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Comparatif Ailerons

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Sommaire  Etapes  Principes de base Réalisation  Prêt au départ Conditions d'essais Résultats Phase 1  Phase 2 Conclusion Tableau

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pour impression

 

Bernard de Go Mars se propose de compléter son traité sur la stabilité intuitive, avec un chapitre concernant les ailerons tubulaires

A des fins de comparaison, je lance la construction de  4 fusées strictement identiques, mais possédant des
ailerons de diamètres et longueurs variables

Par définition, un site est toujours en CONSTRUCTION.

Mais davantage encore cette page, qui sera complétée au fur et à mesure, de l'avancement du projet

Sommaire :

  1. Une première étape est franchie avec des tirs où seule la taille des ailerons a évolué.

  2. La seconde étape est préte avec des ogives lestées de manière différentes. Avec les beaux jours qui arrivent les tirs vont devenir possibles

 

  1. Etapes

  2. Principes de base

  3. Réalisation

    1. Jupe

    2. Ogive

      1. Sans lest

      2. Avec lest

    3. Parachute

    4. réservoir

  4. Prêt au départ

  5. Conditions d'essais

    1. Tirs

    2. Masses des ogives

    3. champs de tir

    4. Prises de vue

  6. Résultats

    1. Phase 1

    2. Phase 2

  7. Conclusion

  8. Tableau

Etapes :

  • Dans un premier temps construire des fusées plus ou moins instables et observer leur comportement : Phase 1  fait

  • Dans un second temps lester l'ogive progressivement, pour parvenir à une certaine stabilité. Phase 2
     

Principes de base :

  • Réservoir FHP : Coca Cola 1,5l.

  • Ogive Perrier Verte 1,00l, avec extrémité conique.

  • Lest dans l'ogive pour la fixation parachute pas souhaitable -> but amener la FHP à l'instabilité.

  • Jupe Ø8.8 cm lg15 cm.

  • 4 Ailerons tubulaires  agrafés sur la jupe PVC découpé et enroulé.

  • 2 longueurs 8 et 10cm et 3 diamètres différents 18mm, 25mm,36mm d'ailerons cf. planches ci-dessous.

1° hypothèse
avec profil trapézoïdal

Tir N°5

2° hypothèse
avec profil rectangulaire
Tir 1 à 4

Dessin de l'ogive




1 dimension d'ailerons

4 dimensions d'ailerons

Ogive Pointue

Planches de découpe des ailerons

Essais : 4

Essais : 3

Essais : 2

Essais : 1

Ø18 lg100

Ø25 lg80

Ø25 lg100

Ø36 lg100

l/d =5,55 D/d=4,88

l/d =3,2 D/d=3,52

l/d = 4 D/d=3,52

l/d = 2,77 D/d=2,44

 

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Sommaire  Etapes  Principes de base Réalisation  Prêt au départ Conditions d'essais Résultats Phase 1  Phase 2 Conclusion Tableau

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Avancement de la réalisation :

Réalisation des jupes :

Essais : 1

Essais : 2

Essais : 3

Essais : 4





Ø36 lg100 sur jupe Ø 88mm lg150
surface utile : 4x 100cm²
29 grammes

Ø25 lg100 sur jupe Ø 88mm lg150
surface utile : 4x 65cm²
25 grammes

Ø25 lg80 sur jupe Ø 88mm lg150
surface utile : 4x 52cm²
23 grammes

Ø :18 lg100 ;Sur jupeØ 88mm lg150
surface utile : 4x 45cm²
25 grammes

Réalisation des ogives :

Identiques pour tous les essais en phase 1




 

Découpe  de la part inférieure de l'ogive
et de la bague d'arrêt

Assemblage avec la pointe

Mise en peinture
14grammes

 

Avec lest variable pour la phase 2

Base identique à la phase 1 + boite de lest

Le percuteur ouvert , 
collé à la pointe de l'ogive

L'olive "lest" et le bouchon
qui ferme le percuteur

Le lest est constitué d'un tube d'Efferalgan contenant une ou plusieurs olives de pêche.

