Novembre 2013 - Autopsie de la lame et premières neiges

2 Novembre:
Je viens de terminer l'autopsie de la lame de roulette après le test de charge destructif du mois dernier, voici le rapport:

 Tout d'abord, je constate qu'il n'y a pas de dégât apparent lors de la première inspection de la lame après rupture audible par un "tac" très sec accompagné de l'affaissement du fuselage arrière.
 Une rupture interne est évidente compte tenu de la "nouvelle" raideur de la lame, beaucoup plus souple.
 La lame ne s'est pas rompue totalement car les épaisseurs de pneus sous le fuselage ont limité l'affaissement total, permettant ainsi aux matériaux encore intactes de rester dans le domaine élastique.

 J'ai d'abord procédé à une écoute attentive de petits chocs appliqués à la lame me permettant d'isoler une zone à la résonance mate située à une dizaine de centimètres en arrière du point de référence, en partie supérieure. voir schéma.


 L'épluchage de la première couche de Kartrat sur la partie supérieure de la lame à cet endroit me révèle une rupture de la semelle d'UD (unidirectionnel en carbone) à 11 cm du point de référence sous la forme d'une fissure perpendiculaire à la lame.
 Je peux, à ce stade, facilement glisser une lame fine sous l'UD par cette fissure mettant en évidence une délamination sous-jacente.




 En épluchant un peu plus, on peut voir que la rupture de la semelle d'UD s'est faite en escalier, toutes les fibres ne se sont pas cassées au même endroit, mais selon 2 fissures parallèles, la demie épaisseur la plus interne de la semelle s'est rompue un peu plus près du point de référence.



 Le scénario de rupture apparait plus clairement maintenant, le départ de délamination à cet endroit a fait flamber la semelle supérieure en carbone, cette partie travaillant en compression.

 En enlevant la partie délaminée,  il est ensuite visible que la délamination a eu lieu à la frontière entre la semelle d'UD et la gaine de carbone bi-directionnel posé à 45°, la photo ci-dessus montrant clairement la structure à 45° qui elle est bien restée solidaire de l’âme en verre.

 Il a été ensuite relativement aisé de faire "sauter" la semelle sur toute sa longueur au ciseau à bois, ce qui montre que le changement de milieu est favorable bien évidemment à l'augmentation des contraintes locales.


Conclusions:
 La rupture de la lame de roulette est due à une délamination entre la semelle supérieure et l’âme induisant une rupture en flambage de la semelle supérieure.
 Je n'ai pas de solution pour faire face à cette délamination autre qu'une géométrie différente de la lame, en utilisant par exemple une lame plate ou courbée en sens inverse, qui annulerai tout risque de délamination.
 Si une telle lame devait être re-construite (il faut que je me motive, mais bon, c'est pour la science !), un support dédié devra également être fabriqué pour s'adapter à cette nouvelle géométrie, ce qui nous privera de la simplicité de la formule précédente pour laquelle le remplacement du ressort métallique était très facile.

De Jean Claude pendant la rédaction du précédent article:

 Bien vu sur le blog les résultats de l'autopsie du ressort composite.  Je suis un peu étonné par la rupture de la semelle supérieure . Cela  ressemble à une rupture franche en traction alors que la semelle en question est en compression. La délamination a dû intervenir en premier et induire  une rupture en flambage de la semelle.  Qu'en pensez vous là bas, dans le sud profond?

De Jean Claude (suite):
  Cher neveu Bien lu la suite et tout à fait convaincu par ton scénario de rupture ( car c'est aussi mon avis, que par ailleurs je partage entièrement).  Je retiens donc que la limitation est encore le phénomène de délamination.

Je pense à une solution  radicale qui  pourrait  permettre de doubler la résistance, mais elle suppose qu'on libère quelque peu la contrainte géométrique : multiplier par deux la largeur de la semelle dans sa partie courbe et agir sur l'épaisseur des semelles  pour conserver la souplesse. Cela suppose bien sûr une transition entre la partie entre cavaliers  (d'épaisseur et de largeur inchangées : égales à celles du ressort actuel),  et la zone courbée dont les semelles seraient  deux fois plus larges et en gros deux fois plus minces ). A examiner plus en détail!

