérodynamique d'un profil d'aile ( ou hélice mais c'est la même chose ) est supérieure à l'effort nécessaire pour déplacer ce profil dans l'air .
Chapeau aux expérimentateurs , pas évident de s'en faire une représentation intuitive .

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par Obelix » 28/11/08, 13:31

Bonjour,

Il me semble que vous pourriez vous rapprocher de la theorie des Autogyres.
Ce n'en est qu'une version pivotée de 90°.


Obelix
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par jam » 28/11/08, 13:35

Bonjour,

Je vois que ça s'anime ici.

Bon, je repose ma question :
Dans un grand gymnase sans vent:
Une poussée initiale, comme sur la vidéo, l'hélice se met a tourner, l'engin avance, fait tourner l'hélice etc.
Sur quelle distance se déplace l'engin?

Et je suggère fortement de regarder attentivement ce vidéo:

http://fr.youtube.com/watch?v=xHsXcHoJu ... re=related

On y fait l'historique du bidule.
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par Capt_Maloche » 28/11/08, 20:58

AH oui, cette vidéo est beaucoup plus explicite

surtout le passage avec le tapis roulant incliné et la maquette qui remonte la pente

ça mérite une maquette

qui s'y colle?

Le fait d'aller plus vite que le vent n'est pas un soucis, mais dans la deuxième vidéo présentée au début de ce sujet, il n'y en a quasiment pas, à peine une légère brise

c'est là que je ne saisis pas
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par bpval » 28/11/08, 21:12

Bonsoir

Bon Marcel ... tu fous quoi
On t'attend
PAAAAsCAAL idem

et les autres ... c'est important
FAKE ou PAS

Ce n'est pas un forum comme les autres
Il y a des avis qu'il est important d'avoir

MERCI

Ciao
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par Olivier22 » 29/11/08, 04:37

Bonjour
Les 2 vidéos du 1er post montrent exactement la même chose en fait. Dans la première, le chariot se déplace sur le sol à une vitesse Vs supérieure à la vitesse du vent Vv.
Dans la seconde, Vv est la vitesse du tapis roulant (ben oui... c'est une vitesse relative ! Que ce soit le vent qui va en avant ou le sol qui va en arrière c'est la même chose)
et Vs est la vitesse du chariot par rapport au sol (tapis) ; là encore Vs est supérieure à Vv donc le chariot avance bien que le tapis recule.

Maintenant, pour expliquer comment c'est possible que Vs soit supérieure à Vv, le comparatif avec un bateau à voile est très pertinent, avec un avion encore plus (chapeau looping), mais plus difficile à visualiser !

Bon, quelques schémas sont plus clairs que n'importe quel discours (sauf pour les aveugles - bon OK c'est nul, mais en même temps il est tard)



Image
A l'arrêt, le vent perçu par la pale est le vent réel. Il tend à la faire tourner en sens inverse, mais la traction horizontale qu'il lui applique du même coup (et une démultiplication pas trop grande) font qu'elle est entraînée bon gré mal gré par le chariot, dans le "bon" sens.


-----------------------------------------
Image
Le chariot roule : le vent horizontal perçu se réduit. En outre, la vitesse de l'hélice augmentant, la composante verticale augmente. La résultante (en rouge) s'incline donc.


-----------------------------------------
Image
A gauche, le chariot atteint la vitesse du vent : la résultante est égale à la composante verticale. Le profil tracte toujours sous cette incidence, avec une force horizontale supérieure à la traînée verticale. (C'est ce qui se produit sur la vidéo du tapis roulant !)
Cela vient d'une caractéristique essentielle des profils minces : ils ont une finesse (très) supérieure à 1, ce qui signifie que leur portance est (très) supérieure à leur traînée. (jusqu'à 60 fois supérieure pour un bon planeur...)

A droite : ça y est on a dépassé la vitesse du vent ! Il a donc une composante de vent relatif de face, qui vient réduire encore un peu plus l'incidence du vent résultant sur le profil. En outre, le vent induit par la rotation a encore augmenté, donc le vent résultant a une grande vitesse (la composante verticale contribue aussi à redonner un peu d'incidence à la résultante, ce qui ne peut pas faire de mal ! lol)
C'est là que la finesse du profil intervient : plus il est "fin" (au sens aérodynamique du terme), plus il va être efficace sous des incidences faibles.
Sous une incidence trop faible, la portance (qui provoque la traction) devient trop faible pour compenser la traînée.
(pour info, l'incidence c'est l'angle entre le vent résultant (rouge) et la pale).
Et il n'y a pas que l'efficacité de la pale elle-même, mais aussi les frottements du mécanisme etc... Il faut une machine avec un rendement correct pour pouvoir aller plus vite que le vent !

Maintenant, pourquoi le tapis roulant doit aller si vite pour faire avancer le machin ? Et pourquoi l'autre chariot se met à marcher si bien à partir d'une certaine vitesse ?
C'est parce que dans le cas de gauche de la 2è image (vent perpendiculaire à la pale), la portance n'est pas très bonne. Le profil est décroché. La portance devient nettement meilleure lorsque l'incidence diminue un peu (sachant que pour ces maquettes, cela s'accompagne en plus d'une augmentation du vent résultant ! ça aide)
La courbe portance/incidence s'appelle couramment la "polaire", on doit trouver des exemples sur google images, on y voit nettement quelles incidences sont meilleures que d'autres.
(Petit aparté : Si quelqu'un s'amusait à calculer une démultiplication pour une voiture de ce genre, attention il ne faut pas interpréter directement la polaire d'un profil existant, parce que contrairement à une aile d'avion la portance qu'on souhaite obtenir ici (de la traction quoi) n'est pas perpendiculaire au vent relatif (résultant)... Une polaire donne une portance perpendiculaire au vent relatif. Donc il faudrait faire une projection.)


NB: c'est le rapport de démultiplication qui fait tout. Ici, il ne doit pas être trop grand (sinon l'hélice se met à tourner en sens inverse et la machine recule, face au vent). Il existe un concours de voitures se déplaçant ainsi face au vent grâce à une hélice fortement démultipliée - des voitures à éolienne quoi ! Dans ce cas, le vent relatif s'ajoute au vent réel donc le comportement est similaire : vent résultant croissant ! Mais peut-on aller plus vite que le vent FACE au vent ? Certainement mais je vais pas chercher à le démontrer maintenant (ras le bol!), avis aux amateurs ! lol 8)

Et pour reparler un peu des voiles (quand même plus sympa que les hélices !), un char à voile de sport basique comme ce qu'ils ont en club (Québec etc), au largue ça peut atteindre 3 fois la vitesse du vent...
Mais en vent arrière, ça se traîne (voile perpendiculaire au vent : position de décrochage, la traction est très faible)
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