Tecnam-P92-Echo

Bonjour Daniel,

dany93 a écrit:
J'ai remplacé les courbes de portance et traînée d'Aeromatic (sommaires bien que pas honteuses en première approximation pour du vol "sage") par des courbes complètes. Sur la base de calculs ou / et de la littérature.

Où trouves-tu les courbes complètes dont tu parles ?

patten a écrit:Qu'est qu'il manque d'après toi au FDM pour arriver à 5/5? .

Bonne question. 5/5 est un niveau de perfection que j'ai du mal à trouver atteint.

Flight Dynamics Model (FDM)
   4: FDM matches PoH in 90% of configurations
   5: FDM matches PoH and most known test data.

4 semble justifié sans problème.
Pour 5, des écarts ont pu m'échapper avec le nez dans le guidon. J'ai à peine essayé aux altitudes plafond (15000 ft), je n'ai pas tenu compte de la variation du nombre de Reynolds. De toutes façons, le moteur s'étouffe et il faut régler la richesse, ce qui n'existe pas en vol sur un ULM. Je ne sais pas comment ils font, si le moteur est préréglé au sol. Ces altitudes sont rares en ULM (max 12500 ft).
Les longueurs de roulage et décollage semblent plausibles mais je ne me suis pas amusé à mesurer ça.
Si quelqu'un pense que 5 est justifié soit, mais je préfère que cela ne vienne pas de moi.

Mon hangar est à jour:
http://pattenflightgear.wifeo.com/avions.php

Merci Christian

clm76 a écrit:Où trouves-tu les courbes complètes dont tu parles ?

Drag (physics)
https://en.wikipedia.org/wiki/Drag_%28physics%29

Drag composantes, courbes en fonction de la vitesse
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Drag_Curve_2.jpg

Lift-induced drag
https://en.wikipedia.org/wiki/Lift-induced_drag

Airfoils at High Angle of Attack (profil symétrique, mais c'est quand même une bonne indication. Difficile de trouver ces courbes)
http://www.aerospaceweb.org/question/airfoils/q0150b.shtml

Drag Coefficient & Lifting Line Theory
http://www.aerospaceweb.org/question/aerodynamics/q0184.shtml

Lift & Drag vs. Normal & Axial Force
http://www.aerospaceweb.org/question/aerodynamics/q0194.shtml

NACA 0012 Lift Characteristics
http://www.aerospaceweb.org/question/airfoils/q0259c.shtml

File:NACA0012.svg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:NACA0012.svg

NACA airfoil
https://en.wikipedia.org/wiki/NACA_airfoil

NACA 23012 12% (naca23012-il) Xfoil prediction polar at RE=1,000,000 Ncrit=9
http://airfoiltools.com/polar/details?polar=xf-naca23012-il-1000000

NACA 23012 12% - NACA 23012 airfoil
http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=naca23012-il

REPORT No 530 NACA 23012
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19930091603.pdf

REPORT No 640 (NACA) Hélices
http://naca.central.cranfield.ac.uk/reports/1938/naca-report-640.pdf

Mais cela ne suffit pas, aucune courbe ne peut être prise telle quelle. Il y a des différences voire de gros désaccords. De plus, elles concernent différents profils (symétriques ou non). Il faut faire des choix, souvent difficiles, possiblement discutables.
On ne peut que prendre ces documentations comme base, sélectionner et adapter à notre cas particulier.
L'essentiel du travail  d'ajustement est bien sûr dans le domaine de vol, avant décrochage. Sauf éventuellement pour le décrochage dissymétrique qui est aussi un gros sujet, mais c'est un tout autre domaine (très minoritairement abordé).

Concrètement pour le FDM, il faut entrer des paramètres. Certains sont évidents (poids, surface alaire). Pour d'autres (coefficients de portance, traînées de forme et induite) il faut choisir un modèle et ajuster ces paramètres.

