Turbine éolienne Rotative Bi Plan (ROBIPLAN)

[pascal HA PHAM]

pardonnez ma transmission secondaire par élastique...pas très pro mais ça marche !

Certes, et j'aime bien le bricolage vite fait pour démo.
Dommage que çà fasse avancer l'engin par saccades. On distingue mal la correspondance entre la rotation du Robiplan et l'avancée du chariot. Quand le vent est fort, le Robiplan tourne mais le chariot n'avance pas. Dès que le vent se calme, l'élastique restitue l'énergie emmagasinée et chariot rattrape son retard... Ce genre de "régulation" augmente peut-être le rendement de l'ensemble, vu que le chariot avance en situation de moindre traînée. N'empêche, ce serait génial (mais peut-être pas très rentable) de voir un chariot faire un bond en avant quand le vent de face augmente !

merci Cuicui de ton com :
je ne pense pas que l'élastique augmentait le rendement de l'ensemble car aussi...hum... il patinait fortement....depuis je l'ai remplacé par une transmission plus rigide (petite courroie crantée mais je n'ai pas encore filmé le proto quand il bondit comme tu le dis....car effectivement il réagit bien au sautes de vent par des accélérations proportionelles en avant.

dès que j'ai le temps je vous filmerais une séquence de cela.

Pour ce qui est du reste,
ESSAI D'EXPLICATION / VULGARISATION de l'accés au mode de fonctionnement "fasterthanthewind" :

je pense qu'il faut amener "en poussée vent arrière ou "down thewind" le WPV à sa vitesse max (80 % de la V vent) et dans cette première phase c'est le rotor qui entraine les roues....
ramené au robikart = avec une incidence au vent des plans décalée de 180° par rapport à l'incidence idéale pour remonter face au vent

Puis une fois la vitesse maxi stabilisée acquise : inverser très rapidement le pas /sens de rotation du rotor (à nouveau de 180° pour le robikart) et dans cette seconde phase ce sont les roues qui entraînent le rotor, communiquant alors la puissance cinétique de l'ensemble de l'engin au rotor lequel ajoute alors de la puissance à celle du vent pour franchir /dépasser alors le seuil de la vitesse vent....au moment critique du basculement, la puissance captée à l'énergie cinétique de l'engin a tendance à faire baisser sa vitesse par rapport au sol....la majeur partie de cette puissance soustraite sert alors à faire tourner le rotor en soufflante avec un flux vers l'arrière de l'engin / opposé à celui du vent augmentant alors de manière significative la poussée aéro dynamique sur l'ensemble tournant.

NOTA : pour ce faire le poids du véhicule doit être important ....il est nécessaire qu'il soit suffisament lourd pour "emmagasiner" assez d'energie cinétique de déplacement.
s'il est trop leger ? ...quand on inverse le pas de l'hélice l'ensemble est trop réactif et la vitesse chute ...il est alors très vite ralenti / voire stoppé et peut même repartir dans l'autre sens....contre le vent.

est ce la bonne hypothèse de vulgarisation ?

"en mode fasterthanhewind, le WPV doit être lourd ?"

"Yes ! élémentaire mon cher WATSON"

qu'en pensez vous ?
à vous les studios ...



Pascal

[Cuicui]

je ne pense pas que l'élastique augmentait le rendement de l'ensemble car aussi...hum... il patinait fortement....depuis je l'ai remplacé par une transmission plus rigide (petite courroie crantée mais je n'ai pas encore filmé le proto quand il bondit comme tu le dis....car effectivement il réagit bien au sautes de vent par des accélérations proportionelles en avant.
Puis une fois la vitesse maxi stabilisée acquise : inverser très rapidement le pas /sens de rotation du rotor (à nouveau de 180° pour le robikart) et dans cette seconde phase ce sont les roues qui entraînent le rotor, communiquant alors la puissance cinétique de l'ensemble de l'engin au rotor lequel ajoute alors de la puissance à celle du vent pour franchir /dépasser alors le seuil de la vitesse vent....au moment critique du basculement, la puissance captée à l'énergie cinétique de l'engin a tendance à faire baisser sa vitesse par rapport au sol....la majeur partie de cette puissance soustraite sert alors à faire tourner le rotor en soufflante avec un flux vers l'arrière de l'engin / opposé à celui du vent augmentant alors de manière significative la poussée aéro dynamique sur l'ensemble tournant.

