Aéroglisseur - Naviplane N300

JPA a écrit:Hello,
la jupe externe est retenue en quatre points par des haubans (si j'ai bien suivi les explications), est-ce qu'il ne serait pas possible de jouer sur les haubans pour contrer les effets de dérive, après avoir naturellement réglé au mieux l'assiette en déplaçant des poids ?

Possible... Les haubans avaient tous été montés sous la même tension avec la jupe extérieure en CTP encore en place. Mais on ne peut écarter quelques dixièmes d'erreur sur leur longueur. Pourrait être une autre source de la dérive à ajouter aux autres causes liées à la géométrie: Longueur des jupes/collage, planéité de la base, etc... Par contre quasi impossible à régler vue le niveau très faible de la dérive...

JPA a écrit:
Effets contrarotatifs des turbines de sustentation : l'effet doit être très faible mais néanmoins il a été choisi des turbines tournant en sens inverse babord/tribord. Est-ce qu'elles sont également contrarotatives dans le sens avant/arrière ?

Je pense que oui. j'avais posté il y'a quelque temps le montage des turbines. je le remets ci-dessous. C'est une config classique pour des Quads équipes d'une carte KK par exemple.

JPA a écrit:
L'axe de rotation des hélices de propulsion étant situé à une distance non négligeable du centre de gravité, est-ce qu'il a été envisagé une compensation à l'effet de basculement vers l'avant qui risque de se produire ?

Voir post ci-dessus.

Marcel.
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Avant tout bravo pour cette superbe réalisation, c'est absolument magnifique de voir un projet comme ça partir d'une idée jusqu'à sa concrétisation avec une telle qualité de réalisation. Un grand bravo !  Chapeau bas !

 

il y aurait probablement un moyen de supprimer le glissement en intercalant dans ton électronique un système  de gestion de vol d'un multi-rotor (alias "drone")  car ton hovercraft réagit tout à fait comme un drone et le plus petit coup de vent va l'envoyer promener. La carte contrôleur de vol gérerait les 4 turbines et les deux hélices seraient mixées avec la radio. Il serait donc maintenu en permanence en position tout en obéissant aux ordres avant/ar et gauche droite avec une possibilité supplémentaire de tourner autour de son axe.  

Ce serait un truc à essayer en tout cas, si quelqu'un pouvait te prêter ce qu'il faut, je crois bien qu'essayer serait l'adopter

papymouzot a écrit:
il y aurait probablement un moyen de supprimer le glissement en intercalant dans ton électronique un système  de gestion de vol d'un multi-rotor (alias "drone")  car ton hovercraft réagit tout à fait comme un drone et le plus petit coup de vent va l'envoyer promener.

Merci pour les commentaires, mais là, je vais mettre un zéro pointé!!! Le principe de sustentation sur coussin d'air n'a rien à voir avec le vol d'un drone!!! Mise à part la disposition des turbines... La poussée des turbines ne met pas l'engin en vol. C'est la poussée exercée par le coussin d'air. Revoir la théorie et les posts précédents!

Mais si tu augmentes la poussée même très légèrement sur une turbine en particulier, ne pars tu pas dans le sens opposé à l'endroit ou se trouve cette turbine ? Si oui, je n'ai pas tort, si non je retire et je regarde en silence le reste de tes progrès avec ta très jolie maquette...

Hello!!!
Formidable ce post et quelle réalisation .
Rookie, tu vas créer des émules! (pour les mules, on les a déjà!)
Encore merci de nous faire partager ton expérience.

Papymouzot, si tu veux bien, relis les posts précédents avec la turbine en moins et les effets obtenus. C'est très clair.

Bien cordialement.

bonjour

je pense qu'avant de partir sur des idées ou des autres il va falloir voir le comportement avec les aériennes en marche . Ca risque d'être un peu plus compliqué .

KBIO a écrit: Hello!!!
Formidable ce post et quelle réalisation .  
Rookie, tu vas créer des émules! (pour les mules, on les a déjà!)  
Encore merci de nous faire partager ton expérience.

