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II. NOUCIOUN D'APEOUN: MECANICO E AEROUDINAMICO

LI VEITOUR

Li grandour fisico forço, vitesso, aceleracioun e alia... podon èstre depintado pèr un veitour caraterisa emé uno direicioun, un sèns, uno intensita. En ço que pertoco uno forço, l'óurigino dóu veitour es le poun d'aplicacioun de la forço.  

EISÈMPLE DE VEITOUR

VEITOUR "VITESSO" La vitesso de meirage V d'un elicoutèri pòu èstre d'en plen marca pèr un veitour que baio : la direicioun, la vitesso (intensita de la grandour) de l'aparèi Dins l'eisèmple, 1 mm = 10 km/o
VEITOUR "FORÇO" Lou pes P d'un elicoutèri, aplica au cèntre de gravita G, es d'en plen precisa pèr un veitour : la direicioun, sèmpre verticalo vers lou bas, lou pes (l'intensita de la grandour) de l'aparèi Dins l'eisèmple, 1 mm = 100 daN (1 kg poso 10 N, un pau mens, 9,81 N pèr dire just).

 

II.1 - NOUCIOUN DE MECANICO

MASSO, FORÇO, VITESSO :

• Aqueli tres grandour fisico soun l'apeoun de touto estùdi teourico de l'elicoutèri.
• Aqueli tres grandour fisico soun grandour noun-desseparado :
   

  D'aquèu biais, lou cors de masso M, tra pèr la forço F se mòu emé la vitesso V.

Lou noum FORCE es baia à tóuti lis encauso que podon moudifica la VITESSO d'un cors vo d'estiga sa DESFOURMACIOUN.

• Adounc, es mestié que siegue uno forço pèr moudifica la vitesso d'un cors. Es acò d'aqui lou principe de l'INERCÌO.
   

	Lou tèms d'1 segoundo, la vitesso dóu cors M passo de la valour 0 à la valour *  es l'aceleracioun trasmesso au cors. Se mesuro en mètre pèr segoundo pèr segoundo (m/s²).
entre-vau de tèms d'1 segoungo

Moudifica la vitesso d'un cors entourno à crèisse vo à amerma sa vitesso à saché ié baia dins tóuti li cas uno aceleracioun que pòu èstre pousitivo vo negativo.

• Tout acò nous meno tout dre à la lèi foundamentalo de la dinamico : F = M
   

  * L'inertò d'un cors es proupourciounalo à sa masso M : fau uno forço F pèr coumunica uno aceleracioun à uno masso M.

Bono-di aquesto fourmulo se definis l'unita de mesuro di forço : lou newton (N).

1 N = 1 kg x 1 m/s²

1 newton baio à uno masso de 1 kilougramo une aceleracioun de 1 m/s².

Uno forço tras que particuliero : la PESANTOUR

Lou pes es la forço de gravitacioun qui fai "chuta" li cors. L'aceleracioun g coumunicado i cors es coustanto : g = 9,81 m/s² La pesantour es aplicado au cèntre de gravita G di cors. Eisèmple : à la masso massimalo de 2900 kg, l'elicoutèri Dauphin (SA 360) peso : P = 2900 x 9,81 = 28449 N ou 2844,9 daN

Uno forço aplicado à un cors noun-libre de se mòure noun pòu pas eisista souto la fourmo d'un mouvemen, manifestacioun dinamico. Alor aquesto forço agis pèr desfourmacioun dóu cors, manifestacioun estatico.

Eisèmple de desfourmacioun : li palo d'un routor.

Routor à l'arrèst : souto l'acioun de soun pes, la palo se desformo vers lou bas e plego.

Routor viradis : souto l'acioun de la butado Fn la palo se desformo vers lou daut.

SISTÈMO DE FORÇO E FORÇO RESULTANTO :

Mai que d'uno forço que agisson ensemblamen subre un meme cors formon un sistèmo de forço.