Pour la portance avant décrochage, c'est assez facile. Avant décrochage, le CL croît linéairement avec l'angle d'attaque avec une pente de 0.075 à 0.1 par degré. Avec une bonne approximation.
La traînée est essentiellement l’addition de deux composantes, la traînée de forme et la traînée induite. En fonction de la vitesse, l'une augmente pendant que l'autre décroît (voir par exemple Wikipedia). L'angle d'attaque est bien sûr un paramètre sous-jacent très important. Le résultat est une courbe "en creux" qui donne la traînée totale en fonction de la vitesse, et en particulier la vitesse de meilleure finesse.
La traînée de forme peut être approximée pour les petits angles d'attaque (AoA) par une augmentation en AoA au carré ou sinus carré AoA (peu de différence). Ensuite, c'est plutôt approchant en sinus ou sinus carré jusqu'à 90° (logique, ça plafonne).
Le compromis en vue du choix des meilleurs paramètres est (très) difficile. Les essais-erreurs et autres tâtonnements avec FG demandent de multiples mesures et ils obligent à relancer le simulateur à chaque changement ; ils sont donc longs et extrêmement fastidieux. Pour essayer de baser ce choix sur un vue d'ensemble, je suis parti des expressions théoriques et j'ai fait le parallèle avec la manière dont JSBSim appliquait cette théorie (ce n'est pas très compliqué).  En première approximation (dépendance linéaire de la traînée de forme avec l'angle d'attaque ce que suppose Aeromatic ou, mieux, quadratique) ce calcul peut être fait de manière analytique avec une bonne approximation. Ceci m' a permis de tracer ces tendances en fonction de la vitesse sur une simple feuille de calcul. Ainsi, les essais sont très rapides et on a une vue d'ensemble des courbes pour chaque choix de paramètres. Les essais dans FG sont alors beaucoup plus limités et les résultats infiniment plus plausibles.
J'ai rédigé une note là dessus avec les équations, et le parallèle avec JSBSim. Si tu veux, je pourrai te la transmettre en lien (2 pages) mais il impossible de la mettre ici.
Ensuite, dans le domaine au-delà du décrochage, il faut parfois choisir parmi les courbes celles qui semblent les plus plausibles. Mais les erreurs sont moins lourdes de conséquences car on sort du domaine de vol où l'estime est de plus en plus de mise pour nous.

Bonjour à tous, bonjour Daniel,

Merci infiniment pour toutes ces informations. Je vais regarder tout cela très prochainement.

J'ai rédigé une note là dessus avec les équations, et le parallèle avec JSBSim. Si tu veux, je pourrai te la transmettre en lien (2 pages) mais il impossible de la mettre ici.

Oh que oui que je suis intéressé !

Et hop !

Drag-analytique-JSBSim.7z
Je l'ai mis sous plusieurs formats pour que tout le monde puisse le lire.
Si tu veux bien, dis-moi si certaines choses sont mal expliquées ou mal exprimées, ou si tu vois des erreurs. Et demande si ce n'est pas clair.

J'ai aussi mis ma feuille de calcul, sous forme ods et xls.
La feuille la plus élaborée est la No 4, "avec Lift elev".
Comme il est difficile de comprendre une telle feuille quand on ne l'a pas faite faite soi-même, ici aussi n'hésite pas à me demander.

Un logiciel de calcul mathématique serait plus adapté, mais ce que j'ai vu ne me semble pas très convivial.

Merci Daniel pour les feuilles de calcul.
Pour info, il manque le graphique "traînée totale et ses composantes" dans la feuille "Drag_total.odt" alors qu'il est bien présent dans les versions .doc et .pdf

En fait, les images y étaient. Mais elles étaient glissantes et, tout comme par hasard, elles se superposaient ou non suivant les modes d'affichage.
Je pense que c'est arrangé (en les ancrant comme "caractère" dans le texte).

Merci.

En fait, les images y étaient. Mais elles étaient glissantes et, tout comme par hasard, elles se superposaient ou non suivant les modes d'affichage.

Effectivement. C'est corrigé chez moi.

Petite(?) question tant qu'on parle de FDM : Est-ce un gros travail de transformer un Fdm Yasim en Jsbsim ? Je pense au Citation X. Ça me permettrai peut-être de me faire la main avec toutes les informations que tu m'as donné, si c'est faisable ...

C'est forcément faisable. Ce n'est pas une transformation, tu pars de zéro.
Tout d'abord, réunir le maximum de données sur l'avion (manuels de vol). Poids, vitesses, puissance moteurs (poussée pour le Citation X), dimensions,...

Injecter ça dans Aeromatic. Pour la partie FDM, Aeromatic n'est en général pas trop mal. Je n'ai pas l'expérience des jets. J'espère que les moteurs à l'arrière ne génèrent pas trop d’instabilités.