Papymouzot, si tu veux bien, relis les posts précédents avec la turbine en moins et les effets obtenus. C'est très clair.

Bien cordialement.

Je vais la fermer après ce post, ne vous étonnez pas si je ne réponds pas aux messages... il y a ce que l'on peut calculer, la théorie, donc ce que l'on attend, et il y a la pratique donc ce que l'on constate. Moi, il y a ce que je vois... j'ai plein de drones, et le comportement est 100% identique à celui d'un drone auquel on n'aurait pas donné l'ordre de rester en position. Après, vous pouvez faire tous les calculs que vous voulez et me mettre tous les zéros pointés que vous voulez, me demander de fermer ma gueule (ce que je vais faire), me demander d'aller me faire voir (ce que je vais faire) j'ai pu voir deux vidéos je crois bien avec un comportement que je connais bien... c'est peut-être un concours de circonstances... mais ce serait un sacré concours de circonstances dis donc... allez, amusez vous bien entre vous...

Salut!
Manifestement, j'ai du étre un tantinet maladroit dans la rédaction de mon post!
Désolé, si ça a été mal interprété.
Cordialement.

Une idée me vient, découlant du fait que pour rester en stationnaire il faut prendre un peu appui au sol :
Ne peut on pas doser finement les moteurs de sustentation pour qu'en stationnaire ils ne donnent pas à fond, et que tout simplement le bas de la jupe reste en contact avec le sol ?
Un genre de machin pré-dosé, étape 1 de la mise en route
Ensuite, pour se balader, on passe en étape 2, ventilateurs à fond pour que ça décolle franchement

KBIO a écrit: Salut!
Manifestement, j'ai du étre un tantinet maladroit dans la rédaction de mon post!
Désolé, si ça a été mal interprété.
Cordialement.

Non, mes excuses, c'est moi qui ne vais pas bien, j'ai des crises de temps en temps, cela vient d'arriver, je ne me suis pas calmé avant l'appui sur envoyer, c'est dommage... mes excuses à tous.

Albertus l'idée est bonne.

Note... pourquoi ne vois-je plus tous les Smileys ??? je ne vois que des points d'interrogation dans tous les posts y compris dans "poster une réponse" ?

Bon, les gars, pas la peine de vous étriper!!!... Y a pas de critiques de personne et tous les avis sont bons...
Je sais que cette configuration prête à confusion avec des drones et pourtant ça n'a strictement rien à voir... Dès que j'ai un moment, j'essaierai de vous refaire un topo sur le principe.

Albertus, l'idée est bonne de plusieurs niveaux de débit des turbines. Au moins, l'impression sera correcte avec d'abord un lancer des turbines puis démarrage... Bon, c'est un peu de la triche, mais pas plus que de laisser traîner un truc au sol. J'avais pensé à ces différents niveaux pour éventuellement pousser les débits sur sol difficile (herbe, etc...). mais on pourrait faire comme tu dis.

GAZOU a écrit:bonjour

je pense qu'avant de partir sur des idées ou des autres il va falloir voir le comportement avec les aériennes en marche . Ca risque d'être un peu plus compliqué .

Un peu d'optimisme Gazou !!!! Fait pourtant grand soleil avec ciel bleu....

ouh là je suis très optimiste au vu des résultats .

Et j'admire , et la conception , et le travail , et la patience pour la mise au point et le partage .

scyllias91 a écrit:Bonjour
Ton problème va peut-être tout simplement disparaitre en extérieur en fonction de l état de surface du sol sur lequel tu te trouves.le moindre brin d'herbe ou gravillon qui va frotter sur la jupe va immobiliser ton bateau
Scellais

Le faire évoluer sur une pelouse ou des gros gravillons ou une moquette un peu épaisse n'est pas dans le cahier des charges!!! Ca ne fonctionnera pas je pense ou alors très mal.