- SISTÈMO DE FORÇO :

	Forço enlignado e óupausado
	Forço enlignado qu'an lou meme sèns
	Forço councourrènto
	Forço paralèlo

Dous eisèmple :

Lou pes P de l'elicoutèri e la pourtanço Fn dóu routor soun dos forço óupausado.
	La forço de soustèn Fs e la forço de tiramen Th dóu routor soun councourrènto au cèntre O dóu routor

Un sistèmo de forço pòu èstre ramplaça pèr uno forço souleto equivalènto que proudus lou meme EFÈT DINAMI que lou sistèmo de forço.

aquelo forço unico es la RESULTANTO dóu sistèmo

- RESULTANTO DE 2 FORÇO ENLIGNADO :

de sèns óupausado		=
Se F1 = F2, R=0 (cors en equilibre)
de meme sèns		=

- RESULTANTO DE DOS FORÇO COUNCOURRÈNTO :

	Coustrucioun geoumetrico de la resultanto : R es la diagounalo dóu paralélougramo coustru emé F1 et F2.
	La même resultanto es óutengu en metènt bout à bout li veitour que F'2 es identico à F2
	Se lou sistèmo es coumpausa emé mai que d'uno forço, la metodo de la meso bout à bout di veitour de tóuti lis autri veitour equipoulènt es aplicado d'en parti de F1. La resultanto R es alor definido pèr l'óurigino dóu sistèmo e pèr l'estremita dóu vietour darrié.

- RESULTANTO DE 2 FORÇO PARALÈLO :

de meme sèns

de sèns countràri

Lou poun d'aplicacioun C de la resultanto R es baia pèr la relacioun 
F1 x CA = F2 x CB

Quouro mai que d'uno forço soun ramplaçado pèr uno forço resultanto equivalènto, aquéli forço soun recoumpausado. Acò d'aqui permet d'en estudia l'efèt gloubau.

Au rebous, descoupausa uno forço en mai que d'uno forço elementàri permet d'analisa l'efèt d'aquéli forço dins si direicioun bèn definido e representativo de sis acioun.

Councretisen aquéli noucioun :

Uno palo d'un routor viradis pòu èstre chapouta en partido elementàri que caduno es avivado pèr uno forço aeroudinamico elementàri Fr. Tóutis aquéli forço soun paralèlo e de meme sèns. Sa resultanto Fr (efèt gloubau di forço elementàri) es aplicado subre lou cèntre de butado C.P. de la palo.
Pèr analisa l'efèt de la résultanto Fr subre lou cèntre de butado C.P. de la palo, aquelo forcço pòu èstre descoumpausado en dos forço councourrènto : la poutanço Fz perpendiculàri à la direicioun dóu vènt relatiéu Vr, la tirassiero Fx paralèlo au vènt relatiéu Vr.

- UN SISTÈMO DE FORÇO TRAS QUE PARTICULIÉ :

LE COUBLE

F=F' donc R=F-F'=0	Dos forço F et F' paralèlo, égalo et de sens countràri fourmon UN COUBLE. Un couble noun a pas de resultanto (R=0) Fai vira les cors libre de vira et desformo (tourseduro) li cors empacha de vira.
	L'eficacita d'un couble es caraterisa pèr soun moumen (M) : M = d x F Lou moumen d'un couble se mesuro en mètre.Newton (m.N). Lou multiple usuau es lou mètre.decaNewton (m.daN)
Dous couble qu'an lou meme moumen soun égau. Adounc, pèr equilibra (anula) un couble, ié fau contro-pausa un couble de meme moumen. Çai-contro, un eisèmple de routor en regime estabilisa : -  le couble moutour Cm fai vira lou routor -  le couple resistènt Cr ié es égau e óupausa. Le routor es de coumpès.	Cm = Cr : Lou routor viro emé uno vitesso coustanto

Un eisèmple : LOU MOUMEN D'UNO FORÇO

D'ùni escasènço, coume un couble, uno forço unico pòu entrina la routacioun d'un cors.

