Avril 2024 -

 1er avril.

Fin des modifs carénages.

 Quatre gros poissons d'avril au séchage après les opérations de peinture de ce matin. La prochaine étape est le remontage d'une des nouvelles carènes à droite, d'y badigeonner copieusement de l'huile de vidange et d'aller faire un tour de piste filmé pour observer l'étendue de l'écoulement laminaire. On va essayer cette semaine. Ensuite nous mesurerons les courbures et orientations des carénages pour nos lecteurs intéressés.

 

Carénage de silencieux.

 Auquel je pense déjà, j'ai pris quelques côtes vite fait sur l'avion pour pouvoir fabriquer un moule mâle perdu. Je ne vais donc pas mouler in situ comme je l'avais fait pour les raccords Karman de voilure qui demandaient une excellente précision, mais tranquillement à la maison en réalisant le moule à partir de mesures, quitte à ajuster sur place quand le gros du boulot sera fait.


4 avril.

Après les brins de laine, l'huile !

 J'ai fait un saut au terrain ce matin, avec le projet de répandre de l'huile sale sur mon beau carénage et d'aller voler. 35 minutes de vol, avec une boucle en dehors de la CTR que j'ai tenté de maintenir à la vitesse indiquée de 200 km/h, pour que le schéma formé par l'huile ne soit pas trop pollué par les basses vitesses.


D'abord un petit commentaire sur la façon d'interpréter les dessins d'huile. Les parties qui s'éclaircissent le plus sont les témoins d'un frottement plus intense que les parties qui restent sombres.

 Je vous recommande la lecture préalable du dossier d'Inter-Action en cliquant sur l'image ci-contre (pdf).


Examinons maintenant les dessins.

 Coté gauche.

 Sur l'avant jusqu'au raccord de la partie arrière, je ne vois pas de transition laminaire/turbulent, qui normalement se traduit par un dégradé (donc de plus en plus foncé) juste avant une partie plus claire indiquant le passage en turbulent. Le film d'huile s'épaissit progressivement jusqu'au raccord. Le raccord, à mon avis, fait transiter la couche limite de laminaire à turbulent. Il existe un éclaircissement brutal à cet endroit. Je pense qu'une bonne partie de l'huile est néanmoins captée par le raccord et passe à l'intérieur, ce qui fausse un peu l'analyse. On note le décapage produit par la turbulence des têtes de vis. Cette photo est prise juste après le vol, mais on voit déjà les effets de la gravité sur le film, qui produit des petites gouttes orientées vers le bas. Observez aussi sur le cône arrière une espèce de ligne courbe foncée orientée vers le bas, qui est à la convergence de deux flux distincts et qui possiblement s'enroulent l'un avec l'autre dans une forme de trombe. Un des flux provient de l'extérieur en passant par le dessus du cône arrière, ce qui indique que malgré mes efforts pour redresser l'orientation du cône, c'est encore insuffisant pour que chaque flux reste chez lui. Ce n'est pas forcément très couteux en trainée, car les filets d'air se sont organisés et restent bien collés. La virgule en noir est une ligne de moindre vitesse qui prend sa racine au bord de fuite du pantalon. Il s'agit donc du sillage "d'eaux mortes" produit par le pantalon.


  Concernant maintenant le pantalon, c'est beaucoup plus didactique. On voit très clairement la zone où se produit une accumulation indiquant une petite bulle laminaire avant la transition (voir les essais d'un étudiant sur un winglet de planeur dans le pdf d'Inter-Action). En bleu, à proximité de l'intrados de l'aile, le flux semble décoller et verser vers le bas. En arrière de cette zone, le flux semble très turbulent, avec la projection d'huile sur l'intrados (en vert). A ce stade il me semble qu'un petit raccord Karman serait le
bienvenu. Je n'avais pas exploré cet endroit avec les fils de laine et c'est un tord. Et pour éviter la bulle laminaire, on pourra utiliser un zig-zag autocollant comme indiqué en orange juste en amont de la bulle.

 

Coté droit.

 Plus difficile à interpréter, à cause d'un certain nombre d'accidents de parcours. La trappe de gonflage en est un, mais on peut aussi distinguer une irrégularité de forme au niveau des travaux de repositionnement du cône avant juste en avant de la trappe, les boulons de fixation du carénage à l'avion, et puis bien sûr le raccord entre partie avant et arrière du carénage.