La raison en est toute simple: La hauteur de fuite une fois le coussin d'air établi (équilibre subtil et automatique entre débit air et poids) n'est que de 3 à 4mm. C'est à dire qu'il ne s'élève que de cette hauteur au-dessus de la surface de référence dure.
Si on prend une pelouse, l'herbe même bien tondue est nettement plus haute que ça disons au minimum 10 à15mm et souvent plus. Le coussin ne peut pas s'appuyer sur les brins d'herbe et va chercher le vrai sol. Les frottements seront trop importants, le bas de jupe noyée dans l'herbe. Peut-être OK avec une pelouse très clairsemée, pas sur un gazon anglais... Ou alors un green de golf...
Même chose avec une moquette, la surface de référence étant la toile collée du dessous. Même chose sur des gravillons, la surface de référence ne sera pas le haut des graviers mais le sol continu dessous.
Les surfaces de prédilection pour évoluer seront les dallages assez lisses, béton ou pierre, la glace, un plancher de danse ... Ou le mieux, la surface d'un lac.
D'où l'importance de le rendre amphibie même si ça compliquait nettement le projet.

Marcel.
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Pour ceusses qui veulent en apprendre un peu plus, conférence de Jean Bertin himself :
http://aernav.free.fr/Coussin/M_Coussin.html

Pat_2b

Chose promise, chose due… On revient sur le principe du coussin d’air et la comparaison avec un quad.

• Le quad est composé de 4 hélices au bout de 4 bras. Une hélice dans cette application travaille comme sur un hélico ou un avion et génère une force verticale F dirigée vers le haut. Cette force est directement proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur. En supposant que les 4 moteurs tournent à la même vitesse, les 4 forces seront égales et l’équation de base pour mettre l’engin en l’air, stationnaire, est très simple, avec P le poids du Quad : P = 4 x F. Cette équation restera la même quelque soit l’altitude du quad.

Pour tenir le statio et /ou le diriger, on joue avec la vitesse de chaque moteur. Par exemple, on accélère les deux moteurs arrières , les deux forces arrières augmentent, le cul se soulève et le quad avance. Etc… La difficulté est de savoir gérer finement les 4 forces (et les couples de réaction). Difficile à faire « à la main ». D’où la popularité des plateformes gyroscopiques qui gèrent tout ça automatiquement et le pilotage devient un jeu d’enfant.

• Le principe du coussin d’air est totalement différent. On a une cloche sous l’engin, cloche qui emprisonne un volume d’air que l’on met sous pression. Si la pression augmente, la cloche va se soulever et l’air fuir par la fente périphérique ainsi créée. A condition que le débit d’air soit suffisant, on va maintenir la pression à l’intérieur tout en ayant la fuite. La cloche ne touchera donc plus le sol et on la dira en sustentation. Une pression s’exerçant sur une paroi génère une force F= pxS avec p la pression et S la surface soumise à la pression. Avec Pt le poids de l’engin, l’équation de base pour mettre l’engin en sustentation est donc :
Pt= F= p xS. Pas du tout la même équation et création d’une seule force.
La source du débit d’air peut être tout ce que l’on veut : une hélice d’avion, une turbine, un compresseur centrifuge, ou même une bouteille d’air comprimé. On peut mettre une seule hélice ou plusieurs. Les hélices ou les turbines peuvent être horizontales ou verticales. Peu importe, du moment que l’on amène l’air dans la cloche, cloche que l’on appelle en général plénum. Et la pression dans un volume fermé est la même en tout point. Donc la force de sustentation sera automatiquement uniformément répartie.

Et l’on voit bien la différence avec un quad : Cette force de sustentation ainsi générée, ne peut faire qu’une chose, soulever l’engin. Aucun moyen de le diriger ou l’incliner.

• Alors, pourquoi des dérives en stationnaire ? On a vu qu’il y création d’une fuite sur toute la périphérie de la jupe. Une fuite d’air comprimé génère une force de poussée. C’est le principe des réacteurs et des fusée… Donc si la géométrie de l’engin est parfaite, c’est à dire que la hauteur de fuite est exactement la même sur toute la périphérie, et la surface d’appui du coussin (le sol) est uniforme, tous les efforts exercés par la fuite périphérique s’équilibrent et s’annulent. Pas de dérives. Si à un endroit, la jupe est un poil trop courte sur quelques centimètres, la fuite va être plus importante à cet endroit et les forces ne s’équilibreront plus. On dérivera dans le sens opposé à cette fuite trop importante.  Et donc accélérer une turbine ou une autre n’a aucun effet sur ce phénomène. On augmentera le débit d’air. Mais c’est tout. Rappelez-vous que quelques soient le nombre d’entrées d’air, la pression est toujours uniforme dans tout le plénum. La fuite trop importante et sa force parasite seront toujours là.

