Construction d'hydrofoil en T asservi bidirectionnel

Salut à tous et bonne année !    
Les pluies de la semaine ont bien fait monter le niveau de mon laboratoire au bord de la romanche, il devait y avoir 3m3/s, en profondeur de 50 cm à une vitesse de 3m/s.



Une vue sur la buse

Du coup j'ai monté rapidement quelques manips histoire d'avancer un peu, malgré l'hiver.
voici les résultats :
1 La mesure de la vitesse sur le principe du tube de Pitot marche très bien si on ne prend que la partie pression dynamique.
2 La mesure de la profondeur, à l'aide d'un tube plongeur à ces vitesses est problématique, l'eau ne monte pas, ni dans un tube de 3mm, ni même dans un profilé creux...
3 Le site est vraiment bien adapté aux essais de ce genre, le sol est en béton, la buse de sortie également, la veine d'eau est bien laminaire, bien que dirigée légèrement vers le bas d'un angle de l'ordre de 15°, l'eau charrie pas mal de feuilles mortes, mais rien de très gênant, il faut nettoyer le profil régulièrement.
4 J'ai taillé rapidement un volet dans un morceau de Betonex de 10mm, même à cette vitesse, j'avais des bulles de cavitation ou de ventilation, mais les conditions demandent à être optimisées.


La photo du support de profil, on le voit qui dépasse à moité

Pour la suite, je dois améliorer mon support de profil :

- Allonger le bras pour que le profil soit complètement dans le courant
- Ajouter un mécanisme de réglage de l'incidence
- Intégrer une mesure d'effort vertical (pesons à ressort)
- Travailler sur la forme du profil.
- Imaginer une nouvelle façon de mesurer la profondeur.

à vos commentaires et conseils.
Fred

Ton volet ne se trouve pas là où le flux prend un léger angle de chute? Pas gênant?

Salut,
j'aurais préféré avoir une veine d'eau bien horizontale, mais je pense que le plus important est d'avoir un écoulement laminaire, ce qui est le cas.
Et je ne me vois pas m’installer à l'intérieur de la buse :-)
Prolonger la partie horizontale inférieure de la buse, est un chantier assez important que je ne pourrais pas démonter à la fin de chaque séance.

Fred

fbedon a écrit:

Et je ne me vois pas m’installer à l'intérieur de la buse :-)Fred

Déjà que tu as splité ta planche support dans le béton!!!  

Après, tu pourras aussi mettre une GoPro en 60fps immergée pour visualiser la ventilation!

fbedon a écrit:

Et je ne me vois pas m’installer à l'intérieur de la buse :-)

et pourquoi pas après tout ? Une corde lancée à l'entrée de la buse et un bateau équipé d'un treuil par exemple.
je dis ça mais je ne connais pas du tout la hauteur dispo...

Salut Laurent,
la buse fait 2*2m, c'est peut-être une idée, je regarderai comment c'est dedans, j'ai eu l'impression que le niveau montait rapidement à l'intérieur, et l'entrée doit se situer de l'autre coté de la route à 80m environ, le plus simple serait de fixer une corde en fixe avec 1 spit en période basses eaux.
De toute façon pour les essais partiels actuels, l'installation sur le bord convient bien.
Fred

Salut,
J'ai refait des essais de mesure de la profondeur à l'aide d'un tube plongeur, mais rien à faire, j'ai beau le placer dans un tube avec des petits trous, dirigés vers l'arrière, le coté, l'avant, ça ne marche pas. Pas mieux dans une tube en matériaux poreux (textile).
Les turbulences empêchent l'eau de monter dans le tube, voire le vide par aspiration.
Je pourrais me tourner vers une mesure par réflexion de la surface (ultra sons) naturellement sensible au clapot et aux vagues...
Qui aurais une idée alternative ?
Fred

A quelle distance se trouve-t-on de la surface? Cette distance a-t-elle une force? Palper cette surface par en dessous? C'est bien ça que tu veux? Va falloir aller profond dans l'inconscient, dirait mon psy. Un truc qui refuse de monter à la surface...Ah,Ah...   Même le poisson le plus tordu le ferait pas...Faut se relaxer un peu, laisser agir les neurones adaptés...seulement les neurones adaptés... Cool... ...............
  Le palpeur au dessus qui flotte (style moth) semble tellement plus simple ! Tu y as pensé où tu t'y refuses au point que ça t'intéresses moins, voire pas du tout?