 A prendre avec des pincettes, je propose la zone laminaire suivante. Pour le dessus c'est assez net, la vue rasante permet de mieux distinguer le changement de densité, mais pour le reste j'en suis moins sûr, notamment au milieu où il existe depuis mes travaux de modification une inversion de courbure (un point, ou plutôt une ligne de points d'inflexion) légère certes, mais qui est à l'origine du changement de densité de l'huile. En particulier, l'intensité du frottement augmente quand la surface repousse les filets d'air et diminue quand c'est la surface qui les attire à elle, par collage ou aspiration. Du coup ça pollue interprétation de recherche de la transition. Il est en fait probable que dans notre cas la laminarité existe jusqu'à la trappe ou le raccord. On note le décapage important dont la trappe de gonflage est responsable malgré son affleurement soigné. Encore une fois, une partie de l'huile de l'amont est captée par le plan de joint qui n'est pas étanche est restituée en bas par gravité en une large virgule dégueulasse.

  Sur le cône arrière en écoulement turbulent (il n'y a pas de doute là-dessus après le raccord), les lignes de courant sont bien organisées, avec un rétreint sur le dessus qui cette fois se passe bien, après la modification avec un raccord Karman plus généreux. L'extrême arrière devient difficile à interpréter à cause de la quantité importante d'huile qui subit les effets de la pesanteur.

 Le pantalon présente le même dessin que de l'autre coté, avec la même zone décollée en triangle en partie haute. Tout au plus on note que l'huile a plus migré vers le bord de fuite que du coté gauche, ce qui suggère une vitesse supérieure et en ferait donc un extrados. Le pantalon serait donc en légère incidence.

 Le dessous présente un très joli dessin bien régulier. Notez au passage le décapage produit par le changement de courbure et le repoussage des filets juste devant le pneu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 Noter ici aussi le joli dessin des filets qui reviennent derrière le pneu grâce au jeu des volumes, avec un maitre couple du carénage en arrière du pneu.








 Coté droit dans le bas, j'ai surligné les lignes de courant. Autour d'un corps fuselé, quand ça ralenti, les lignes se rapprochent et quand elles s'écartent ça accélère  (dans une tube c'est l'inverse).
 On voit qu'au passage de "l'obstacle pneu", la vitesse reste à peu près constante, voire diminue un peu jusqu'au premier boulon. La taille de guêpe du carénage fait que la section du carénage diminue à mesure que la section apparente du pneu augmente, d'où la vitesse à peu près constante, puis ça accélère derrière avec un mouvement vers le dessous à cause de l'augmentation de section du carénage qui surcompense la diminution de section apparente du pneu. L'idée, déjà développée dans ce blog, et de redonner de la vitesse en arrière du pneu qui est normalement le lieu d'une recompression (ralentissement) trop brutale pour que le flux ne décolle pas. Je ne pense pas pouvoir traiter le problème entièrement de cette manière, mais en tout cas je limite l'étendue du décollement couteux en trainée. J'aurais bien aimé pouvoir faire une photo du dessous, hélas je manque de dégagement.

 

Conclusions.

 Et bien encore un peu de boulot, mais cette fois-ci sur le pantalon, auquel je vais adjoindre un raccord Karman coté voilure, a priori symétrique. Ça va, c'est assez facile à faire.

 Ensuite je pense ne pas échapper à un nouvel essai huile, en tentant de corriger les problèmes de captation d'huile par les raccords. Facile, je vais tout remonter en jointant les pièces au silicone de sanitaires pour que l'huile trouve son chemin dehors. 

 Enfin, mais j'aurais déjà pu le faire, je vais filmer tout ça en temps réel, ce qui nous évitera les effets de gravité sur le film d'huile et les pollutions engendrées par les vitesses avion trop faibles.

 Le dossier n'est donc pas encore clos.



8 avril.

Analyse complémentaire.