• Alors pourquoi 4 turbines? Là ; il faut passer à l’étape suivante et arriver au système de jupes « Bertin » décrit au tout début de ce fil.
Le problème avec la jupe périphérique unique est que si, sous l’influence de forces extérieures, l’engin penche sérieusement d’un côté, la pression va baisser dans le plénum et il n’y a pas création automatique d’un contre-couple pour le remettre à plat. Le tout va probablement s’écrouler. Au contraire d’un bateau qui roule par exemple, mais se redresse automatiquement (dans certaines limites bien sûr).
Pour remédier à cette situation, on ajoute un système de jupes internes. Chaque jupe interne a son propre volume fermé et sa propre fuite périphérique. Si l’engin penche sous l’effet d’une force externe, la hauteur de fuite de la jupe interne située du côté bas va diminuer et donc la pression augmenter dans cette jupe. Et l’inverse sur la jupe située au côté opposé. On génère ainsi automatiquement un couple de redressement.
Pour que ce système fonctionne, il faut que les alimentations des différentes jupes internes soient indépendantes, c’est à dire qu’une variation de pression dans l’une ne se répercute pas immédiatement sur les autres. On pourrait le faire avec un ventilo unique débitant dans une boîte à air, puis des alimentations des différentes jupes via un système sophistiqué de trompes, etc… Beaucoup plus simple à réaliser avec des turbines séparées. Les 8 jupes internes du N300 ont donc été divisées en 4 groupes de 2, chaque groupe alimenté par une turbine et fonctionnant indépendamment des autres.

Ce qui donne un look « quad » au N300, mais ce n’est rien de plus qu’un look…

Et s’il subsiste encore des doutes, deux trucs :
- J’ai supprimé une turbine durant les essais. Pas de souci, ça marche aussi bien avec 3 qu‘avec 4… Il suffit de pousser un peu les gaz pour compenser la fuite. Essayez de faire voler un quad sur 3 moteurs…
- Mes turbines sont données pour développer 1,4kg de poussée sous 4S, 42A,  gaz à fond. Je mets le N300 en sustentation avec 4,5A. Grosso-modo, 1/10ème de la puissance max. Ce qui, toujours grosso-modo, me donnerait 140gr de poussée. Et avec 4 turbines, 560grs de poussée. Pas avec cette poussée directe que je pourrais lever les 8,5kgs de l’engin…

Marcel.
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Bonsoir,
Marcel, ton explication est tout à fait claire, et le fait que stopper une des turbines ne perturbe absolument pas l'équilibre de l'engin démontre de manière irrémédiable que, décidément, la manière dont se stabilise un engin à coussin d'air et celle d'un drone sont deux choses complètement différentes. Mais je voudrais tout de même signaler que la remarque de Papimouzot n'est pas tout à fait absurde. En effet, chaque turbine de sustentation aspire l'air qui se trouve au dessus et crée donc une force dirigée vers le haut. Si l'on supprime ou modifie l'une ou l'autre de ces forces ont agit sur l'équilibre général de l'engin. Visiblement les forces générées par l'aspiration des turbines demeurent insignifiantes par rapport à la poussée générées par les jupes individuelles et le système est auto-stabilisant puisqu'une force dirigée vers le bas est compensée par un surcroît de pression. Il n'en demeure pas moins que, si les forces dues à l'aspiration des turbines sont insignifiantes, elles existent tout de même bel et bien.
Bonne soirée