Merci, Pascal, pour les explications. Je comprends mieux le coup de l'élastique. Oui, une vidéo avec la courroie crantée, ce serait super.
En ce qui concerne l'inversion du pas du rotor, je suppose que c'est une manœuvre analogue à la phase finale d'un hélico atterrissant en auto-rotation en cas de panne moteur. Si le pilote la loupe il n'aura pas une deuxième chance car la restitution d'énergie est effectivement brève. Un véhicule terrestre pourra-t-il faire un petit saut plus vite que le vent en se basant sur ce principe ?

[pascal HA PHAM]

bonjour à tous



bonjour cuicui,

"Voyage de Bauer en hélicoptère"

Le parallèle que tu fait avec un hélico qui passe du mode propulseur au mode autogiration me semble un parallèle intéressant à faire.

Pour l'hélicoptère 2 modes se succédent pour accéder à l'auto giration freinante (inventée / découverte au passage par le marquis PATERAS de PESCARA ...voir aussi "coup de frein de Pateras ") :
voir lien :
http://artaban630.over-blog.fr/article- ... 10164.html


mode 1 mode turbine :
en mode turbine c'est le moteur qui entraine le rotor suivant un pas principal et un pas cyclique adapté pour que l'ensemble soit sustenté par le flux d'air propulsé vers le bas.....il faut de l'énergie pour entraîner la turbine (c'est le turbo propulseur qui assure via une chaîne cinématique de pîgnons)

mode 2, mode moulin à vent :
le rotor tourne dans le même sens sur sa lancée : le moteur est désacouplé, l'inversion du pas principal réalisé...le tout devant être éffectué le plus rapidement possible
le rotor passe alors en mode moulin à vent horizontal & l'axe n'entraine plus rien. ....le rotor en rotation assure juste la sustentation de l'engin qui descend irrémédiablement....on joue alors sur le pas principal pour ajuster les paramettres de descente / freinage au mieux....c'est reconnu comme étant une phase très pointue / délicate

Pour le "fasterthanthewind- down the wind" terrestre :

deux modes se succédent mais en ordre inversés par rapport à l'hélicoptère "autogyre" :

mode 1 :
mode moulin à vent, le vent arrière pousse l'ensemble (effet traînée dans le vent) et cette poussée dépend essentiellement de la vélocité du vent bien sûr...mais aussi du pas adopté pour l'hélice....en plus, si le pas est bien ajusté, l'axe de l'hélice entraîne bien les roues dans le bons sens ce qui permet d'arriver assez vite à la vitesse maxi en palier (l'effet traînée et l'effet entrainement roue se conjugent....s'ajoutent)

Mode 2 :
le rotor tourne toujours dans le même sens sur la lancée de l'engin, lequel continue à l'entraîner car la transmission aux roues n'est pas débrayée....seul le pas est modifié / inversé pour passer en fonctionnement turbine / soufflant arrière, la seule différence avec l'hélico est qu'en mode turbine le WPV ne possède pas de motorisation interne, l'énérgie nécessaire à l'entraînement de la turbine sera donc prélevée sur l'energie cinétique de l'ensemble qui roule à une vitesse (V max ) et qui possède une masse M....la masse ne changeant pas, a l'issue du changement de mode "1 vers 2" l'ensemble ne roulera plus qu'à une vitesse (V moins) inférieure à (V max).....

La suite semble aussi être à l'inverse :
la poussée arrière de l'engin qui turbine s'ajoute à la poussée du vent naturel....de sorte qu'à l'issue du changement de mode ils y a bien deux poussées distinctes qui s'aditionnent et permettentà l'engin d'accelérer lentement / reprendre de la vitesse....laquelle vitesse semble permettre de regagner au moins l'énergie cinétique qui vient d'être perdue.....