 

Réalisation des parachutes :

Identiques pour tous les essais

Réalisation des réservoirs

Identiques pour tous les essais

44g

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Sommaire  Etapes  Principes de base Réalisation  Prêt au départ Conditions d'essais Résultats Phase 1  Phase 2 Conclusion Tableau

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Prêts au départ

Phase 1

   

  PERCOLAT 1, 2, 3, 4

PERCOLAT IV

SYLAPUS

Phase 2

  

 

  PERCOLAT 1, 2, 3, 4 et les 4 ogives lestées différemment

 

 

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Sommaire  Etapes  Principes de base Réalisation  Prêt au départ Conditions d'essais Résultats Phase 1  Phase 2 Conclusion Tableau

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Conditions d'essais

Tir

Sur une base Gardena, tube de lancement 25cm, embout Gardena  Ø intérieur 9mm.

Pression 2 bars , 45 cl d'eau .

Inclinaison proche de 90°, avec inclinaison légère contre le vent.

Embout Gardena :

 

Légères bourrasques

Part fixe identique à tous les tirs Phase 1

Réservoir : 44g

Ogive : 14g

Parachute : 9g
Embout : 10g
Total : 77g

Masse des ogives variables en fonction des tirs Phase 2

Configuration prévisionnelle :

Dans la petite boite placée dans l'ogive je loge des olives de pêche

  1. boite vide : +8 g     Blanche

  2. boite + 1/2 olive : +26g  Bleu

  3. boite + 1 olive : +44g  Jaune

  4. boite + 1,5 olive +62g   Rouge

Si l'on considère 4 masses d'ogive et 4 portance de fusées, cela ferait 16 combinaisons au maximum.

J'élimine les extrêmes pour  certains  essais

Cf. le paragraphe Tir phase 2

Certaines ogives devront servir plusieurs fois, 4 fois pour les ogives 3&4.

Si le parachute oublie de s'ouvrir, il faudra requalifier les ogives restantes, en déplaçant les lests.
                           Chose possible avec la petite boite.

Pour éviter le déplacement de l'olive dans la boite, j'y ajoute un peu de bourre de coton.
En effet, il serait regrettable que la décélération violente de fin de propulsion ne fasse, l'olive venir percuter l'avant de l'ogive, et ne la déstabilise. provoquant une déviation néfaste

Champ de tir

Dans un champ plus loin que mon champ habituel qui a été labouré, et il y a trop de monde et de voiture autour du stade.

PHASE 1

 

Au milieu de ce champ ci
Le long de la route d'Allondans. Mais la route est empruntée par les chasseurs

au lieu du stade
en face chez moi

PHASE 2
Quelques centaines de m au sud du champ ci-dessus
 

Prise de vue

Phase 1

Un premier Caméscope sur pied; focale 2,5 x 0,6.  Soit en équivalent photographique 24x36 : 42mm

Avec cette focale placé à 2m d'un mur, 1,7m sont dans le cadre.

Selon une simulation sous Excel, dans les conditions énumérées dans le paragraphe tir, la hauteur maxi espérée est de 33m.

Le caméscope devra donc être placé à ~39m. en position image "paysage" standard, mais seulement ~30m en position portrait Gain de 4/3

A 3 bars la fusée monterait à 57m et le caméscope devrait être placé à 67m du pas de tir :  je n'ai pas assez de recul et l'image de la fusée serait trop petite.

Dans les faits, la fusée monte moins haut que prévu. Je reste donc en paysage

- Raisonnement grossier :

     _ En format "paysage" , 33m pour 576 pixels soit 5.7cm/pixel. Une fusée de 51cm x10cm  fera 9x1pixel soit :

     _ En format "portrait", 33m pour 720pixels soit 4.5cm /pixel. Une fusée de 51cm x10cm fera 11x2 pixels soit :

A l'apogée de la trajectoire, si la fusée monte verticalement, elle sera à plus de 40m de l'objectif et la taille de l'image sera réduite à 7x1 pixels 
Nota : il n'y a pas de demi pixel

- Caméscope placé perpendiculaire à la trajectoire supposée de la FHP.  Hauteur de l'objectif à la hauteur du bas de la fusée

- Grand angle maxi, bien sûr

- Cadrage bas de l'image au dessous de la fusée.

- Programme : sport, pour une vitesse d'obturation maxi

- Réglage de la distance sur manuel position infini.

- Témoin d'enregistrement activé.

- Portée de la télécommande  : 5m maxi donc caméscope en continu

Un second Caméscope au poing il présente des défauts de pixellisation mais on fera avec

- A environs 5m du pas de tir.