Il y a aussi cette loi évoquée par Chris Middleton, si j'ai bien compris, le ratio de l'aile influe sur la portance à l'approche de la surface. Une aile de 30cm de corde décrocherait à 30cm de profondeur, un aile à ratio plus élevé garde sa portance plus prés de la surface.

Salut Yan,
je pense que le palpeur mécanique n'est pas à exclure, mais je suis parti d'une idée de mesure de pression statique qui aurait eu l'avantage de s'affranchir du bruitage dû au clapot, je persiste donc encore un peu dans cette voie.
De plus j’aimerais conserver une régulation électronique afin d'utiliser la valeur de vitesse, par exemple pour mettre une incidence nulle tant que la vitesse est inférieure à une certaine valeur.
Fred

Salut à tous,
je reprend mes expériences.
j'ai trouvé des émetteurs/récepteurs à ultrason, type radar de recul étanches et pas très chers sur le bon coin.
un rapide montage avec un geneBF et un oscillo permet de vérifier que ça fonctionne assez bien dans l'air. Les essais dans l'eau sont aussi assez concluants, mais la vitesse étant plus rapide, l’écho arrive avant la fin de la trame d'émission pour les très courtes distances, les circuit classiques pour l'air risquent de ne pas fonctionner.
De plus, des rebonds sur les parois semblent perturber les mesures, j'ai plus que 8 pulses sur le récepteur ! Il faudra trouver un récipient plus gros que la boite de rochers...

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Voici les signaux obtenus pour une distance d'une dizaine de cm, j'envoie une trame de 8 périodes sinus à 40 kHz, d'amplitude 10V.
J'obtiens un décalage de 125 µs pour 10 cm, soit une vitesse de 2*0.1/0.000125=1600 m/s (valeur théorique 1480m/s) c'est pas mal non ?
En fait en relisant ,c'est faux la distance ne doit pas être multiplée par 2, je serais donc plutôt à une vitesse mesurée de 800 m/s...

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La suite et de tenter la détection de la surface en mode rebond, à suivre.

Des commentaires, des idées ?
Fred

Pas mal! Et tu vas détecter la surface par le dessus ou par le dessous? Je précise: de la carène à la surface ou du foil à la surface?

La surface de l'eau va bouger pas mal dans le clapot, il faudra lisser ou filtrer les mesures.

je navigue en ce moment avec mon foil bidirectionnel et cela marche très bien ,sauf si on veut aller vite ou que l'on se retrouves surtoilé
Pour l'instant je cherche des alternatives
Je n'ai pas pu dépasser 20nts,et je me fais sortir de l'eau dès que je suis surtoilé
Pour l'instant l'option foil bidirectionnel me donne des tonnes de boulot pour un résultat mitigé ,mais je persévère
Bon courage avec l'électronique

Salut et merci pour le retour,
il ressemble à quoi ton foil bidirectionnel ? Un aileron de chaque coté ? 2 mats ? des profils symétriques ?
Fred

Salut à tous,
voici les dernières nouvelles du bocal :
J'ai emprunter un superbe vase à Madame, il doit faire 25 cm de profondeur pour une vingtaine de diamètre.
J'ai associé les deux sondes US ensemble et je les ai collées au fond du vase pointant vers le haut.
Il n'était pas acquis que des appareils prévu pour l'aide aux manœuvres automobiles donnent un quelconque résultat sous l'eau, et bien si, ça ne marche pas trop mal.
je joins quelques photos des signaux obtenus.
L’émetteur reçoit un train de 8 sinusoïdes de 5V à 40kHz (en jaune), l'oscillo a une base de temps à 20 µs.
le signal réfléchi par la surface et reçu par la seconde sonde est en bleu.



j'obtiens le déphasage suivant quelque soit la hauteur d'eau : 20 µs, soit 20*1480/2*1000*1000=15 mm !
il y donc un couplage direct entre les 2 sondes, je trouvait bizarre la qualité du signal reçu.
les essais précédents donnaient plutôt un signal (pourri) de ce genre :



Ici le déphasage est de 6*20µs =120 µs soit 120*1480/2*1000 000= 88 mm théorique pour la distance surface/sondes, c'est assez réaliste, et surtout ça varie avec la hauteur d'eau, le signal est fort au début pour devenir illisible quand la profondeur augmente.
Entre temps je me suis contenté de coller les sondes avec un double face plutôt que de la colle chaude, à suivre...

