Sens de rotation des hélices d'un quadricoptère,
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Auteur Sujet: Sens de rotation des hélices d'un quadricoptère,  (Lu 913 fois)

ChPr

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Sens de rotation des hélices d'un quadricoptère,
« le: 02 mars 2017 à 09:39:13 »

Bonjour à toutes et à tous,

Encore moi avec mes questions de néophyte.

Dans une configuration en "X", y a-t-il une norme, un principe, une habitude, une raison qui fait que l'hélice avant gauche tournerait dans le sens horaire et l'hélice avant doit dans le sens anti-horaire (et les deux arrières en image symétrique) plutôt que l'inverse, c'est-à-dire que l'hélice avant gauche tournerait dans le sens anti-horaire et l'hélice avant doit dans le sens horaire.

Cordialement.

Pierre
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furynick

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Sens de rotation des hélices d'un quadricoptère,
« Réponse #1 le: 02 mars 2017 à 11:48:43 »

Aucune norme non, en général on a le moteur avant droit en CCW sur Ardu, Naze, Naza, MK et l'inverse sur du Hubsan il me semble.

Il y a eu un débat sur les bénéfices de l'inversion du sens de rotation sur les racers (transposable à tous les quads) mais je n'en entends plus parler.
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ChPr

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Sens de rotation des hélices d'un quadricoptère,
« Réponse #2 le: 02 mars 2017 à 17:58:53 »

Merci furynick,

C'est vrai qu'on a du mal à voir qu'il puisse y avoir une influence notable de ce paramètre.

Cordialement.

Pierre
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brunweil

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« Réponse #3 le: 02 mars 2017 à 21:13:05 »

...influence notable de ce paramètre...
En translation rapide (racer) la différence de portance entre pale "avançante" et "reculante" est probablement significative....
Cela redéfini donc une surface de sustentation de "densité" sensiblement différente..... :hmmm:
« Modifié: 04 mars 2017 à 13:05:04 par brunweil »
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furynick

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« Réponse #4 le: 03 mars 2017 à 08:07:20 »

En l’occurrence et de mémoire, ce n'est pas dans le cas de la translation rapide car, dans ce cas, les hélices prennent un angle très important par rapport à l'horizontale et il n'y a pas vraiment de pale "avançante" ou "reculante" (les racers lancés à plein tube sont pratiquement à la verticale).

En revanche il semble que l'inversion du sens de rotation apporte un bénéfice à la rotation à pleine vitesse.
Il doit y avoir un sujet dans lequel j'ai été curieux à ce propos sur MRFC, il faudrait que je le retrouve.
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« Réponse #5 le: 03 mars 2017 à 10:36:35 »

... En translation rapide (racer) la différence de portance entre pale "avancente" et "reculante" est probablement significative...

Mis à part que le sens de rotation est différent, et c'est là le sujet, les pales avançantes et reculantes se trouvent au mêmes endroits : dans le sens de l'avancée, les pales avançantes des hélices de l'avant sont vers l'extérieur alors que celles des hélices arrières sont vers l'intérieur.

Par ailleurs
 :
... ce n'est pas dans le cas de la translation rapide car, dans ce cas, les hélices prennent un angle très important par rapport à l'horizontale et il n'y a pas vraiment de pale "avançante" ou "reculante" (les racers lancés à plein tube sont pratiquement à la verticale). ...

Cet effet semble minimiser la proposition précédente.

... En revanche il semble que l'inversion du sens de rotation apporte un bénéfice à la rotation à pleine vitesse. ...
Pas compris :-X

Maintenant, plaçons-nous en vol stationnaire en x et y. si on considère une structure symétrique, c'est-à-dire que les hélices sont sur les sommets d'un "carré", il y a un effet "rentrant" sur l'axe X et un effet sortant" sur l'axe Y ; ce qui pourrait être positif sur un axe serait négatif sur l'autre : Un partout, la balle au centre  :D

Si la structure n'est plus symétrique, c'est-à-dire que les hélices sont sur les sommets d'un "rectangle" , peut-être se passe-t-il autre chose ?

En tous cas, je pense que si il y a un effet, il est dû à ll'interaction des flux d'air sortant des hélices. Est-ce que le flux est strictement dans l'axe de rotation de l'hélice ou bien est-il dévié ? Est-t-il entrainer en rotation ? ... ?

Je ne sais pas si j'ai été bien clair.