 Je digère encore les images de ce dernier vol, pour tenter d'en tirer le plus d'informations possibles et surtout de ne pas faire de mauvaises interprétations. A l'évidence, le sujet comporte de nombreuses possibilités de mal interpréter des dessins donc les formes visibles sont le résultat de plusieurs influences comme le frottement, la gravité, les effets d'inertie, les captation et la qualité de l'huile (viscosité, propreté, etc...) et je ne suis surement pas exhaustif dans cette liste. J'ai, en particulier, eu un regard plus précis sur ce qu'il se passe sur le pantalon et sa jonction côté voilure.

 En zoomant sur le pantalon on a l'explication sur le fait que la bulle laminaire est interrompue à divers endroits. En observant avec attention, on découvre des saletés présentes dans l'huile qui agissent comme des turbulateurs de petite taille qui font transiter la couche limite de laminaire à turbulente. Ensuite, la zone turbulente (en clair) contamine progressivement en s'élargissant les filets d'air laminaires adjacents (en vert). La laminarité est essentiellement un phénomène fragile, caractérisé par son instabilité plus marquée à mesure qu'on s'éloigne du bord d'attaque. Ce qui veut dire qu'à proximité du bord d'attaque, le flux laminaire, qui a encore beaucoup d’énergie, est capable de rester laminaire en circulant sur de petits défauts. C'est de moins en moins vrai quand on s'éloigne du BA où le même micro-obstacle pourra cette fois-ci déclencher la transition.

 

 

 Si l'on observe maintenant la zone de la jonction avec la voilure, on imagine assez bien le lieu de transition à l'origine de la zone claire en triangle (pointillé blanc) qui se situe pile poil au raccord pantalon/voilure sur le bord d'attaque pantalon. Cet endroit est de façon plausible stressant pour les filets d'air et susceptible de déclencher la transition. Suivons maintenant un filet d'air (en rouge). Il est au départ dans la zone laminaire, puis transite (croix rouge) et poursuit son chemin en zone turbulente jusqu'au bord de fuite avec un mouvement de vague, comme si il contournait une zone différente. Mon intuition est qu'il se produit une zone de recirculation (frontière en vert), ce que montrent les coulures sur l'aile en sens inverse de l'écoulement général (flèches vertes).

 Coté droit, on retrouve le même schéma, avec la même zone claire en triangle. Une grosse quantité d'huile à été stockée au bord de fuite dans la partie haute, qui s'est ensuite laissée aller par gravité selon la verticale, d'où l’intérêt d'aller filmer tout ça en l'air. C'est de toute évidence une zone de recirculation où l'huile tourne en rond. Ce dernier symptôme n'apparait pas côté gauche, car j'ai dû mettre moins d'huile à cet endroit, mais aussi parce que la zone de recirculation est plus petite. Je soupçonne, comme je l'ai déjà écrit, une légère incidence du pantalon, la bulle étant plus grosse côté extrados. C'est en fait un décrochage partiel d'une partie du profil, pour parler de quelque chose que tout le monde connait.


 

 En zoomant sur le raccord, on voit qu'une partie de l'huile piégée dans la bulle remonte sous l'intrados de l'aile et qu'une partie arrive même à rejoindre l'écoulement général, éloigné du sillage du pantalon.

 Remarques:

 La mise en incidence des pantalons est bien réelle à basse vitesse, nous l'avons constaté avec l'étude brins de laine. Il est probable que la phase d'approche ait modifié les dessins. Donc, encore une fois, les observations doivent se faire en temps réel. Pour autant, une bulle de recirculation existe des deux côtés et continueront à exister quelle que soit la vitesse. Il convient donc de les traiter par ajout de volume (Karmans) et ainsi les faire disparaitre. Les bulles sont vues par l'écoulement général comme des obstacles qui doivent être contournés, elles n'ont pas la forme choisie d'un Karman de volume équivalent moins coûteux en traînée, malgré l'augmentation très modérée de surface mouillée.

 Concernant maintenant la zone turbulente en triangle dont l'origine semble être le manque de fluidité du raccord pantalon/voilure au bord d'attaque, l'idéal serait de placer un congé arrondi comme ils en existent entre voilure et fuselage sur les Jodels. Pour des contraintes de montage, notamment de maintien du joint caoutchouc qui nécessitent un support vertical, je vais décider de ne rien faire, compte tenu également de la faible surface en écoulement turbulent et du faible manque à gagner.



