Janvier 2014 - Nouveau design pour la lame de ressort

3 Janvier:
Réponses au Quizz de fin d'année !

Question 1:

La masse de l'air contenue dans la cabine d'un avion de ligne (pressurisé) influence-t-elle la portance nécessaire au vol ?

La réponse est oui, bien que dans une faible proportion.

Pour que l'avion vole de manière stabilisée, il faut que la portance de l'avion, une force, s'oppose au poids, une autre force. Mais il existe une troisième force, appelée poussée d'Archimède qui s'exerce sur tout corps plongé dans un fluide, que l'on néglige bien souvent, sauf pour les aérostats.

Quand l'avion est au sol, la pression de l'air extérieur est la même qu'à l'intérieur. Le poids du volume d'air contenu dans l'avion est parfaitement compensé par la poussée d'Archimède. La balance, et donc la portance, ne sont pas influencées par la masse d'air contenue dans l'avion.

Quand l'avion est en altitude, la pression de l'air extérieure devient bien inférieure à la pression intérieure. La poussée d'Archimède (égale au poids du volume d'air extérieur déplacé) devient inférieure au poids du volume d'air contenu dans la cabine. Il n'y a plus équilibre entre ces deux forces et le poids d'une partie de l'air comprimé dans la cabine s'ajoute au poids de l'avion nécessitant une portance accrue.

Pour un 747 dont le volume de la partie pressurisée avoisine les 1000 m3, cela représente au sol une masse d'air non pesante de 1225 kg.

A 39000 ft, avec 6000 ft d'altitude cabine, le différentiel de pression alourdit l'avion de quelques 640 kg ! Une paille.

Question 2 :

L'avion est-il plus lourd avec une mouche volant à l'intérieur, ou seulement lorsque celle-ci est posée ?

L'avion est plus lourd avec une mouche à l'intérieur, qu'elle soit en vol ou posée ne change rien. On peut considérer que le poids de la mouche en vol est répercuté sur le plafond et le plancher de la cabine par un léger delta de pression de l'air dans lequel la mouche évolue.

Question 3 :

L'architecture avion comprenant un plan canard à l'avant est-elle plus performante qu'une formule dite « classique » avec un empennage horizontal arrière ?

La réponse est non, bien que cette idée soit largement répandue et même enseignée à l'ENAC à l'époque où j'y suis passé, il y a quelques années, lors de ma formation.

La démonstration était la suivante : pour un avion à formule classique, avec l'empennage à l'arrière, le plan arrière est déporteur, alors que pour un avion à formule canard, les 2 plans sont porteurs. Il découle donc comme une évidence que cette formule est plus favorable aux bonnes performances.

En réalité , il n'en est rien et je vais tenter de l'expliquer simplement :

Bonnes performances rime avec faible traînée et notamment faible traînée de frottement, qui est proportionnelle à la surface mouillée de l'avion. L'avion doit par ailleurs être stable en tangage et en lacet pour ne pas être dangereux à piloter. Cette stabilité est obtenue si le centre de gravité de l 'appareil est en avant du foyer aérodynamique sur ces 2 axes. Le moyen le moins coûteux en surface mouillée pour obtenir cette stabilité est de projeter le plus en arrière possible ces surfaces stabilisantes, comme pour une flèche. Bien sûr, un compromis est à faire avec le fuselage qui doit malgré tout être suffisamment solide et ne pas trop augmenter la surface mouillée. Le top du top, c'est, sans surprise, le fuselage de planeur, qui est à la fois long et étroit, ce qui permet d'obtenir la stabilité avec des surfaces d'empennages + fuselage relativement faibles.

Alors la formule canard ? Et bien il faut considérer que la surface du plan principal doit être augmentée d'une certaine quantité, non nécessaire à la portance, dans le seul but de stabiliser l'avion. Or, cette surface stabilisante est ajoutée à une distance du centre de gravité bien plus faible que pour une formule classique, ce qui veut dire que pour obtenir la même stabilité, une surface considérablement plus importante doit être ajoutée. A quelques détails près (manche libre, profil, sillage), on peut affirmer qu'un avion ayant 2 plans horizontaux est stable si la charge alaire du plan avant est supérieure à celle du plan arrière, et cela quelle que soit la formule, classique ou canard, ce qui tord le cou à la croyance tenace que le plan arrière d'un avion à formule classique est forcément déporteur. Pour le SPEEDJOJO en centrage arrière, le plan arrière est porteur, mais moins chargé au m2 que l'aile pour rester stable !

On voit également que pour la stabilité en lacet, le canard nécessite de grandes surfaces verticales, toujours à cause de la proximité du centre de gravité, ce qui augmente inutilement la surface mouillée. Les avions type Varieze ajoutent même de la flèche pour tenter de reculer un peu plus les dérives, ce qui est une hérésie pour un avion très largement subsonique, puisque la flèche détruit la laminarité beaucoup plus tôt sur l'aile.
Bon bien sûr ça a de la gueule...

Question 4 :

Les dispositifs aérodynamiques appelés Winglets que l'on voit fleurir un peu partout sont-ils plus efficaces à basse ou à haute vitesse ?

Ils sont plus efficaces à basse vitesse indiquée.

Les Winglets agissent comme des extensions de voilure, bien que d'une façon moins efficace. A ce titre, ils agissent en diminuant la traînée induite, mais augmentent la traînée de frottement par augmentation de la surface mouillée. Il faut donc, pour qu'ils soient utiles, que le bilan des 2 traînées soit favorable. La traînée induite étant proportionnel au carré du Cz, on comprend qu'ils sont utiles aux vitesses faibles, du décollage en passant par la montée, moins en croisière. Ils sont plus des « aérofreins » en cas de descente rapide.