De ce parallèle on retiendra principalement que la fenêtre de passage est étroite dans le temps et délicate techniquement.....on peut la louper facilement.

Les explications ne demandent qu'à être confirmées par des calculs d'une part & des expérimentations / démonstrations concluantes, honnêtes et transparentes d'autre part.

Au travers des vidéos diffusée par le site "fasterthantherwind" il semble bien que cette possibilité d'aller plus vite que le vent ai été démontrée.....mais je reste tout de même ébahi et demande à voir et à toucher !

certaines vidéos sont fortement contestées par des internautes.

nota :

j'ai lu et relu les publications de Andrew B. BAUER avril 1969 et EWEC 2009 (co signée mikkelsen)....seul la publication de BAUER parle des essais réalisés....difficiles essais = au point de changement de mode, BAUER signale que sa transmission par chaîne - des roues au rotor - avait du mal à tenir : la chaîne sautait sur les dents ou cassait.
A l'époque les courroies crantées n'étaient pas encore bien connues / vulgarisées et il semble qu'il se soit découragé devant les problèmes techniques que posaient la solidité de son proto.....heureusement que l'équipe Américaine reprend maintenant le flambeau.

tenez :
je vous poste les pages originales 15, 18 et 19 du mémoire de Avril 1969....BAUER parle de ses essais :

c'est un beau document ce mémoire.

courbe de changement de mode :


essais :



l'auteur Bauer à côté de son proto à chaînes :


P.S. : dans l'état actuel des connaissances du sujet il semble
important d'évoquer le choix du rapport de transmission entre le rotor et les roues :
il doit être judicieusement adapté à chacun des 2 modes pour en tirer la quintescence....hum = il me semblerait donc judicieux que ce rapport puisse être variable / ajustable (différent selon l'un et l'autre des 2 modes)...?

3 clichés sympa issus du site "ZERO carbonista.com" :




La triple question de fond qui m'empêche toujours de dormir : si c'est possible, alors ? pendant combien de temps peut on rouler plus vite que le vent ? et quel est le coef maxi du Vc / Vw par rapport au sol.
comment le démonter de façon irréfutable par le calcul ?



pascal

[Cuicui]

J'ai l'impression que ma comparaison avec l'hélico n'est pas valable, vu que, du fait de la pesanteur, un hélico en auto-rotation va beaucoup plus vite que le vent relatif. (Rappelons qu'un rotor en auto-rotation a une trainée analogue à celle d'un disque plein de même diamètre).
Je ne vois toujours pas comment un véhicule terrestre peut aller plus vite que le vent par vent arrière. Certes, en inversant le pas du rotor, on utilise l'inertie du véhicule pour provoquer une poussée additionnelle du rotor. Mais l'énergie prélevée sur les roues pour fournir la poussée supplémentaire du rotor freinera les roues...
Le vent de travers permet d'aller plus vite que le vent. Peux-t-on dévier le vent arrière pour lui donner une composante "vent de travers" ? Comme toi, Pascal, je demande à voir !
A mon avis, seul un rotor permet d'avancer vent debout. Pour les autres allures, utiliser plutôt une aile orientable (le carénage annulaire du rotor peut éventuellement jouer ce rôle).

[highfly-addict]

http://www.youtube.com/watch?v=aJpdWHFqHm0

Je crois que c'est clair là !

[dedeleco]

Cette vidéo est encore plus convaincante, dans le référentiel du véhicule qui roule sur tapis roulant, on le voit accélérer plus vite que le vent quasi stationnaire !! !!
http://www.youtube.com/watch?v=MfZt19F- ... re=related

[dedeleco]

Encore plus clair sur le principe :
Along the paper faster than the paper
http://www.youtube.com/watch?v=E7vcQcIa ... re=related

[Cuicui]

http://www.youtube.com/watch?v=aJpdWHFqHm0
Je crois que c'est clair là !