C'est vrai qu'elle sont insignifiantes
Un ventilateur de PC posé sur une table, si on le fait tourner, se déplace sur le faible courant d'air qu'il génère, à quelques dixièmes de mm de la table
Si on le pose sur une grille, il ne bouge pas, ne se soulève absolument pas

Un hélico ne vole pas parce qu'il crée un courant d'air, mais parce que la section de ses pales est comme celle d'une aile d'avion, et c'est la différence de vitesse du courant d'air défilant le long de la pale ou de l'aile qui crée un vide au dessus de l'aile et sustente l'avion, aspiré vers le haut
Avec des pales en forme de pales de ventilateur, un hélico ne décolle pas

Salut,

Pas très efficace côté modélisme en ce moment! Mais quand même quelques tests pour confirmer les premières estimations.

• J’ai installé un enregistreur de données ( Eagle Tree ) entre un des accus et les entrées sur les contrôleurs d’une ligne (2 turbines + 1 propulseur). Test uniquement de la sustentation pour le moment.



• Le graphique suivant présente les résultats :



On en sort quelques trucs intéressants :

- Tout d’abord la confirmation de la consommation d’une turbine pour mettre l’engin en sustentation : Conso de 8,46A sur la ligne, donc 4,23A/turbine. L’estimé basé sur la recharge était de 4,2A. Rien à dire.
- La consommation, turbines à l’arrêt, est de 0,12A. C’est ce qui est consommé par les contrôleurs et le récepteur.
- Le voltage à la sortie de l’ accus passe de 16,58V à vide à 16,32V en charge. On peut en déduire la résistance interne de l’accus (en début de décharge) à cette intensité : (16,58 – 16,32)/ (8,46 -0,12)= 31mohm. Ce qui me paraît plutôt bon.

- La mise en sustentation dans ce test était faite en deux étapes : Lancement des turbines roues toujours au sol, puis sustentation. Le pourcentage de gaz est de 12% puis de 20%. Et on note que la consommation monte très vite avec la vitesse des turbines et leur mise en contre-pression : 8% de gaz en plus et le courant passe de 2,7A à 8,46A. Il sera donc important de bien régler les gaz c’est à dire juste suffisants pour la sustentation et pas beaucoup plus. Après on augmente vite la pression et le débit de fuite sans vraiment gagner en élévation et on consomme, me semble-t-il beaucoup plus pour rien… Il faudra que je fasse des mesures supplémentaires avec par exemple 25 et 30% de gaz pour bien quantifier cet effet.

Marcel.
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Salut,

Suite des tests de sustentation.

J’ai voulu analyser un peu plus finement la sustentation en fonction du pourcentage de « gaz » sur les turbines. Le but était d’essayer d’affiner le point de fonctionnement optimal, c’est à dire celui fournissant un coussin d’air correct avec la consommation électrique minimum.
J’ai poussé les gaz jusqu’à 50%, valeur que je n’avais pas encore tentée! Les résultats sont présentés sur le graphique ci-dessous :



• La sustentation s’établit pour un pourcentage de gaz un peu inférieur à 20%. On note l’inflexion de la courbe autour, sans doute, de 17 à18%. Le point exact de décollage est difficile à affiner, c’est très sensible. A 15% je suis au sol, à 20, je suis en l’air.

• Lorsque l’on augmente les gaz, la consommation augmente très vite : Entre 20 et 30%, par exemple, la consommation fait plus que doubler.

• Avec 20% de gaz, la hauteur de fuite est d’environ 4mm. Elle augmente d’abord très doucement puis beaucoup plus vite lorsque l’on passe au-dessus de 30%, pour atteindre environ 10 à 15mm pour 50% !

• Lorsque les gaz augmentent, le coussin d’air se « durcit » : Lorsque l’on essaye d’écrouler la jupe en appuyant sur un côté de la coque, la résistance est nettement plus forte et la remise à plat plus sèche.

• Toutefois, lorsque les gaz passent au-dessus de 30%, le débit d’air à travers la fuite périphérique augmente dans des proportions impressionnantes et les « glissades » sont très accentuées et plutôt erratiques. A 50%, ça ressemble à une chevauchée de rodéo… Je pense que ce serait pratiquement impossible à piloter.