Le problème des axes de référence est toujours pénible. Les éléments de l'avion sont donnés dans le manuel  de vol par rapport à un point "DATUM". Le plus pratique est de s'arranger pour que l'origine du FDM soit au DATUM. Pas indispensable, seulement pour éviter des calculs de décalage. Ensuite, pour des raisons de visu il faudra positionner l'origine du modèle 3D (Blender) de manière à ce que les éléments du 3D soient en face de leurs homologues du FDM. Dans JSBSim, ce décalage se fait par le VRP. Sans importance pour le FDM,  mais important pour la visu (roues qui s'enfoncent, avion qui pivote autour d'un axe improbable).
Comme tu pars d'un avion existant, méfie-toi que tes prédécesseurs n'aient pas introduit d'autres offsets dans les fichiers "Models".

Une condition générale de stabilité est que le CG soit en avant du centre d'action aérodynamique (l'AERORP dans JSBSim). La position du CG (et ses limites) se trouve dans tous les manuels de vol. Par contre, pour lAERORP c'est beaucoup plus incertain. Une base est à 25 - 35% de la corde moyenne (on lit jusqu'à 50%).
Si le CG est confondu avec ou trop près de l'AERORP, l'avion est très maniable mais il risque d'être instable.
Si le CG est trop en avant (ou l'AERORP trop en arrière), l'avion est stable mais "lourd", il demande une forte correction (portance négative) du plan fixe horizontal ou de la gouverne de profondeur à cabrer. Ce qui génère de la traînée.
Sur les avions de chasse, on privilégie la maniabilité quitte à avoir un avion difficile à piloter.
Sur les avions de ligne, pour des raisons d'économie de carburant, on peut même avoir la CG en arrière (par déplacement du carburant). Mais l'avion est uniquement contrôlable grâce au pilote automatique. Manuellement, c'est la bagarre, et on transfère du carburant si on doit en venir au pilotage manuel.
Dans FG, il faut voir, mais garder cette importante condition de stabilité en tête.
C'est pour cette raison que, dans YASim, les auteurs de FDM ajoutent souvent de la traînée à l'arrière.

Ensuite, oui, c'est vraiment un gros travail pour affiner et aboutir aux principales performances connues. Il ne faut pas rapidement changer les paramètres de fond en comble, plutôt chercher à optimiser dans le domaine de vol avec les paramètres linéaires d'Aeromatic. Si le but est de voler "sage", ça peut suffire à donner un avion agréable et avec les principales performances.
Le stade suivant (si on veut) est d'affiner les paramètres que j'ai rapportés pour le P92.
Ne te fais pas d'illusions, c'est au moins 1 ou 2 mois de travail, beaucoup plus si tu pars sans connaissances préalables. Sans y être en permanence, j'ai couramment trouvé la nécessité de corriger des FDM 6 mois ou 1 an après.

Bon ... Y a plus qu'à !....  Merci Daniel.

Bonjour à tous, bonjour Christian (clm76)

A la réflexion pour se familiariser, je me demande s'il ne vaudrait pas mieux prendre un ou deux avions pas trop mal faits mais pas trop compliqués quand même (pas le P51D, ni le c172p detailed, trop compliqués) et chercher à agir sur les paramètres un par un pour observer les effets. Ce qui permet aussi de voir la manière dont le FDM est construit. Tout en restant critique car aucun n'est parfait en tout.

A la réflexion pour se familiariser, je me demande s'il ne vaudrait pas mieux prendre un ou deux avions pas trop mal faits

Tu en aurais un à me conseiller ?

Pas facile car je ne surveille pas trop ce qui se fait...

Sans le donner comme exemple de ce qui se fait de mieux, le P92 est bêtement à portée de ta main. Au moins, je le connais. Et toi aussi, un peu.
L'avantage est qu'il n'est pas trop avancé, donc encore simple et compréhensible. Pas de tableaux à entrées multiples (flaps, nombre de Reynolds,....), pas de décrochage dissymétrique.
Il n'a pas encore trop divergé du fichier initial Aeromatic.
Et, quand même, l'addition de quelques tableaux pour les variations non-linéaires.

Si tu veux un fichier FDM brut, tu peux te faire ça avec Aeromatic en entrant les données qui sont en début de mon FDM (en commentaires "Inputs")). En ne remplaçant que le FDM. Sans oublier d'y mettre les noms des fichiers moteurs et hélice que j'ai mis (noms sous le dossier Engines, voir mon FDM "<engine file="rotax912-uls">, <thruster file="p92-prop"> pour la forme sans xml). J'espère que cela ne donnera pas trop d'injures par des fichiers non trouvés.