Questions sur l'aéronautique

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remad77
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# 26 juillet 2012 18:00
Bonjour à tous,

Je suis en train de finir mon année de Master en informatique et pour valider le diplôme, je dois faire un programme.

J'ai décidé de faire un programme de type simulation aérienne, mais j'ai des lacunes en aéronautique. Pouvez vous m'aider?

1) Quel est l'angle maximale et minimale en moyenne des gouvernes (ailerons, gouvernes de profondeur et de direction), en supposant que l'angle est de 0° lorsque les commandes sont pas activés?
2) Quel est en moyenne la vitesse maximale d'un avion léger?
3, la plus importante) Y a-t-il un moyen (même s'il n'est pas parfait) de calculer l'altitude de l'avion en fonction de son altitude précedente, sa vitesse, et de son Roulis/Tanguage/Lacet?

Merci d'avance!
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nago
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# 26 juillet 2012 18:41
http://fr.wikipedia.org/wiki/Simulateur ... #Commandes
http://www.aeroweb-fr.net/forum/construction/5377/1

(Dernière édition le 26 juillet 2012 18:50)

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remad77
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# 26 juillet 2012 19:23
Merci, mais je ne vois aucune information qui réponds à mes questions, à part peut être récupérer le code source de Flightgear, et de lire les 1251 fichiers (qui sont dans un language que je ne connais pas vraiment), jusqu'a tomber sur la réponse... C'est que je suis aveugle?
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aixchile
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# 26 juillet 2012 23:31
Salut remad77.

Regarde plutôt du côté de l'aerodynamique et de la physique.

Quand un avion est dans une masse d'air stable, en croisière, on dit qu'il est à l'équilibre. Ce qui veut dire que son altitude reste constante. Alors quelles sont les forces en jeu ?
- Le poids : orientée vers le bas (elle est toujours constante (carbu illimité))
- La traction : la "force" du moteur : orientée toujours vers l'avant, dépend de la puissance (moteur coupé : rien, moteur à fond : force max)
- La force aerodynamique (formule ici : Formule de la portance) : elle se décompose en deux forces : a) la portance qui est orientée perpendiculairement aux ailes vers le haut et b) la traînée orientée en gros à l'inverse de la traction.
- ..

Quels sont les facteurs qui font varier la force aérodynamique : par exemple les volets : ils augmentent la surface alaire et donc la portance, mais augmentent également la traînée.
Autre exemple : si tu braques les ailerons à gauche, ceci augmente la portance sur l'aile droite et cela crée un couple qui tend à faire rouler l'avion sur la gauche.

Autre piste : l'incidence : si tu augmentes brutalement l'assiette, cela freine l'avion mais le fait monter. Au delà d'une certaine incidence, l'avion décroche.
Autre phénomène à prendre en compte : le couple en lacet (je ne sais plus si le terme est bon). Tu mets à fond du pied à gauche : la gouverne de direction crée une force de portance locale orientée vers la droite au niveau de la queue, ce qui fait tourner l'avion à gauche en lacet. Du fait de cette rotation, l'air s'écoule plus vite sur l'aile droite que sur la gauche. Donc la portance de l'aile droite est plus grande que celle de la gauche -> ton avion tend naturellement à prendre du roulis à gauche.

Bien bien complexe à mon avis, mais en simplifiant à mort du peux avoir quelque chose de crédible.

Bon courage !
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Vector
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4 006 messages postés