Cette vidéo ne permet pas de savoir si le charriot va plus vite que le vent ou si le vent change de sens par moments.

[dedeleco]

La vidéo est claire, le vent ne change pas du début à la fin, vu la vitesse !!
Soyez pas de mauvais foi en ne prenant pas le temps de regarder toutes les informations annexes !!
Regardez les vidéos que je signale, bon dieu, encore plus clair, en étant dans le référentiel du véhicule sur tapis roulant, et du vent à la transition: on voit accélérer car la poussée ou portance est très supérieure à la trainée, ce qui fait accélérer par rapport au vent immobile au départ par rapport au véhicule sur tapis roulant !!
http://www.youtube.com/watch?v=MfZt19F- ... re=related

C'est effarant et sidérant ce qu'il est difficile de convaincre les gens de l'évidence réelle, alors que c'est strictement le même phénomène que sur une voile de bateau ou char à vent par vent de travers qui va plus vite que le vent, il suffit de se mettre dans le référentiel d'une pâle de l'hélice !!

C'est à la base la propriété que la portance d'une aile, pale d'hélice ou voile, est très supérieure à sa trainée par le facteur appelé finesse !!
http://fr.wikipedia.org/wiki/Finesse_%2 ... namique%29
http://fr.wikipedia.org/wiki/A%C3%A9rodynamique

Regardez l'armada de vidéos qui accompagnent et qui expliquent tout de A à Z et de Z à A, de façon très pédagogique, en particulier la quasi identité de la pale d'une hélice à une voile de bateau par vent de travers, si on se met dans le référentiel d'une pale d'hélice !!
L'hélice est entrainée par les roues (sur le tapis roulant ou la route) et fait directement tourner l'hélice.
Cette hélice est comme une aile d'avion rapide par rapport à l'air (à la vitesse du véhicule par rapport au sol ou au tapis roulant), (transition critique du véhicule entre plus lent à plus vite que le vent) et on a une trainée perpendiculaire à l'axe qui freine la rotation de l'hélice et une portance ou poussée vers l'arrière parallèle à l'axe de l'hélice et bien plus grande qui pousse le véhicule bien plus fort que le freinage de la trainée (du facteur de finesse, 10 à 50 fois sur bonnes hélices ou bon planeurs ) et donc le véhicule accélère avec cette poussée, et l'hélice liée aux roues s'accélère aussi et donc il va plus vite que l'air. la limite est celle de l'incidence des pales de l'hélice, qui comme pour une voile de char ou bateau se retrouve avec une incidence trop faible en allant plus de 2 à 3 fois la vitesse du vent !!

Zut, c'est pourtant quasi évident, si vous prenez le temps de réfléchir et de regarder toutes ces vidéos pédagogiques accompagnant la vidéo signalée par highflyaddict !!

http://www.youtube.com/watch?v=MfZt19F- ... re=related

D'autre part la finesse est à peu près dans le rapport longueur sur largeur pour une aile ou une pale d'hélice, ce qui pousse à des pales très allongées !!
Ainsi, je me demande si le Robiplan ne pourrait pas être amélioré en le modifiant avec des éléments de type aile très allongée au lieu de demi rond ?????????
http://fr.wikipedia.org/wiki/A%C3%A9rodynamique

Allongement
L’allongement d'une surface portante, sur un aérodyne à voilure non tournante, est le rapport entre l’envergure et la "corde moyenne" ; c'est aussi le rapport du carré de l'envergure à la surface. C’est une caractéristique essentielle pour la finesse. Plus l’allongement est grand, plus la finesse de l’aile est grande (plus l’angle de plané est faible). La pente de portance dépend de l'allongement.

[highfly-addict]

...
Ainsi, je me demande si le Robiplan ne pourrait pas être amélioré en le modifiant avec des éléments de type aile très allongée au lieu de demi rond ?????????......

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Amha non, car les pales du Robiplan fonctionnent en trainée, pas en portance. Pascal ne doit pas être bien loin de l'optimum.