Mais comme nous partons demain à Rochefort pour une semaine, je serai pas en mesure de m'attaquer tout de suite à ce problème.

bisous 

JClaude


5 Novembre:
De moi:
 

Cher Tonton,

 J'ai bien compris ta proposition de modif, le fait de doubler la largeur permet donc de doubler la surface et donc de diviser par 2 la contrainte normale de délamination dans la partie courbe. J'y vois là un dernier effort de ta part pour que la lame ainsi construite soit installable sans modifications majeures des points d'attache. Mais est-ce bien la solution la plus pertinente compte tenu de la difficulté de construction d'une lame à largeur variable ?
 Papa m'a fait part d'une autre idée, en proposant de réaliser une lame droite éloignant définitivement les problèmes de délamination, mais nécessitant une pièce un peu plus élaborée pour le point de référence.   Par ailleurs, il existe des efforts de poinçonnement sur la lame au point de référence (point d'appuis central) notamment quand la lame travaille en torsion, qui n'ont pas suffisamment été pris en compte. En effet, j'avais ajouté en surface une couche de kevlar pour faire face à cette usure mais qui s'avère très insuffisante car notre unique essai de roulage avait déjà coupé le tissu ! Si la fibre de carbone est capable de reprendre des efforts très importants, elle est par contre très sensible aux frottements et au poinçonnement, il faut donc prévoir une pièce intermédiaire pour supprimer ces frottements.
 Cette pièce devra donc permettre de déporter vers le bas le point de référence et en même temps supprimer les frottements sur la lame.
J’attends du père un schéma de principe du dispositif envisagé...


28 Novembre:
 Sortie montagne aujourd'hui, on commençait à être en manque car l'aviation de montagne provoque une forte addiction !
 Rapidement organisée hier, avec appel du président de l'AFPM, Noël Genet, pour avoir les dernières infos sur les terrains Alpes Sud, la sortie du jour est pour nous, Peuzin du sud (dit aussi "Peudusud"), une réussite totale.
 Grand beau dans notre partie, alors qu'au nord du col Bayard, dans les territoires des "Peudunord", un plafond tenace avec un gros QNH a perturbé leur venue. Voir ci-dessous, au nord du col Bayard.

 Jean Claude était le seul représentant des Peudunord à venir avec son Skyranger, et prétextant une indisponibilité de voiture ainsi qu'un téléphone cellulaire ne tenant plus la charge, nous n'avons pu voir sa figure congelée par les courants d'air de sa cabine que vers 13 heures à Gap, après qu'il eut trouvé un trou pour passer au-dessus de la couche ! Donc, pour lui, ce fut un authentique plan foireux comme ce n'était pas arrivé depuis bien longtemps.
 Voyez la tête hirsute qu'il présente à son arrivée, le pauvre bougre :

 Pendant ce temps là, confortablement installés au chaud dans notre aéronef moderne, nous visitions Clamensane tout couvert d'une fine couche de neige (4 cm), traçant négligemment nos sillons dans la peuf.

  Difficile de cacher ce léger rebond mon cher Père, mais posé bien au seuil !

 Sans nouvelle de Jean Claude à ce stade, nous décidons ensuite d'aller à sa rencontre, et pourquoi pas se poser à Notre Dame de La Salette, altisurface pas facile dans le Dauphiné sud.
 C'est à ce moment qu'on constate qu'à partir du col Bayard, une couche soudée culmine jusqu'à environ 4500 ft et que JC, arrivant du Versoud aura sûrement du mal à passer.
 Nous survolerons ND de la Salette, mais sans nous poser car le vent sur la crête a formé des congères qui pourraient nous faire faire un pylône ou bien pire encore.

 Toujours sans nouvelles de JC, nous décidons de revenir plus au sud où les terrains sont praticables sans ski, en survolant le Dévoluy puis après avoir caressé le Pic de Bure, en descendant sur l'altisurface de Colombe d'Eyguians.
 Ici en reco basse, on essaye de travailler les arrivées moindre bruit, pour cela on a bien sûr notre pot Chabord, mais on essaye d'arranger une arrivée verticale à 1000 ft de hauteur avec un régime réduit puis de poursuivre la descente en continu jusqu'à la reco basse pour finir verticale le seuil vers 100ft.
 Ensuite on part en éloignement en remontant tranquillement à 300 ft au-dessus du seuil avec une puissance modérée et en restant en lisse pour ne pas trop trainer.
Le premier cran de volet sera sorti en base et les volets 30 en interceptant le plan en finale.

 Pas plus d'un atterrissage à Colombe qui est un site sensible au bruit, nous poursuivons ensuite plus à l'ouest vers Grand Terrus. Il y a systématiquement une dégueulante en courte finale. Alors même qu'en rendant la main pour plonger après les derniers obstacles on serait tenté de réduire les gaz, il faut résister à cette tentation et même en rajouter une bonne louche si on veut pas voire le train passer à travers les ailes.

 On repart ensuite sur Gap, il est bientôt 13 h et c'est notre rendez vous par défaut avec JC. Pendant le vol il nous interpelle sur la fréquence, ça n'a pas été facile de passer, mais il s'approche de Gap. On atterri l'un après l'autre et ça se termine comme d'habitude au "Looping", restaurant de l'aéroport dans un grand éclat de rire.