# 27 juillet 2012 00:25
remad77 a écrit :1) Quel est l'angle maximale et minimale en moyenne des gouvernes (ailerons, gouvernes de profondeur et de direction), en supposant que l'angle est de 0° lorsque les commandes sont pas activés?
2) Quel est en moyenne la vitesse maximale d'un avion léger?
3, la plus importante) Y a-t-il un moyen (même s'il n'est pas parfait) de calculer l'altitude de l'avion en fonction de son altitude précedente, sa vitesse, et de son Roulis/Tanguage/Lacet?
!
Bonjour Remad77,
Pour l'application pratique des indications d'Aixchile, il faut que tu raisonne en forces. Prenons par exemple ta question 1. Les gouvernes créent une portance (force ascensionnelle) plus ou moins grande en fonction de leur débattement et de leur surface, mais aussi de l'altitude (densité de l'air) et de la vitesse (au carré). Il suffirait que tu dise que pour un braquage 1 degré, la force varie de y %. tu peux négliger l'augmentation de la traînée, mais elle existe.
Donc pour un braquage des ailerons de 5 degrés, la portance d'une aile augmente de z % et celle de l'autre aile diminue d'autant. Tu as donc un couple qui provoque le mouvement de roulis. Même principe pour les autres axes.
2) Les vitesses sont très variables et tu peux les trouver sur Wikipedia par exemple. N'oublie pas que la vitesse intervient au carré.
3) Ta formule d'altitude n'existe pas, mais quand tu augmente l'incidence, ta force ascensionnelle augmente jusqu'à ce que la diminution de densité de l'air la ramène au niveau du poids où l'équi;ibre s'établit. Par contre, si la vitesse baisse, ta portance va diminuer très vite.
Pour la variation de la densité de l'air, prends l'atmosphère standard OACI.
Voila pour commencer, mais tu n'auras pas la tâche facile car toutes les variables sont interdépendantes. Beaucoup de ces équations doivent exister pour les simulateurs Microsoft ou autres.

(Dernière édition le 27 juillet 2012 00:28)


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remad77
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# 27 juillet 2012 15:19
Vector a écrit :Bonjour Remad77,
Pour l'application pratique des indications d'Aixchile, il faut que tu raisonne en forces. Prenons par exemple ta question 1. Les gouvernes créent une portance (force ascensionnelle) plus ou moins grande en fonction de leur débattement et de leur surface, mais aussi de l'altitude (densité de l'air) et de la vitesse (au carré). Il suffirait que tu dise que pour un braquage 1 degré, la force varie de y %. tu peux négliger l'augmentation de la traînée, mais elle existe.
Donc pour un braquage des ailerons de 5 degrés, la portance d'une aile augmente de z % et celle de l'autre aile diminue d'autant. Tu as donc un couple qui provoque le mouvement de roulis. Même principe pour les autres axes.
2) Les vitesses sont très variables et tu peux les trouver sur Wikipedia par exemple. N'oublie pas que la vitesse intervient au carré.
3) Ta formule d'altitude n'existe pas, mais quand tu augmente l'incidence, ta force ascensionnelle augmente jusqu'à ce que la diminution de densité de l'air la ramène au niveau du poids où l'équi;ibre s'établit. Par contre, si la vitesse baisse, ta portance va diminuer très vite.
Pour la variation de la densité de l'air, prends l'atmosphère standard OACI.
Voila pour commencer, mais tu n'auras pas la tâche facile car toutes les variables sont interdépendantes. Beaucoup de ces équations doivent exister pour les simulateurs Microsoft ou autres.
aixchile a écrit :Salut remad77.

Regarde plutôt du côté de l'aerodynamique et de la physique.

Quand un avion est dans une masse d'air stable, en croisière, on dit qu'il est à l'équilibre. Ce qui veut dire que son altitude reste constante. Alors quelles sont les forces en jeu ?
- Le poids : orientée vers le bas (elle est toujours constante (carbu illimité))
- La traction : la "force" du moteur : orientée toujours vers l'avant, dépend de la puissance (moteur coupé : rien, moteur à fond : force max)
- La force aerodynamique (formule ici : Formule de la portance) : elle se décompose en deux forces : a) la portance qui est orientée perpendiculairement aux ailes vers le haut et b) la traînée orientée en gros à l'inverse de la traction.
- ..

Quels sont les facteurs qui font varier la force aérodynamique : par exemple les volets : ils augmentent la surface alaire et donc la portance, mais augmentent également la traînée.
Autre exemple : si tu braques les ailerons à gauche, ceci augmente la portance sur l'aile droite et cela crée un couple qui tend à faire rouler l'avion sur la gauche.