- Un autre angle de prise de vue, et essais de suite de la trajectoire

- Utilisation quand je pourrai disposer d'une aide pour déclencher le lancement

Phase 2

Idem phase 1 +

  • Changer pour un champ moins passant

  • Placer le caméscope fixe plus haut, avec si possible, en arrière plan partiel, quelque chose de plus sombre.

  • Se rapprocher à 20m pour avoir une image plus nette, et mieux analyser les pirouettes de ma Percolat

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Sommaire  Etapes  Principes de base Réalisation  Prêt au départ Conditions d'essais Résultats Phase 1  Phase 2 Conclusion Tableau

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Résultats

PHASE1

Pression 2bars

Essais 1 : Bleu

Diamètre : 36 longueur  :100  l/d = 2,77 D/d=2,44

Masse complète de la fusée sèche : Part fixe 77g + empennage 29g soit 106g

Hauteur totale 51, 1cm

CdM à :  18 cm du bas  CLP évalué devant un ventilateur : 18cm du bas

Marge statique estimée à 0cm

Tir 1 :
Trajectoire brisée , déviation en sortie tube de lancement, puis à la fin de la poussée. Altitude 15m . Pas de parachute.

Durée :  2s + 3s     Altitude estimée : 15m

 

    

Télécharger la vidéo

 

Tir 2 :
Trajectoire rectiligne. Ouverture du parachute.

Durée :       Altitude : 25 m

   

 

Télécharger la vidéo à 15 m    Télécharger la vidéo  à 5m

 

  Tir 3 :

Trajectoire brisée, déviation fin éjection de l'eau, fin éjection de l'air . Ouverture du parachute.

Durée :       Altitude : 10 m

     

Télécharger la vidéo à 30m     Télécharger la vidéo à 5m

 

 Tir 4 à 6bars :

Trajectoire presque rectiligne avec déviation initiale au sortir du tube de lancement Pas d'ouverture du parachute.

Durée :  3.5s + 4.5s     Altitude :  80 m 

    
 

 

Télécharger la vidéo à 30m  Télécharger la vidéo à 5m

 

Essais 2 : Gris

Diamètre :25 longueur 100  l/d = 4 D/d=3,52
Masse complète de la fusée sèche : Part fixe 77g + empennage 25g soit 102g

Hauteur totale 51, 1cm

CdM à :  20 cm du bas  CLP évalué devant un ventilateur : 22,5cm du bas

Marge statique estimée à -2,5cm

 

Looping. Pas de parachute

Durée : 1s + 2s      Altitude estimée : 6 m

   

Télécharger la vidéo

 

Essais 3 : Rouge

Diamètre :25; longueur 80  l/d =3,2 D/d=3,52
Masse complète de la fusée sèche : : Part fixe 77g + empennage 23g soit 100g

Hauteur totale 51, 1cm

CdM à :  21 cm du bas 

Marge statique estimée négative

 

Trajectoire Ok puis looping et ouverture. parachute.

Durée :  1,5s + 8.5s     Altitude estimée :  10 m

     
      

Télécharger la vidéo

 

Essais 4 : Jaune

Diamètre :18; longueur 100   l/d =5,55 D/d=4,88

Masse complète de la fusée sèche : : Part fixe 77g + empennage 25g soit 102g

Hauteur totale 51, 1cm

CdM à :  20 cm du bas  CLP évalué devant un ventilateur : 26cm du bas

Marge statique estimée très négative : -6cm

Looping sans parachute..

Durée :  0,5 + 1,5s     Altitude estimée :  5 m

  

.Télécharger la vidéo

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Sommaire  Etapes  Principes de base Réalisation  Prêt au départ Conditions d'essais Résultats Phase 1  Phase 2 Conclusion Tableau

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Suite de la séance

Percolat IV

Ailerons à profil trapézoidal de diamètre : 2,5cm longueur  :10cm  l/d = 4 D/d=3,6

Masse complète de la fusée sèche : Part fixe 77g + empennage 21g soit 98g

Hauteur totale 51, 1cm

CdM à :  24 cm du bas  CLP évalué devant un ventilateur : 24cm du bas

Marge statique estimée à 0

Tir à 6b

Déviation et Ouverture prématurée du parachute ..

Durée :  1 + 8s     Altitude :  40 m

.Télécharger la vidéo à 30m     .Télécharger la vidéo à 5m

 

Sylapus

Ailerons à profil trapézoidal de diamètre ovale : 4 & 3cm; longueur  :9cm  l/d = ~3 D/d=<3

Ogive lestée

Masse complète de la fusée sèche : 160g
Hauteur totale 62cm

CdM à :  32cm cm du bas  CLP évalué devant un ventilateur : 24cm du bas

Marge statique 8cm soit presque 1 fois le diamètre

Cf. ici les détails de cette fusée

Tir presque parfait, mais pas d'ouverture du parachute..