 Pour les Karman, je vais faire quelque chose qui ressemble à ce schéma en arrière du maitre-couple du profil, de manière à pouvoir conserver les joints d'appuis qui seront un peu plus long. Ça va, j'en ai acheté 10 mètres :)



10 avril.
Exemple Airbus.

 Un petit coucou d’Abidjan d’où je vous écris. En faisant la prévol extérieure de mon A350 à Roissy, j’ai pris cette photo de l’arrière du mat réacteur qui montre comment Airbus a traité le problème que nous rencontrons. La forme à donner au volume n’est pas nécessairement avec un joli arc de cercle qui irait de l’intrados de l’aile au flan du mât réacteur. Ce qui compte, c’est la répartition longitudinale du volume qui va éviter que l’écoulement ne se recomprime à la fois sur le mât et l’intrados de l’aile. On va séquencer ainsi ces deux ralentissements évitant ainsi un décrochage local et une recirculation néfaste.
 
14 avril.
Karman pantalon.
 Je n'ai pas beaucoup de temps en ce moment, mais j'ai quand même pu avancer les modifs des pantalons. Un moule mâle classique en mousse à été collé sur le pantalon, puis j'ai décapé la peinture à l'endroit du raccord.
 
 
 Cette après-midi j'ai fait la strate du pantalon gauche, deux couches de carbone 200 g.
 Le Karman doit pouvoir s'ouvrir en deux pour pouvoir installer le pantalon sur la jambe de train. Donc, le Karman qui est réalisé en une seule pièce sera découpé dans le plan de symétrie. Ensuite, pour limiter la prise de poids, je vais dissoudre le moule à l'acétone et découper la partie masquée du pantalon par le Karman.










21 avril.
Suite.
 Petit point d'étape, avec une photo que j'espère explicite pour Renaud. Ici, on voit la découpe sur l'axe de symétrie du Karman ainsi que la découpe interne de la partie masquée. Au final, la masse n'augmente que d'une vingtaine de grammes.
 Le pantalon s'enfile sur la jambe de train par l'avant, grâce à sa souplesse qui permet son ouverture.

Mars 2024 - Modifs carénages

 2 mars.

Modifs carénages.

 Pas beaucoup de temps en ce moment, mais j'ai fait les modifs expérimentales complémentaires suite au troisième vol d'essai avec brins de laine. J'ai ainsi ajouté un décalage supplémentaire du nez vers la gauche de 1.5 cm. Les corrections angulaires sur le nez sont donc au total maintenant de -3.5° vers le bas et 6° à gauche pour le carénage de droite. La difficulté principale est de bien faire correspondre les bordures pour l'assemblage final, mais je suis maintenant bien au point avec la technique suivante.

 J'ai placé des baguettes plates dans les 4 coins et tracé des repère de distance sur le carénage avant découpe. Je peux ainsi contrôler les nouvelles orientation du nez. En coupe, les baguettes sont placées sur un carré de 23 cm de coté et le nez a une longueur de 30 cm. Avec le rapport de longueurs je sais de combien écarter ou rapprocher les deux morceaux pour obtenir le déplacement souhaité du nez. Ensuite, pour ajuster les bordures et qu'elles soient en parfait vis-à-vis, je fais tourner plus ou moins les baguettes qui ne tiennent que par deux vis serrées modérément, une par morceau. cela permet de faire glisser la peau latéralement par rapport à son vis-à-vis. Quand je suis satisfait du positionnement, je perce et mets une troisième vis pour bloquer l'orientation de la baguette. Pour que la circonférence et les pentes locales soient respectées, j'ai enlevé un peu de matière au nez en bas à gauche (vue arrière). Le carénage ne sera donc pas plus long malgré l'espace à combler plus tard en haut à droite. A ce stade je suis assez content, cela devrait limiter le travail de finitions après le réassemblage et surtout la quantité de matière et donc la masse.

 Demain je m'occupe de décaler le cône arrière vers l'intérieur.


3 mars.

 Trop de pluie aujourd'hui, je n'ai pas pu avancer.

 Je vous publie néanmoins ce dessin pour résumer l'état de nos connaissances, pour l'instant qualitatives, sur la circulation autour des carénages de roues. Ce n'est pas un plan exact de nos carénages, mais plutôt un schéma de principe de ce que nos essais ont mis en évidence.