	La pourtanço Fn dóu routor a, en proupourcioun dóu cèntre de graveta G de l'elicoutèri, un moumen  d x Fn que fa vira l'aparèi vers lou davans. L'aparèi viro d'aquèu biais fin que d = 0 (Fn e P soun alor enligna). Lou moumen es egau à 0.
La butado de la palo Fn creo un moumen de fleissioun d x Fn que se tèn au poun de fissacioun A de la palo oute coungreio esfors tras qu'impourtant e aquéstis esfors soun tant mai fort que la palo es rejo.	M = d x Fn

- LOU CÈNTRE DE GRAVITA DI CORS : Un poun remarcable

*	Un cors es fa de particulo elementàri qu'an soun pes propre. P es egalo à la soumo de tóuti li p elementàri. Se coumpausan li pes elementàri p (coumpousicioun de forço paralèlo) óutenèn uno forço resultanto P (pes dóu cors) aplicado au poun G, cèntre de graveta dóu cors.
*	es la memo causo pèr l'elicoutèri qu'es coumpausa emé mante un ensèn e equipamen pesant. La desparticioun di mant'uno masso es estudiado pèr que G siegue plaça subre la verticalo dóu cèntre dóu routor.	P = p1+p2+p3+ ....

Se pòu avaloura eisadamen l'impourtanço qu'a l'estùdi preciso dóu DEVIS DI MASSO que fai emé lou mai grand suen l'enventàri e la desparticioun di mante un ensèn e equipamen que formon un elicoutèri.

Se pòu dedurre la noucioun de CENTRAGE DE L'ELICOUÈRI Tant que lis ensèn e lis equipamen an un pes fisse, sa resultanto es fisso. Es definido e loucalisado perfetamen. Pèr lis ensèn e lis equipamen que lou pes varìo, à sache lou carburant, le fret e lis passagié, la desparticioun de masso es facho gaire de tèms avans lou vòu. Aquéli pes van faire chanja lou cèntre de graveta gloubau entre uno raro davans e uno raro darriero en deforo di que l'elicoutèri pòu pus mai èstre pilouta.

- APRÈS LI FORÇO, SI EFÈT DINAMI :

MOUVAMEN E VITESSO

Un mouvamen es defini pèr uno AVIADO e uno VITESSO.

La vitesso d'un cors es mesura en mètre pèr segoundo (m/s) vo en kiloumètre pèr ouro (km/o)

V =	espàci tèms

Uno vitesso pòu, coume uno forço, èstre representado pèr un veitour que moustro lou sèns dóu desplaçamen (flècho) e la valour de la vitesso (loungour dóu veiteur).

Se dis qu'un mouvamen es UNIFORME quouro sa vitesso es COUSTANTO. Pèr tóuti lis autre cas lou mouvamen es di ACELERA : la vitesso chanjo (crèis vo amermo) souto l'acioun d'un sistèmo noun-nul de forço applica au cors en mouvamen.

Un cors pòu èstre soumés à un soulet mouvamen vo à de mouvamen couourdouna.

Eisèmple : l'elicoutèri se desplaço à la vitesso v dins la direction xx'. Un vènt de vitesso u ié moudifico soun aviado, s'escarto. La vitesso resultanto V es baiado pèr la coumpousicioun di 2 veitour v e u. Lou veitour V fai vèire que l'elicoutèri se desplaço subre l'aviado resultanto yy'.

- COUMPOUSICIOUN DI VITESSO :

Li veitour vitesso se coumpauson coume li veitour forço

Un mouvamen que nous interesso forço particuliaramen :

LOU MOUVAMEN CIRCULÀRI

- VITESSO ANGULÀRI

La vitesso de routacion se chifro en founcioun de l'angle au cèntre percoula pèr un raioun OM dóu cors virant. S'espremis en radian pèr segoundo (rd/s).

