Brevet FR2352293A1 — publié le 19771216

L rsente invention, dûe à la collaboration de Messieurs Guy ROUSSILLON et Joël BOURHIS, concerne un dispositif de mesure de la portance d'un objet placé dans une soufflerie. Elle s'applique, en particulier, aux véhicules automobiles. Certaines balances aérodynamiques utilisent des coussins fluides pour soustraire à l'action de la pesanteur le véhicule ou la maquette placée dans la soufflerie, mais toutes ces balances mesurent les composantes des efforts au moyen de dynamomètres ou de jauges de contrainte. Le défaut fondamental des moyens connus réside dans le fait que la grandeur à mesurer n'est qu'une fraction relativement faible de la charge moyenne supportée par l'appareil de mesure, ce qui rend la mesure assez peu précise. Par exemple, pour une charge moyenne de 300 kgf, on peut avoir à mesurer un délestage du à la portance d'environ 20 kgf si la soufflerie est capable d'un vent de 144 km/h ou meme de 5 kgf si la soufflerie n'est capable que d'un vent de 72 km/h. L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient et de fournir un moyen particulièrement simple et précis pour mesurer la portance. On a en effet constaté que lorsqu'un véhicule est placé dans une soufflerie, chaque roue reposant sur un coussin d'air, la variation de la pression moyenne statique dans le coussin d'air est proportionnelle au délestage du à la portance, pour une pression donnée de l'air comprimé d'alimentation du coussin d'air. I1 est donc possible de mesurer la portance grâce à une adaptation très simple des coussins d'air déjà utilisés pour mesurer la trainée par traction sur un dynamomètre. L'invention a donc pour objet un dispositif de mesure de la portance d'un objet placé dans une soufflerie, comportant au moins un plateau de sustentation à coussin d'air, caractérisé en ce que ledit plateau est pourvu de capteurs de mesure de la pression statique du coussin d'air associés à des moyens de lecture ou d'enregistrement. Un exemple de réalisatiqn de l'invention fait l'objet de la description qui suit, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la Fig. 1 est une vue en coupe verticale d'un plateau sustentateur agencé suivant l'invention - la Fig. 2 est une vue de dessous du plateau de la Fig. 1 - la Fig. 3 est un diagramme montrant la variation de la portance en fonction de la variation de pression statique dans le coussin d'air - les Fig. 4, 5 et 6 montrent des schémas de trois solutions possibles pour enregistrer les mesures. Suivant l'exemple représenté, chaque roue R d'un véhicule à tester (non représenté) repose sur un plateau 1 susceptible d'être isolé d'une surface plane 2 par un coussin d'air. Dans la face inférieure 3 du plateau 1, sont ménagées des rainures 4 de formation de coussin d'air alimentées en air comprimé par des trous 5 formant gicleurs. Ceux-ci débouchent dans un trou d'alimentation 6, ménagé dans le plateau 1 et relié par un raccord 7 et un tuyau souple 8 à une source d'air comprimé à pression stabilisée P. Les trous 5 formant gicleurs sont soniques. Suivant l'invention, quatre capteurs de pression 9 sont répartis à intervalles réguliers sur la face inférieure 3 du plateau 1, à faible distance de son bord externe. Ces capteurs 9 sont reliés par des canaux 10 à un tuyau commun 11 qui communique avec la partie supérieure d'un réservoir étanche 12, de grande surface. De la base de ce réservoir 12, rempli d'eau, part un tube vertical 13 prolongé par une partie inclinée 14, ellemême suivie par une nouvelle partie verticale comportant un évasement formant capacité tampon 15. La longueur du tube 13 est telle que lorsque l'appareil est en service, la pression statique sous le plateau 1, agissant dans le réservoir 12, l'eau est refoulée dans le tube 13 et son niveau supérieur se situe dans la zone du tube incliné 14,. àce à une graduation 16. L'inclinaison du tube 14 permet d'amplifier la mesure de dénivellation du niveau de la colonne d'eau, par exemple de dix fois, ce qui procure une grande précision. Le rôle de la capacité tampon 15 est de contenir le liquide du manomètre en cas de fausse manoeuvre. Pour utiliser le dispositif de mesure, il suffit de faire un étalonnage, préalable à l'essai en soufflerie, afin de dresser la courbe donnant, pour une pression donnée P d'alimentation en air comprimé, la valeur du délestage AFz en fonction de la variation de pression statique dp dans le coussin d'air. Cet étalonnage se fait très facilement en chargeant le plateau 1, par