 Le principe de notre étude est d'aligner la courbe moyenne des volumes du carénage sur les filets d'air locaux, de manière à ce qu'il n'existe pas d'incidence génératrice de trainée induite dans les deux plans en régime de croisière. Pour qu'il soit possible de reproduire ce que nous faisons, il faut pouvoir mesurer dans chaque plan la valeur du rayon de courbure (R1 et R2) ainsi que l'orientation géométrique de l'axe du carénage (alpha et bêta) par rapport à une référence. Dans le plan horizontal la référence est l'axe avion, alors que dans le plan vertical, c'est la partie plate en bas de fenêtre plexi aux places arrières (accoudoir passager) de notre Jodel.

 Les mesures de courbures seront faites sur les carénages et les mesures angulaires d'orientation au laser, une fois les modifications figées et les carénages installés.

 Je dirais qu'a priori, c'est transposable sans trop d'erreurs à tout Jojo train classique, de par l'architecture générale peu variable.

 La pluie s’étant arrêtée en fin de journée, j’ai finalement pu avancer en décalant les trous de fixation du cône arrière de 6 mm obtenant ainsi un décalage latéral du bord de fuite de 12 mm.

 Je pars au boulot avec un retour jeudi. J’aurai à mon retour le temps de préparer ce que j’espère être un ultime vol d’essai samedi prochain.

 

 

 

 

 

 

9 mars.

Ultime vol brins de laine.

 Malgré une météo peu engageante, nous étions avec le père au terrain ce matin. J'ai installé le carénage de droite, après les modifs, en espérant un petit créneau météo favorable qui est arrivé. Le temps d'installer les caméras et nous étions en route pour le point d'attente 35, avec un vent du nord-est bien établi. Un seul tour de piste a suffit pendant lequel nous avons évité la pluie qui nous aurait collé les brins.

 On a pu faire ce qu'on voulait et les cameras marchaient encore au retour parking. Donc sûr d'avoir les enregistrement, j'ai tout re-démonté pour ramener les carènes à la maison pour, ce que j'espère, faire les travaux finaux.

 

 

 

 

 Je savais déjà que nous avions enfin la bonne orientation latérale, grâce à mon observation de la place droite des brins bien alignés en vitesse de croisière autour du repère bleu que j'avais tracé.




 J'ai monté la vidéo cet aprem, j'ai pas pu faire autre chose, la météo s'étant franchement dégradée depuis. Je vous poste ça dès que possible, mais voici les conclusions:

 La partie avant est maintenant bien orientée et le décalage vers l'intérieur du cône arrière est un succès avec la presque disparition du rétreint des brins côté intérieur. L'observation du raccord Karman entre le carénage et le pantalon avec un meilleur contraste (brins blancs sur fond noir) montre une agitation encore excessive de deux brins coté extérieur quoique bien orientés. Même observation côté intérieur. On observe également que les filets d'air ne s'échappent pas sur le bord de fuite du Karman, mais sont parallèles à l’arrête. Il n'y a donc aucune raison de conserver cette arrête qui sera arrondie. L'ajout d'un peu de volume supplémentaire devrait résoudre le problème.

 Un décollement sur le bord de fuite du pantalon côté intérieur en légère attaque oblique (glissade) a été observé et sera traité avec du zigzag autocollant judicieusement positionné sur le pantalon. Vu le faible Reynolds à cet endroit, il pourrait bien s'agir d'une petite bulle laminaire qui apparait sous incidence. L'observation montre deux brins qui s'orientent verticalement sans être très agités. Sur cette image où le phénomène apparait, le rétreint sur le cône arrière s'est reformé, ce qui signe la glissade suspectée (virage à droite avec bille à droite).


10 mars.

La vidéo.

 Comme promis, la vidéos montée d'hier avec mes commentaires enthousiastes.




11 mars.

Au boulot !

 J'ai commencé les ultimes modifs du carénage testé samedi, avec l'ajout d'un peu de volume supplémentaire sur le "Karman".








 Freiné par les temps de séchage, j'ai attaqué en parallèle la transformation du carénage de gauche avec la découpe du nez et la pose des repères dans les quatre coins. Ce sont des repères de longueurs choisies arbitrairement de 10 cm.