• Conclusions :
- Le débit d’alimentation, le débit de fuite et la pression du coussin nécessaire à balancer le poids de l’engin trouvent leur équilibre naturel, automatique, dès que l’on passe en mode sustentation.
- Je pense donc qu’il est contreproductif de pousser les gaz beaucoup au-dessus de ce point. 20% me paraît correct pour un fonctionnement doux sur une surface à peu près unie.
- Une légère augmentation autour de 25% à 28% pourrait donner un peu plus de « fermeté » au coussin et donner une petite marge de sécurité pour passer les obstacles ou pour évoluer sur sol un peu plus difficile (granuleux).
- J’avais en tête éventuellement de mixer les gaz de propulsion sur les gaz de sustentation des turbines « avant » pour contrecarrer le couple de réaction de la propulsion. Les essais me diront si c’est nécessaire. Mais dans ce cas, il faudra un coefficient de mixage très modéré pour rester dans une plage acceptable.

Je vais donc programmer la sustentation sur un bouton « 3 positions » :
- Arrêt
- 20% de gaz
- 25% de gaz.

Et pour préserver le côté « maquette », je vais intercaler un ralentisseur de servo pour avoir un démarrage très doux et réaliste des turbines.

Marcel.
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Bonsoir!
Belle démonstration de savoir faire!
Comme quoi, il n'est pas toujours nécéssaire de bouffer son autonomie trop rapidement ,et que les tests & mesures nous apprennnent beaucoup!
Merci pour cette explication très claire.
Bonne soirée.

Et pour préserver le côté « maquette », je vais intercaler un ralentisseur de servo pour avoir un démarrage très doux et réaliste des turbines.

tu ne peux pas le faire avec l'exponentiel ?

Non, l'exponentiel ne fonctionne que si tu actionnes un manche, modifiant la valeur de sortie qui n'est plus proportionnelle à la valeur d'entrée définie par le manche. C'est un truc en dynamique.
Si tu imposes des valeurs fixes avec un bouton, la valeur attribuée est directement transmise en sortie. Pas de valeurs intermédiaires entre position1,2 ou 3. Et donc pas d'expo.

Salut,

Les jours se suivent et les tests aussi…  

• Essai de blocage de la dérive en stationnaire.
Une méthode suggérée par Albertus/Gazou/Rookie78… C’est un peu de la triche ! J’ai ajouté 4 lamelles de plastique (bande de cerclage), fixées sur les jambes des trains avec simplement des colliers rilsan.



Lorsque l’on lance les turbines, on passe en sustentation, les roues ne touchent plus le sol mais les bandes souples gardent le contact.
Ca marche !!! Le faible frottement est suffisant pour bloquer les dérives. Puis lorsque l’on rentre les trains, les bandes quittent le sol et l’on peut démarrer la propulsion ou laisser dériver... Simple et sera peut être une aide de confort pour la navigation sur sol dur. Bien sûr, aucun effet sur l’eau. Un petit film de la manip :

http://www.tournereau.com/modelisme/N300/Drift_Lamelles.mp4

• Test de la stabilité latérale et longitudinale du coussin d’air :
Le petit film suivant montre la remise automatique à plat de l’engin lorsque qu’une force extérieure (mon doigt !) vient perturber l’équilibre original. Pas facile à filmer, mais on voit bien cet effet « ressort » dont j’ai parlé dans les posts précédents.
Le couple de rappel s’établit immédiatement et pratiquement sans oscillations. Le système de jupes « Bertin » est vraiment efficace. Rappelez-vous, il n’y a pas de plateforme de stabilisation ni d’intervention sur les régimes des turbines…

http://www.tournereau.com/modelisme/N300/Stabilté_Coussin.mp4


Marcel.
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Bonsoir Marcel

Tu vas dire que je fais une fixation , as tu prévu une grille de protection pour tes turbine ?
Il n'y a pas que les doigts qui peuvent passer dedans .

Bien content que tu sois venu à bout de ta dérive .
Il ne reste plus qu'à breveter le système .