=    N  30 N = noumbre de tour pèr minuto (tr/mn)

- VITESSO CIRCOUNFERENCIALO

La vitesso circounferencialo v es l'espàci e percoula dins 1 segoundo pèr un moubile M de-long un'aviado circulàri. Se mesuro en mètre pèr segoundo (m/s)

V =  R R = raioun de l'aviado circulàri

La vitesso circounferencialo es proupourciounalo au raioun  R e à la vitesso angulàri  .

Diagramo di vitesso d'un routor virant à vitesso coustanto

La vitesso circounferencialo dis elemen de palo créis, de l'emplanturo vers lou bout, coume si raioun de viramen.

Li forço creon lou mouvamen mai eisito un mouvamen circulàri que creo uno forço emé efèt plen de counsequènci :

LA FORÇO CENTRIFUJO

	Es demoustra qu'un cors de masso M mougu d'un mouvamen circulàri de raioun R e de vitesso v es soumés à uno forço centrifujo F proupourciounalo à sa masso, proupourciounalo au carrat de sa vitesso et enversamen proupourciounalo au raioun. F =  MV2 R  = M2R
La forço centrifujo es endraiado vers l'esteriour de l'aviado. Sa drecho d'acioun passo pèr lou cèntre de routacioun O dóu routor. Pour baia un'idèio de la grandour de la forço centrifujo F aplicado à uno palo de routor d'un SA 330 : M=70 kg , N = 265 tr/mn , R = 4,03 m F = 70x(3,14x265/30)²x4,03 = 217 025 N à sache à l'entour de 20 touno.

Se pòu dounc imagina l'efèt qu'uno talo forço eiserço au nivéu dóu pèd de palo !...

- FORÇO E MOUVAMEN BAION :

TRAVAI ET POUTÈNCI

Uno forço F que desplaço un cors M proudus un TRAVAI.

TRAVAI	POUTÈNCI
*  uno forço F que desplaço soun poun d'aplicaioun A subre uno distènci l proudus un travai : W = F x l Lou travai se mesuro en Joule (J) 1 J = 1 N x 1 m	*  se lou travai W es proudu lou tèms de t segoundo, la poutènci desvouloupado P es : P = W t Li poutènci se mesuron en Watt (W).

- UNO FORMO PARTICULIERO DÓU TRAVAI : "LOU TRAVAI EN COUNSERVO" VO

ENERGÌO CINETICO

Un cors soulide, liquide ou gazous mes en mouvamen acoumoulo de l'energìo : l'energìo cinetico.

Quouro la vitesso dóu cors créis, soun energìo cinetico créis : ié prouvesis de travai. Quouro la vitesso dóu cors amermo, soun energìo cinetico amermo : rènd travai vo calour.

Se lou cors s'aplanto sute, libero touto soun energìo cinetico souto formo de travai : eici desfourmacioun, roumpeduro.

Espressioun de l'energìo cinetico W :

W =   1  2  .M.V2

 

II.2 - NOCIOUN D'AEROUDINAMICO

L'ÈR EN MOUVAMEN : en aeroudinamico aparéis la nocioun de mouvamen relatiéu. D'efèt, pèr estudia le coumpourtamen aeroudinami d'un cors, fau agacha soun mouvamen pas pèr raport au sòu (mouvamen assoulu) mai pèr raport à l'èr que ié envirouno (mouvamen relatiéu). Coum'acò, parlaren de vitesso relativo : vitesso d'un cors pèr raport à l'èr vo vitesso de l'èr pèr raport au cors (aquéli dos grandour soun egalo e óupausado).

Pour enlusi aquélo definicioun :

V =	vitesso de l'elicoutèri pèr raport au sòu	U =	vitesso de l'èr pèr raport au sòu
Vr =	vitesso relativo de l'elicoutèri	Ur =	vitesso relativo de l'èr (vènt relatiéu)

V e U soun dins lou meme sèns

V et U soun en sèns countràri

- MOUVAMEN DE L'ÉR E PRESSIOUN DINAMICO  :

L'èr, e acò es la memo causo pèr tóuti li gaz, recato un'energìo que se manifesto souto la formo de pressioun :

• pressioun statico (Ps)  : energìo d'espansioun,
• pressioun dinamico (Pd)  : energìo cinetico de l'èr en mouvamen,

Quouro la pressioun dinamico crèis, la pressioun dinamico descrèis.