Durée : 3 + 4s       Altitude : 80m

Télécharger la vidéo à 30m     .Télécharger la vidéo à 5m   Plantage

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Sommaire  Etapes  Principes de base Réalisation  Prêt au départ Conditions d'essais Résultats Phase 1  Phase 2 Conclusion Tableau

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PHASE 2

Pression 4 bars

Essais 1 : Bleu

Diamètre : 36 longueur  :100  l/d = 2,77 D/d=2,44

1.Ogive 1 +8g  (Blanc)

Masse complète de la fusée sèche  : Part fixe 77g + empennage 29g soit 106g + 8g = 114g

Hauteur totale 51, 1cm

CdM à : 23 cm du bas ; CLP évalué devant un ventilateur : 18cm du bas ; Marge statique théorique : 5cm

Tir à 4bars Déviation dés la sortie du tube de lancement. Pas d'ouverture parachute

Vol : 7s

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la vidéo

3,7Mo

Décollage de la bande d'arrêt  : arrêt des essais avec ce réservoir Bleu

Essais 2 : Gris

Diamètre :25 longueur 100  l/d = 4 D/d=3,52
2.Ogive 1 +8g (Blanc)

Tir à 4bars Belle trajectoire. Ouverture prématurée de l'ogive à la fin de la propulsion. Ouverture du parachute

Vol 1s + 6s

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la vidéo
6,2Mo
     

 

2.Ogive 2 +26g  (Bleu)

Masse complète de la fusée sèche : Part fixe 77g + empennage 25g soit 102g +26g = 128g

Hauteur totale 51, 1cm

CdM à :  27 cm du bas  CLP évalué devant un ventilateur : 22,5cm du bas ; Marge statique théorique : 4,5cm

Tir à 4 bars Déviation dès la sortie du tube de lancement. Ouverture du parachute

Vol : 1s + 6s

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la vidéo
3,7Mo
     

 

2.Ogive 3 + 44g  (Jaune)

Masse complète de la fusée sèche : Part fixe 77g + empennage 25g soit 102g + 44g = 146g

Hauteur totale 51, 1cm

CdM à :  28,5 cm du bas  CLP évalué devant un ventilateur : 22,5cm du bas ; Marge statique théorique : 6cm

Tir à 4bars Belle trajectoire. Ouverture prématurée de l'ogive à la fin de la propulsion. Ouverture du parachute

Vol : 1s + 9s

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la vidéo
5,2Mo
Tir à 4bars Légère déviation. Ouverture du parachute

Vol : 1s + 10s

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 la vidéo
6,6Mo

 

2.Ogive 4 + 62g    (Rouge)

Masse complète de la fusée sèche : Part fixe 77g + empennage 25g soit 102g + 62g = 164g

Hauteur totale 51, 1cm

CdM à :  30 cm du bas  CLP évalué devant un ventilateur : 22,5cm du bas ; Marge statique théorique : 7,5

Tir à 4 bars Déviation dès la sortie du tube de lancement. Pas d'ouverture du parachute.
Vol :  8s
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 la vidéo
5,3Mo
     

 

Essais 3 : Rouge

Diamètre :25; longueur 80  l/d =3,2 D/d=3,52
Masse complète de la fusée sèche : : Part fixe 77g + empennage 23g soit 100g

3.Ogive 1 +8g  (Blanc)

Tir à 4 bars Légère déviation. Ouverture prématurée du parachute

Vol : 1s + 9s

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 la vidéo
  4,5Mo
     

 

3.Ogive 2 +26g  (Bleu)

Tir à 4 bars Importante déviation (90°) à la fin de l'éjection de l'eau. Pas d'ouverture du parachute

Vol : 5s

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 la vidéo
5,8Mo
     

 

3.Ogive 3 + 44g   (Jaune)

 Masse complète de la fusée sèche : Part fixe 77g + empennage 23g soit 100g + 44g = 146g

Hauteur totale 51, 1cm

CdM à : 28,5 cm du bas  CLP évalué devant un ventilateur : 24cm du bas ; Marge statique théorique : 4,5cm

Tir à 4 bars Déviation légère continue tout le long de la trajectoire. Pas d'ouverture parachute

Vol : 6s

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 la vidéo
3,3Mo
     

Décollage de la bande d'arrêt  : arrêt des essais avec ce réservoir Rouge

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Sommaire  Etapes  Principes de base Réalisation  Prêt au départ Conditions d'essais Résultats Phase 1  Phase 2 Conclusion Tableau

 


Conclusion

Phase 1

Comme il fallait s'y attendre avec une marge statique négative, Percolat 2, 3, 4 les tirs sont particulièrement instables et artistiques.