 

 

 

 

 Il faut ensuite orienter le nez en respectant les nouvelles longueurs suivantes, résultats de nos essais.










12 mars.

Modifs.

 Ce petit post pour vous dire que j'ai quelques jours de libre qui devraient me permettre d'avancer rapidement. Une vue de la découpe d'ajustement où j'enlève un morceau avant de ré-assembler. A l'opposé, il faudra ajouter de la matière. Comme je ne coupe pas un cylindre, mais un corps de section évolutive, il faut faire attention de ne pas couper du mauvais coté sous peine de se retrouver avec deux parties de circonférences différentes. Pas évident, j'ai procédé par approximations successives pour le premier carénage, mais là je peux aller plus vite. Les trous de vis sont déjà déplacés sur le deuxième carénage pour décaler le cône arrière et ce matin j'ai réalisé le stratifié pour assembler les deux morceaux du premier et fait la finition du raccord Karman. Pas de problème particulier, je suis assez content.

 

 Ça avance bien d'autant que la météo est maintenant parfaite.
 Je vais coller des rondelles sur les trous d'assemblage, chose que j'avais eu la flemme de faire, mais comme j'ai remis l'ouvrage sur le métier...






17 mars.

Modifs.

 Petit état d'avancement des travaux de modification, j'en fais un peu tous les jours. Les deux carènes sont ré-assemblées, les cônes arrières ré-orientés. 

 

 

 

 J'attaque les finitions de ponçage sur la carène droite et suis sur le Karman de la gauche. 

 Si tout se passe bien, tout devrait être fini en fin de semaine prochaine. Pour la masse, il semblerait que chaque carène prendra 150 g, à confirmer, ce qui reste raisonnable, le prix de l'optimisation aérodynamique.




23 mars.

Modifs.

 Point d'étape de l'avancement des modifs avec la réalisation du Karman du carénage de gauche, avec la recopie en symétrique du droit.



 Après une mise en forme soigneuse, 

 

 

 

 

 

 

 

j'ai stratifié une couche de carbone.

 J'en suis aux finitions avec le chocolat pour que toutes les "cicatrices" soient invisibles après peinture.

 





24 mars.

Suite.

 J'ai terminé avec le "dur" pour les deux carénages. Ne reste plus qu'un ponçage léger sur toute la surface avant de passer une couche d’apprêt sur les zones non peintes. Re-ponçage léger ensuite avant de passer en peinture. Un voile léger sera posé sur les zones déjà peintes pour la continuité.



30 mars.

En finale.

 Petit tour au hangar ce matin pour remonter le carénage arrière.


 Rappel sur la conception.

 Coté fuselage, trois parties: l'avant qui recouvre la partie avant des lames de ressort (fixé par trois vis), le bord de fuite dans le prolongement, solidaire par collage de la gouverne de direction et un bord de fuite à écailles télescopiques en dessous, pour suivre les déformations du ressort (se place de l'arrière vers l'avant avec un système de coulisses dans la carène avant).

 Au niveau intermédiaire, un carénage en deux parties, fixe par rapport au bloc de roulette.

 En partie basse, un carénage en deux parties est fixé à la fourche mobile de roulette.

 Le plan de coupe entre partie intermédiaire et partie basse correspond évidemment au plan de rotation de la roulette qui peut se retourner vers l'avant.

 L'ensemble est étudié pour faire face aux conditions extrêmes du roulage en montagne, avec un sabot renforcé en intérieur pour transmettre les efforts à la fourche sans casser, mais aussi en extérieur avec un bouclier en acier mince contre l’abrasion des cailloux.

 Tout cela est donc remonté dans la perspective d'une nouvelle tentative de record de vitesse avec nos nouveaux carénages de roues. On va faire un nettoyage complet, puis cirer les bords d'attaque et mettre toutes les chances de notre coté. L'accroissement du pas hélice est aussi envisagé pour toucher du doigt l'objectif de vitesse affiché dans ce blog. Vous l'avez compris, nous avons besoin d'une victoire.

 Concernant les carénages, ils attendent de passer en peinture, avec un possible remontage sur l'avion la semaine qui vient.