Eisèmple : variacioun di pressioun statico et dinamico dins uno veto d'èr de seicioun S variablo. Estènt que lou debit d'èr (Q = S.v) es coustant, la vitesso de l'èr v crèis quouro la seicioun S amermo.

La resistènci de l'èr :

Un cors pourgis un embàri au vènt relatiéu que lou mouvamen es alenti. Aquéu alentimen represento la resistènci de l'èr.

Dins aquelo zounà l'èr es frena		Zouno de vuide relatieu la vitesso de l'èr crèis
D'amount : pressioun atmousferico (Pa)		En avau : pressioun atmousferico (Pa)

Coume s'óutèn uno surfàci pourtanto :

La resistènci de l'èr et un mau necessàri. Vous fau bèn capi que, se s'òupauso au desplaçamen di cors (le mau), countèn uno energìo que pòu èstre mestrejado e beilejado (le bèn).

PRESSIOUN

DEPRESSIOUN

Quouro la placo es aclinado pèr raport au vènt relatieu Vr, poudèn remarca : uno zouno de pressioun, uno zouno de depressioun

La forço dinamico resultanto Fr es òurientado vers lou daut. Remarcaren qu'es pas perpendiculàri à la placo, coume li forço de pressioun voudrien mai es aclinnado vers l'arrié souto l'acioun di forço de fregadis.

De la surfàci pourtanto "plato" i proufiéu aeroudinami :

Une palo de routor d'elicoutèri, uno alo d'avioun soun surfàci que lou PROUFIÉU es estudia especialamen pèr desvouloupa forço de soustèn. Pèr que i'ague soustèn vo pourtanço, fau que lou proufiéu siegue aclina en raport au vènt relatiéu. Lou vent relatiéu e lou proufiéu formon un angle i qu'es nouma ANGLE D'ENCIDÈNCI.

Quouro l'angle d'encidènci i crèis, l'intensita de la resultanto aeroudinamico Fr crèis, passo pèr uno valour massimalo pèr un angle d'encidènci de l'ordre de 15° à 18° pièi decrèis tout d'uno. Se dis alor que lou proufiéu desarrapo.

Diagramo di pressioun e di depression que agisson subre un proufiéu :

Un prouféul alouga dins lou vènt relatiéu Vr es soumes : subre sa surfàci superiouro, l'ESTARDOSSO, à de forço de depressioun, subre sa surfàci inferiouro, l'INTRADOS, à de forço de pressioun que la resultanto aeroudinamico Fr se descoumpauso en dos forço que podon èstre mesurado en boufarié : la POURTANÇO  Fz perpendiculàri au vènt relatiéu. Aquelo forço tèn lou proufiéu, la TIRASSIERO  Fx paralèlo au vènt relatiéu. Aquelo forço freno lou proufiéu e retèn de l'energìo

DEPRESSIOUN PRESSIOUN

Fau bèn garda en tèsto que li forço de depressioun subre l'estardasso dóu proufiéu jougon un rotle prepounderant coume es vist subre lou diagramo que assuguron 70 % de la pourtanço.

- LI PRINCIPAU PROFILS USUAU :

proufiéu biconnvèisse simetri

proufiéu bicounvèisse dissimetri

proufiéu boutis

proufiéu plan counvèisse

proufiléu à doublo arcaduro

Lou proufiléu bicounvèisse simetri es pèr eicelènci lou proufiéu de palo metalino di routor d'elicoutèri, especialamen pèr li resoun de facilita de coustrucioun e d'estabilita indiferènto.
Li nouvèlli teinico de fabricacioun de palo en fibro sintetico emplegon proufiéu bicounvèisse dissimetri que li qualita aeroudinamico soun superiouro.

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