Avec une marge statique nulle, Percolat 1 et IV la répétabilité des tirs est quasi impossible, mais quelques fois, on obtient, de bon résultats.

Avec Sylapus, plus longue, et des ailerons plus conséquent on obtient un bon résultat..

Pour rendre stable les Percolats 1, 2, 3, 4 et IV sans en changer les caractéristiques dimensionnelles, il me faudra lester l'ogive.... lors d'un prochain tir.

Pour l'ouverture du parachute, toujours très aléatoire, il va me falloir sortir un petit système de derrière les fagots. Ce petit système placé à l'avant de la fusée,  devra également contribuer à la remontée du CdM.

 

Le cadrage bas de l'image au dessous de la fusée, avec beaucoup de ciel sur l'écran produit une image très sombre normal le ciel est toujours bleu dans le Doubs.

Peut-être devrai-je placer le caméscope plus haut, avec en arrière plan quelque chose de plus sombre?

Phase 2

Il fait beau, un léger vent de NE que l'on appelle la bise, chez nous à Montbéliard, souffle.

Problèmes :

  1. la légère fuite de la rallonge à raccord auto, empire et m'empêche de gonfler à distance de sécurité.  Je gonflerai à 1m donc, en me limitant à 4bars.

  2. Les ogives résistent au delà de mes espérances à la chasse anti taupe, mais la bague d'arrêt, elle, se décolle du corps de la fusée : 1 tir slmt avec le corps bleu, 2 tirs avec le corps rouge.

  3. Le percuteur (sans doute) aggrave les ouvertures prématurées  systématiques

- L'ajout du lest à l'avant de l'ogive améliore nettement la stabilité et donc la trajectoire, mais il semble qu'à partir d'une certaine valeur (ogive 4 , 62g). La fusée n'est plus maitrisable. (Surstable ??)

- l'ouverture prématurée du parachute est à régler : effet Venturi ?

- Une phase 3 est nécessaire

 

Phase 3

- Réparer la fuite de la rallonge en abandonnant les raccords pneumatiques automobiles pour des "Mecafer" sur tout le circuit.

- Ajouter des écopes sur les ogives (venturi)

- Réparer ou reconstruire les éléments qui ont souffert

 

TIRS :

  1. Requalifier le corps Bleu (ogive 1, 2 et 3)

  2. Confirmer corps gris (ogive 2 et 3)

  3. Eventuellement corps rouge (ogive 2 et 3).

A venir

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Sommaire  Etapes  Principes de base Réalisation  Prêt au départ Conditions d'essais Résultats Phase 1  Phase 2 Conclusion Tableau

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Tableau

Appréciation de la trajectoire de 0 à 4 dans les colonnes Tir x

0 : Très mauvais, dangereux (looping)

1 : Mauvais  (déviation double)

2 : Moyen (déviation simple)

3 : Bon (déviation légère)

4 : Excellent (trajectoire parfaitement maitrisée)

    Ailerons variables
    ESSAIS

    OGIVES
    lestéès

    Lest Marge statique estimée Tir 1 Tir 2 Tir 3    
    1
    Bleu
    Phase 1 0 0 2 1 2    

    Ogive 1

    +8g 5 2        

    Ogive 2

    +26g 9          

    Ogive 3 

    44g 10.5          

    Ogive 4

    +62g 12          
                     
    2
    Gris

    Phase 1

    0 -2.5 0        

    Ogive 1

    +8g   3        

    Ogive 2

    +26g 4.5 2        

    Ogive 3

    +44g 6 3 3      

    Ogive 4

    +62g 7.5 0        
     

     

                 
    3
    Rouge

    Phase 1

    0 < 1        

    Ogive 1

    +8g   2        

    Ogive 2

    +26g 4.5 3        

    Ogive 3

    +44g            
                     
    4
    Jaune

    Phase 1

    0 -5cm 0        
                   
                   

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