Cordialement.

Pierre
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« Réponse #6 le: 03 mars 2017 à 15:22:40 »

J'ai retrouvé la vidéo expliquant les bénéfices ... à l'époque j'avais estimé que les explications données ne tenaient pas la route mais je me trompe peut-être.


Il n'est donc pas question de vitesse mais de lacet ... que les pilotes de racer n'utilisent quasiment pas vu la vitesse.
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« Réponse #7 le: 03 mars 2017 à 15:57:43 »

Si je lis et écris à peu près correctement l'anglais, par contre, je suis pratiquement infoutu de le comprendre. Malheureusement cette vidéo ne m'apporte rien. A lire les commentaires, les avis semblnt mitigés. L'influence apparaitrait pour prendre des virages plus efficacement à haute vitesse, mais comme vous avez dit précédemment, à haute vitesse, les hélices ne sont plus dans un même plan.

Je pense que pour le néophyte que je suis, ça n'apporte pas grand chose..

Cordialement.

Pierre
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furynick

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« Réponse #8 le: 03 mars 2017 à 16:41:26 »

En langage courant j'appelle ça du chipotage ... voire de la masturbation intellectuelle.

Son explication sur le flux d'air est complètement erroné de mon point de vue. Ce qu'il décrit correspond à une translation à vitesse élevée mais il ne prend pas en considération l'inclinaison correspondante de la machine.

Il a raison cependant sur un point, l'axe de portance se décale de l'axe du moteur à mesure que la vitesse d'avance augmente. D'ici à dire que la manœuvrabilité en cas d'inversion est améliorée ça demande analyse ... là encore il faudrait un protocole de test adapté pour le mettre en valeur.
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« Réponse #9 le: 03 mars 2017 à 16:59:58 »

Mais quand il parle d'inverser le sens de rotation, ça veut dire quoi précisément ?

              Situation de départ        Situation après inversion

Hélice Av_G        sens = ?                     sens = ?
Hélice Av_D        sens = ?                     sens = ?
Hélice AR_G        sens = ?                     sens = ?
Hélice AR_D        sens = ?                     sens = ?


Est-ce que vous pouvez remplacer les points d'interrogation par CW ou CCW.

Cordialement.

Pierre
« Modifié: 03 mars 2017 à 17:36:50 par ChPr »
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« Réponse #10 le: 03 mars 2017 à 18:21:31 »

Lorsque la portance s'écarte du CG l'efficacité en roulis augmente, la question est de savoir si il est préférable d'en bénéficier a l'avant ou a l'arrière ?... Sur mes machines j'ai toujours opté pour "centrer" la portance a l'avant, une sorte de configuration en "delta" mais c'est purement intuitif.... Le seul  argument etant que les flux sortant écartaient d'éventuelles poussières de mon objectif, situé en dessous des hélices (rarement le cas sur racer)

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« Modifié: 04 mars 2017 à 13:07:41 par brunweil »
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« Réponse #11 le: 03 mars 2017 à 18:29:57 »

Vu de dessus (ce qui n'est pas la convention std  http://www.mk-fr.info/forum/index.php?topic=26943.msg370893#msg370893)

...
              Situation de départ        Situation après inversion

Hélice Av_G        sens = CW                    sens = CCW
Hélice Av_D        sens =   CCW                 sens = CW
Hélice AR_G        sens =  CCW                  sens = CW
Hélice AR_D        sens =    CW               sens = CCW

Est-ce que vous pouvez remplacer les points d'interrogation par CW ou CCW.
......


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« Modifié: 04 mars 2017 à 13:09:10 par brunweil »
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« Réponse #12 le: 03 mars 2017 à 19:25:03 »

Merci pour la réponse sur les sens de rotation

... Lorsque la portance s'écarte du CG l'efficacité en roulis augmente, la question est de savoir si il est préférable d'en bénéficier a l'avant ou a l'arrière ?...

Question :
  • Dans quel cas la portance s'éloigne-t-elle de l'axe de l'hélice ?
  • Où va-t-elle ?
Un petit lien de réf ?

Cordialement.

Pierre
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« Réponse #13 le: 03 mars 2017 à 19:33:24 »

En translation rapide la vitesse du drone s'additionne a celle de la pale avançante, alors qu'elle se soustrait de la pale reculante. La portance étant proportionnelle au carré de la vitesse, la portance sera décalée du côté de la pale avançante.