Autre piste : l'incidence : si tu augmentes brutalement l'assiette, cela freine l'avion mais le fait monter. Au delà d'une certaine incidence, l'avion décroche.
Autre phénomène à prendre en compte : le couple en lacet (je ne sais plus si le terme est bon). Tu mets à fond du pied à gauche : la gouverne de direction crée une force de portance locale orientée vers la droite au niveau de la queue, ce qui fait tourner l'avion à gauche en lacet. Du fait de cette rotation, l'air s'écoule plus vite sur l'aile droite que sur la gauche. Donc la portance de l'aile droite est plus grande que celle de la gauche -> ton avion tend naturellement à prendre du roulis à gauche.

Bien bien complexe à mon avis, mais en simplifiant à mort du peux avoir quelque chose de crédible.

Bon courage !
Merci pour vos réponses, j'en apprends beaucoup grace à vous.
Je me rends compte que j'utilisais pas les bons termes:
Pour la question 1: Je parlais de l'angle de braquage aparemment (je controle un joystick, et en fonction des valeurs du joystick, je simule les angles de braquage).
Pour la question 3: J'avais vu un peu tout sa au paravant, mais ma simulation ne sera pas aussi avancée, je ne simule pas la position GPS par exemple, donc aucun moyen de savoir la densité de l'air. Je pense que je vais devoir tricher un peu en utilisant seulement ce que j'ai, en faisant par exemple: Nouvel altitude = Ancienne altitude + ((Vitesse * tanguage) / facteur à définir)
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Vector
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# 27 juillet 2012 15:43
Pour limiter l'altitude, tu peux fixer un plafond et "amortir" la vitesse verticale calculée selon ton équation en fonction de la différence "plafond-altitude instantanée" . Ce serait chouette pour un hélico !

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jean77w
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# 30 juillet 2012 14:28
bonjour remad77
L'angle maximale que peuvent faire les ailerons,gouvernes de profondeurs et de direction est d'environ 30 degres
pouvez vous reformuler votre 3eme questions
jean-marie
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remad77
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# 2 août 2012 14:01
jean77w a écrit :L'angle maximale que peuvent faire les ailerons,gouvernes de profondeurs et de direction est d'environ 30 degres
Merci pour l'information, je modifier mon programme.
jean77w a écrit :pouvez vous reformuler votre 3eme question
Pour faire simple, j'ai un joystick. Je récupère les valeurs bruts du joystick et modifie la vitesse et la position des ailerons, gouvernes de profondeurs et de direction en fonction de ces valeurs. De la, je calcule grossièrement le Roulis, Tanguage et Lacet de l'avion.
A partir de ces valeurs, j'aimerais pouvoir calculer (toujours grossièrement) l'altitude de l'avion (principalement en fonction de l'altitude précedente, de la vitesse et du tanguage j'imagine.)

Ma simulation n'a pas à être parfaite sur ce niveau, vu qu'elle n'est pas excessivement détaillé. Je ne prends pas en compte par exemple le poids de l'avion (mais si c'est nécessaire, je peux l'ajouter), de la densité de l'air (je suppose qu'elle est optimale).

Vous pouvez voir un premier apercu de mon programme ici.
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jean77w
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Avatar de jean77w

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3 messages postés

# 3 août 2012 00:48
ok c'est bien a partir du tangage et de la vitesse.Si vous avez par exemple un tangage de 10degres par rapport a l'horizontal et une vitesse de 500km/h et en supposant que vous etes passe de 0 a 10 degres en un temps negligeable,vous devez connaitre le temps mis depuis la rotation jusqu'a quand vous voulez connaitre l'altitude actuelle.Faites un schema ca sera plus simple et si vous avez fait de la trigonometrie ca ira. Vous savez que distance est egale a vitesse fois temps.Bonne chance.
jean marie
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remad77
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5 messages postés

# 24 août 2012 18:55
Bonsoir,
Désolé de répondre après un si long temps sans nouvelles, mais la partie programmation du cockpit m'a pris beaucoup de temps.
Je calcule l'altitude de cette manière à présent:
altitude = altitude + ((vitesse * tanguage) / (vitesseMax / 3))
C'est pas très propre, mais sa fonctionne assez bien.

C'est toujours pas parfait, mais j'ai vraiment du mal à trouver des formules mathématiques qui pourraient m'aider (je pense qu'il faut utiliser un peu de trigo dans le cas ou l'avion est à l'envers, mais je ne trouve pas)
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