Il y a un autre soucis c'est le rapport entre le déphasage  pour une gamme de mesure de 10 cm (100*2/1000*1480=135 µs) et la durée d'un train de 10 pulses à 40 kHz, 250µs, le signal retour arrive avant la fin de l’émission, ça ne va pas être facile de traiter ça avec de l'électronique.
Je vais essayer de voir à quelles fréquences on travaille en milieu aquatique dans l'industrie.

Tu peux sans doute réduire le nombre de pulses à 3 ou 4.

bon courage pour tes tests
en dehors du fait que j'ai pas la moindre idée de la faisabilité en conditions réelles (quel sera le % d'ondes qui seront effectivement réfléchies vers la sonde, surtout que la mer n'est jamais plate donc ça va diffracter dans tous les sens...), j'ai quelques doutes sur ton set up:

dans un petit vase les parois sont sans doute trop proches, et ça va se réfléchir et interférer dans tous les sens, en plus si collé directement au vase peut être que c'est l'ensemble du vase qui vibre!
il faudrai que la distance entre les sondes et les parois du récipient soit beaucoup plus grande que celles entre les sondes et la surface (baignoire ou poubelle?), et un amortisseur (caoutchouc genre "silent bolck"?) entre sondes et parois

sur ta 1ère image les fréquences ne sont pas tout à fait les mêmes (1er pulse bleu en phase avec 2ème pulse jaune puis ça se déphase lentement), donc il s'agit forcement de 2 signaux différents, en plus le signal bleu censé être le réfléchi est tellement "propre" que c'en est louche!

sur ta 2ème image, si bleu est vraiment le signal réfléchi, pas facile de voir ou est le 1er pulse, il faudrai un minimum de traitement du signal (au moins un filtre passe bas...).
si ton oscillo a quelques fonctions math transfo fourier, tu peux augmenter le nombre de pulses pour faire une analyse en fréquence, ça t'aidera à y voir plus clair...

avec tous tes bancs de test tu vas finir par avoir un vrai labo R&D chez toi!

Salut à tous,
en regardant ce qui se fait en sondeur aquatique (Humminbird et autre) j'ai trouvé que les fréquences utilisées allaient de 50 à 455 kHz, ça confirme mes essais qui montrent un couplage énorme entre émetteur et récepteur du fait de la transmission acoustique, la seule solution c'est d'avoir un train d'impulsion très bref et d'attendre l'écho pendant un temps long (plusieurs dizaines de périodes).
Je vais regarder si je peux trouver des émetteurs récepteurs utilisables pour ces gammes de fréquence.
10 pulses en 200kHz durent 50 µs
la propagation d'une onde sonore dans 30 cm eau dure 200µs
CQFD, je devrais avoir moins de soucis pour discerner le bruit initial de l'écho.
à suivre.

Salut,
J'ai trouvé un transducteur à  200kz sur Farnell, mais je bute sur le souci de la tension d'alimentation, il me faudrait une centaine de Volt, et mon ampli audio plafonne à 30V (à cette fréquence en tout cas...).

Toujours sur le même sujet, j'ai commandé ce gadget sur le bon coin.

un sondeur ultra son, je verrai de suite comment est détectée la surface et l'influence du clapot et des vagues.
à vos commentaires, critiques et encouragements.

Coté aérodynamisme, il faudrait bien que je remette mon banc de test sur le bord de la Romanche en route, en fait j'aimerai bien trouver un morceau de profil NACA à mettre au bout de mon engin, sans passer 20h00 à shaper, stratifier, polir etc... Qui aurait une idée ou une chute à céder ? Peut être un reste de bricolage, de casse de kitefoil ou de Moth ?