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« Réponse #14 le: 03 mars 2017 à 20:09:18 »

En translation rapide la vitesse du drone s'additionne a celle de la pale avançante, alors qu'elle se soustrait de la pale reculante. La portance étant proportionnelle au carré de la vitesse, la portance sera décalée du côté de la pale avançante. ...
En voilà une réponse qu'elle est bonne et qui me satisfait :)

Mais (oh quel emm....eur ce type) :

Donc, dans cette configuration modifiée, si je considère une vitesse de rotation de 6000t/mn pour un rayon de 12 cm, la vitesse linéaire de l'extrémité de pale est de (6000/60) x 2 x PI x 0.12 = 75 m/s. Si la vitesse d'avancement est de 36 km/h (ça me semble pas mal ?), cela fait une vitesse de 10 m/s. Au meilleur de sa position, la vitesse vue de la pale est alors (75² + 10²)½ = 75.7 m/s. On gagne un gros % de stabilité en roulis à l'avant

Maintenant, si je fais la configuration suivante (pas frapper) :

Av_G = CW
Av_D = CCW
Ar_G = CW
Ar_D =CCW

J'augmente aussi la portance en roulis à l'arrière, oui, non ?

Cordialement.

Pierre
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brunweil

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« Réponse #15 le: 03 mars 2017 à 20:39:41 »

...rotation de 6000t/mn pour un rayon de 12 cm, la vitesse linéaire de l'extrémité de pale est de (6000/60) x 2 x PI x 0.12 = 75 m/s. Si la vitesse d'avancement est de 36 km/h ... cela fait une vitesse de 10 m/s.....
Le "diamètre efficace" d'une hélice est au 2/3 ce qui nous donnera 50m/s et "translation rapide" pourrait signifier 15m/s. Nous aurions donc 65m/s à "l'attaque" pour 35m/s à "la fuite" ! Au carré, ça nous fais 3,5 fois plus :o de portance à l'avancée... L'axe qui bénéficiera de cette "augmentation de voie" sera nettement plus efficace en roulis que celui qui s'en verra diminué.

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« Modifié: 04 mars 2017 à 13:00:58 par brunweil »
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« Réponse #16 le: 03 mars 2017 à 22:22:03 »

Ce que j'ai dit en réponse #14 n'est pas valable, désolé, car le calcul est faux et il ne s'agit pas de stabilité, mais de portance.

Afin de refaire un calcul plus représentatif, pourriez-vous me dire, dans le dessin attaché, par rapport à l'axe d'avancement et le sens de rotation de l'hélice, où se trouve décalée la portance (R efficace et angle (0 à 2.PI).

Cordialement.

Pierre
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« Réponse #17 le: 03 mars 2017 à 22:29:55 »

La portance est maximale dans le secteur gauche, à la hauteur de l'axe moteur car d'une part c'est dans ce secteur que la pale avance (V pale et V infini s'additionnent) et d'autre part, car c'est à la hauteur de l'axe moteur que V pale n'a pas de composante latérale (qu'une composante longitudinale, seulement dans le sens de l'avancement du multi). CAD 3/2 PI.

J'aimerais juste préciser que ceci est entaché d'une légère erreur (mais alors très légère  :D) car le déplacement moyen autour de la pale n'est pas tout-à-fait perpendiculaire à l'envergure).
« Modifié: 03 mars 2017 à 23:00:48 par photanim »
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« Réponse #18 le: 03 mars 2017 à 23:03:10 »

Maintenant, si je fais la configuration suivante (pas frapper) :

Av_G = CW
Av_D = CCW
Ar_G = CW
Ar_D =CCW
Cette configuration ne serait viable qu'en contrôle de tangage !....
Toute tentative de stabilisation en roulis ou en lacet provoquerait un déséquilibre sur l'autre axe.....
Chacune des faces d'un multi doit être l'exact opposée de son vis à vis, de telles sortes que les variations induites s'auto-compensent...


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« Modifié: 04 mars 2017 à 14:31:45 par brunweil »
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« Réponse #19 le: 03 mars 2017 à 23:10:44 »

je confirme les propos de brunweil et ajoute une précision, sur une commande de lacet en CW, les moteurs CW ralentissent donc la portance diminue et les moteurs CCW accélèrent augmentant la portance.

Dans cette configuration un lacet CW provoquera un roulis à gauche ... ça finira en crash.
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