exemple de 20 kgf, puis en le déchargeant progressivement, par 5 kgf et en relevant la variation de pression dp correspondante. Si l'on désire effectuer une mesure dynamique de la variation de la portance, il faut enregistrer la pression moyenne à laide d'un transducteur électrique d'un calibre voisin de la pression moyenne et capable d'amplifier les variations dp dues au délestage AFz. I1 convient de noter la faible inertie d'un tel système puisque la propagation de petits ébranlements d'une colonne d'air se fait à la vitesse du son. Le transducteur permet de transformer la variation de pression en variation d'une grandeur électrique, courant ou tension. Pour avoir une sensibilité assez grande, on utilise de préférence à une mesure absolue, une méthode différentielle avec un transducteur à très faible variation de volume, par exemple du type piézo-r9sistif, ceci afin de tourner la difficulté de la mesure d'une petite variation d'une grandeur autour d'une valeur moyenne plus élevée. L'agencement représenté schématiquement à la Fig. 4 comprend un plateau 1, tel que celui de la Fig. 1, dont le tuyau commun 11 est relié par un conduit 17 à une entrée d'un transducteur différentiel 18. L'autre entrée du transducteur 18 est reliée à une source de pression stabilisée non représentée. Cet agencement permet d'établir à chaque instant une comparaison entre la pression statique-du coussin d'air et celle de la source de pression stabilisée. Le signal de sortie du transducteur 18 délivre un signal fonction de la comparaison précitée. Le montage de la Fig. 5 diffère de celui de la Fig. 4 en ce qu il ne comporte plus de source de pression stabilisée connectée à la seconde entrée du transducteur. Cette seconde entrée est reliée au tube 17 de sortie du plateau 1, par l'intermédiaire d'un dispositif 19 de mise en communication et d'isolement successifs des entrées du transducteur. Le montage de la Fig. 6 comporte,branché sur le tube de sortie 17 du plateau 1, un transducteur absolu 20 dont la sortie est connectée à une entrée d'un comparateur électrique 21, l'autre entrée de ae dernier étant connectée à une source de tension de référence stable et réglable non représentée. Les sorties des comparateurs 18 et 21 des circuits des Fig. 4 à 6 peuvent etre connectées à un circuit de mesure à lecture directe ou encore à un circuit d'enregistrement, non représenté. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de la portance d'un objet placé dans une soufflerie, comportant au moins un plateau de sustentation à coussin d'air, caractérisé on ce que ledit plateau t1) est pourvu de capteurs (9) de mesure de la pression statique du coussin d'air associés à des moyens de lecture (12, 13, 14, 15, 16) ou d'enregistrement (18; 18, 19; 20, 21). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits capteurs (9) sont disposés à intervalles réguliers à la périphérie dudit plateau (1) et reliés par des canaux (10) à un tuyau commun (11) relié auxdits moyens de lecture ou d'enregistrement. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de lecture des indications des capteurs (9) sont constitués par un tube vertical (13) prolongé à sa partie supérieure par une partie inclinée (14) surmontée d'une nouvelle partie verticale comportant un évasement (15), la partie inclinée (14) portant une graduation (16) , ledit tube étant relié à la partie inférieur d'un réservoir étanche (12) contenant de l'eau, la partie supérieure dudit réservoir (12) étant reliée audit tuyau commun (11). 4. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'enregistrement comprennent un transducteur différentiel de pression (18) dont une entrée est reliée audit tuyau commun (11) associé aux capteurs (9) et dont une seconde entrée est connectée à une source de pression de référence. 5. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'enregistrement comprennent un transducteur différentiel de pression (18) dont une entrée est reliée audit tuyau commun (11) associé aux capteurs (9) et dont une seconde entrée est connectée audit tuyau commun (11) par l'intermédiaire d'un dispositif (19) de mise en communication et d'isolement successifs. 6. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'enregistrement comprennent un transducteur absolu (20) dont l'entrée est reliée audit tuyau commun (11) associé auxdits capteurs et dont la sortie est reliée à une première entrée d'un comparateur électrique (21), la seconde entrée de celui-ci étant reliée à une source de tension de référence.