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Jusqu'alors je n'avais jamais trouvé un tableur qui
permettait de répondre réellement à mes besoins. Plutôt adepte de la
construction en structure, le dimensionnement du longeron d'un planeur
restait purement pifométrique. Ce tableur a été réalisé à partir d'une base
existante trouvée sur le Net, conçue Jean-Luc Delort datant de Janvier 2003.
Ce tableur
était surtout dédié à la construction composite du longeron. Les formules et la
structure ont été modifiés pour s'adapter plus particulièrement à la
construction bois mais la conception composite est toujours réalisable. Le
tableur permet à partir des contraintes imposées (masse, envergure, matière
...) de dimensionner le longeron, les âmes de longeron ainsi que la clé
d'aile. A noter que la clé d'aile (matière, section et longueur)
intervient aussi dans le dimensionnement du longeron.
Avant de se lancer corps et âme
dans la conception, je vous recommande de lire la notice d'utilisation
ci-dessous puis après ouverture du tableur, de bien prendre soin de lire les
commentaires des cellules (triangle rouge au coin de la cellule).
Le tableur est composé de 5 parties distinctes mais liées entre-elles :
1 ) Conception de la géométrie de l'aile : Ici il faut faire
marcher son imagination ou reproduire la géométrie d'une aile existante.
Vous pouvez réaliser des formes trapézoïdales à 4 panneaux maximum par aile.
Placer dans le même temps l'épaisseur relative de l'aile en % pour chaque
panneaux. Si par exemple vous réalisez une aile en deux panneaux, mettez les
valeurs des panneaux inutilisés à 0. Vous pouvez observer sur la droite la
forme ainsi que l'épaisseur relative de l'aile obtenue.
2) Cahier des charges : Masse du planeur et des ailes, contraintes sur les longerons
et âme de longeron, épaisseur du coffrage, masse volumique des matériaux,
Cz, la rafale max.
Lire les commentaires des celles autant que possible pour vous aider à
renseigner les champs. Pour les valeurs du Cz, dans le doute laisser la
valeur par défaut. Les valeurs du Cz ne sont pas prises en compte dans le
calcul mais permettent de donner une information sur la vitesse mini et maxi
du planeur ainsi que le facteur de charge qu'il sera susceptible
d'atteindre.
En fonction des infos de facteur de charge, renseigner le
facteur de charge souhaité pour votre planeur (cellule jaune), c'est cette
valeur qui sera prise en compte pour le calcul.
3) Calcul de clé d'aile : Indiquer le nombre, la
forme, la matière et la densité de la clé d'aile que vous souhaitez.
Observer si la clé choisie est susceptible de résister aux contraintes
subies par le planeur. En vert, c'est bon, en rouge il faut augmenter les
dimensions. Observer le facteur de charge maxi que votre clé pourra subir
dans les conditions imposées. La clé d'aile entre dans le calcul du
longeron, celle-ci contribuant à la résistance de l'ensemble.
4) Choix de l'épaisseur du longeron : Avant tout,
je voulais préciser que j'ai pris le parti d'imposer l'épaisseur du longeron
plutôt que sa largeur. Il est en effet plus facile de retailler le longeron
en largeur qu'en épaisseur. En modifiant la valeur de la cellule jaune, on
modifie automatiquement l'épaisseur du longeron d'un tronçon complet. Si
effectivement vous souhaitez modifier l'épaisseur du longeron à l'intérieur
même d'un tronçon, modifier manuellement la valeur de celles ci.
5) Détermination de la contrainte maximum d'un
matériau : (Cette partie n'est pas liée au calcul du longeron.
Les valeurs déterminées par test de la matière seront à entrer manuellement
dans les cellules dédiées.)
Notre gros problème est toujours de savoir si ce balsa, samba... va nous
procurer la solidité nécessaire. Le seul moyen de savoir est de le tester.
On aurait pu fabriquer une éprouvette et réaliser un essai de traction. Ça
nécessite des moyens qu'on ne possède pas tous. C'est pourquoi le test
proposé va être intéressant de par sa simplicité et de la qualité de ses
résultats.
L'échantillon, sous forme de baguette, rondin, tube ....
va être pris dans un étau en s'assurant qu'il ne subit pas de contrainte due
au serrage favorisant sa rupture. Après avoir fixé une distance par rapport
à l'étau, suspendre un plateau sur lequel on va pouvoir ajouter des poids.
Charger jusqu'à la rupture ou la déformation. Relever alors la distance et
la masse suspendue et la reporter dans le tableur. En sortira la contrainte
maximum admissible par le matériau testé en N/mm². Si la matière testée doit
constituer le longeron du planeur, reporter la valeur trouvée dans "Longeron
: contrainte maximum admissible".
Cliquer pour télécharger le fichier Excel de Rémi BOURGIN
dédié à la structure bois :
Cliquer pour télécharger le fichier original de Jean Luc Delort dédié aux
composites :
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