Fred

Salut,
J'ai reçu le sondeur Plastimo, voici ce qu'il a dans le ventre



Les essais en piscine sont encourageants, il sait mesurer la position de la surface jusqu'à 60cm, en dessous il traite l'écho secondaire réfléchi par la surface.
Il faut que je mette un oscilloscope sur le capteur pour commencer à envisager une électronique "maison".


Je suis tombé sur la thèse de Luc Armant, ici
http://onekite.forum.free.fr/asso/pdf/ailedeau.pdf
c'est vraiment une somme !
les pages 68 et 69 traitent du sujet de la régulation d'altitude en évoquant les 2 pistes que j'ai envisagées, la pression statique en pied de mat et la détection immatérielle (ultrason) de la surface.
Bonne lecture, j'attends vos fiches de lectures commentées :-)
Fred

Salut à tous,
bon, je remets l'ouvrage sur le métier, j'ai continué à avancer sur les ultrasons, mais c'est vraiment galère, pour des solutions dans l'air pas de souci, il existe plein de gadgets pour les robots, mais pour la partie aquatique, dur dur.
Il faudrait taper dans des transducteurs de détecteur de poissons assez volumineux et la seule carte d'expérimentation disponible est la SRM400 fort mal documentée et personne ne se vante d'en avoir fait quoi que ce soit sur le web...

J'ai une autre idée que je suis en train de tester, la mesure capacitive :
Un très bon dossier explique ça très bien, il est téléchargeable ici
(Faites "enregistrer sous...") )
En gros ,une surface conductrice isolée par un film étanche et fin, forment un condensateur entre le métal et l'eau, la surface du condensateur étant proportionnelle à la hauteur de la zone immergée, on a donc une mesure de niveau.
Les éventuelles gouttelettes projetées n'étant pas au potentielle de l'eau, elles ne devraient donc pas être prises en compte.
Voici une photo de la manipe.



coté mesures ça donne le tableau suivant :
immersion en mm _0      20    40    60     80     100   120   140   160   180   200
capa en nF______0.45  0.59  0.71  0.82  0.98  1.06  1.19  1.30  1.41  1.45  1.64

C'est un bon début !
Naturellement 1 nF ce n'est pas gros, mais je n'ai que deux fils de 1 mm de diamètre, il faudrait augmenter la surface par un facteur 100.
Prochaine étape essais "in poubello" avant d'aller à mon labo au bord de la Romanche.

A vos commentaires

Fred

oups !!!bac +2 méca;; je décroche

bonne idée, mais tu disposerais comment tes fils?
Tu peux peut être utiliser le mat carbone (conducteur) comme une des éléctrodes, avec le glaçage comme isolant? mais où mettre la 2ème éléctrode?

c'est bien de l'eau salée que tu as utilisé? L'eau salée est conductrice, mais ça dépend surement de la salinité, voire de la pollution! (ions dissous...). je sais pas trop a quel point des petites variations de conductivité de l'eau de mer influenceront ta mesure, à vérifier.

en tout cas c'est intéressant!

Salut Samdam,
non, ça marche avec de l'eau douce, il y a suffisamment de sels dissous pour qu'elle réagisse comme un conducteur à l’échelle des potentiels, ce ne serait pas la même si il fallait y faire passer du courant.

Le fil émaillé est utilisé par commodité pour le test.
Je compte utiliser une portion du mat, j'ai plutôt dans l'idée d'avoir une pièce démontable revêtue d'une couche d'isolant sur l'une des faces latérales du mat.
Je n'ai pas fait d'essai mais je suppose que la rupture ponctuelle du film ne doit pas arranger les mesures, c'est donc plus malin de ne pas trop l'exposer aux chocs avec des objets rencontrés, et de pouvoir remplacer la pièce facilement.
De plus pour un mat conducteur (alu, carbone) ça risque d'être difficile de ne pas avoir de contact avec l'eau aux niveaux des fixations basses et hautes.
D'autres remarques ou idées ?
Fred

Salut les Costauds !!


Sa à l'air fichtrement scientifique votre projet , en gros je n'ai pas tout compris..........

- Quel est l'intérêt d'une rotation de l'aile ????

- A quoi va servir la sonde de profondeur ?


Merci d'avance pour le complément d'explication !