Ils sont utiles aux liners qui en croisière volent à des Cz relativement élevés, mais parfaitement inutiles au SPEEDJOJO en croisière dont la surface de voilure importante le fait volez à des Cz ridicules. Cette surface importante, bien que pénalisante en croisière, lui permet d'avoir des vitesses d'approches faibles, compatibles avec nos activités sans avoir de dispositifs hypersustentateurs compliqués. Un avion, c'est toujours une histoire de compromis. Pour la famille des MCR, c'est un peu différent, car la charge alaire est plus importante et les volets à fentes très efficaces, ce qui permet de diminuer la surface des ailes tout en gardant une vitesse d'approche raisonnable. Du coup, le Cz de croisière n'est plus aussi négligeable et on peut s'attaquer à la traînée induite.

Question 5 :

Toujours les Winglets, en croisière, sont-ils plus efficaces à haute ou basse altitude ?

Comme répondu à la question précédente, ils sont efficaces pour des Cz élevés. Donc, en gros, plus la croisière s'effectue à une vitesse indiquée faible, plus ils sont utiles. Pour un avion à hélice non turbocompressé, qui vole à peu près à la même vitesse propre à tous les niveaux à la puissance maxi, la vitesse indiquée sera plus faible en altitude, c'est donc en altitude que pour une Vp donnée les Winglets seront le plus efficaces.

Question 6 :

Encore les Winglets, quel est l’intérêt de ce dispositif du point de vue structural par rapport à des extensions de voilure horizontales ?

L’intérêt du Winglets est de pouvoir augmenter artificiellement l'envergure de l'avion sans modifier de façon importante l'envergure réelle (contraintes d'encombrement) mais aussi sans augmenter de façon importante le moment fléchissant à l'emplanture de l'aile.

En effet, des extensions de voilure provoqueraient une augmentation du moment fléchissant à l'emplanture de l'aile égale à la force agissant sur ces extensions multipliée par la distance séparant le point d'application de cette force de l'emplanture de l'aile. Autant dire qu'il faudrait refaire une aile si l'on souhaitait qu'elle supporte le même facteur de charge que sans extensions.

Le moment fléchissant induit par le Winglet à l'emplanture de l'aile est, à contrario, égal à la force s'exerçant sur le Winglet multipliée par la demie hauteur de celui-ci (environ) compte tenu de son positionnement vertical. Cette augmentation de moment fléchissant est donc souvent considérée comme négligeable, ce qui autorise le rétrofit d'appareils anciens sans modifications structurales majeures. Ici sur B767.

Question 7 :

Concernant les avions de ligne, le décrochage « haut » à l'approche de Mach 1, constitue-t-il un danger pour ce type d'appareil ?

Non, en tout cas, pas avec les avions en service actuellement qui possèdent tous un profil d'aile supercritique. En cas de dépassement de MMO (Mach maxi operational) un buffeting va apparaître vers Mach .95 puis la formation d'une onde de choc sur l'extrados de la voilure va agir comme un puissant aérofrein qui empêchera l'avion (sauf en piqué) de dépasser Mach 1. Il n'y a pas de décrochage ni d'inversion de commandes de vol, comme cela a pu être le cas sur des avions plus anciens.

Question 8 :

Sur un avion tricycle à l'atterrissage, le manche poussé en avant au sol améliore-t-il les capacités de freinage ?

Non, tout au plus cela peut améliorer le contrôle directionnel en rendant l'orientation de roue avant plus efficace par vent de travers sur piste contaminée ou mouillée. Cette action doit rester modérée car elle contribue à alléger l'avion sur son train principal, les capacités de freinage s'en trouvant amoindries.

Question 9 :

En approche avec du vent arrière, devez vous majorer votre vitesse d'approche ?

Presque toujours, le vent a tendance à diminuer en se rapprochant du sol. L'avion ayant tendance à conserver sa vitesse sol par inertie, une diminution du vent arrière en approchant le sol va se traduire par une augmentation de la vitesse indiquée qui pourra générer des atterrissage longs par flottement au-dessus de la piste. Donc, nul besoin d'en rajouter et s'attendre à un avion qui n'aura pas envie d'atterrir.

Question 10 :

Atterrissage sur une piste inondée . La vitesse d'aquaplaning dépend de la pression des pneumatiques : vrai ou faux ?

Vrai. La pression des pneumatiques, comme sur une voiture, est faiblement influencée par la masse de l'avion. En fait, la surface de pneu en contact avec le sol va s'adapter et nous aurons l'égalité : surface de contact = poids avion/pression des pneu.

L'aquaplaning apparaît quand la pression exercée par le pneu sur le sol ne suffit plus pour évacuer l'eau. Or cette pression exercée par le pneu sur le sol est égale à la pression interne du pneu.

7 Janvier:

De Julien (au Mans):

Dis donc, tu veux bien m'expliquer un peu le crobard du blog sur la pressurisation ? Pourquoi l'altitude cabine diminue au sol ?

De Moi:

C'est bien, tu es observateur.

 Cette petite pressurisation au sol est pour le confort passager.

Au décollage , vu la position des vannes de décharge, lors de le rotation cela provoquerait une augmentation rapide de la pression cabine désagréable. Cette pressurisation préalable permet aux vannes de faire leur travail de régulation et d'amortir cet à-coup. Depuis quelques mois, les A320 de la compagnie décollent avec les PACKS OFF, ce qui permet de réduire l'usure moteur au décollage, puisqu'il y a moins de prélèvements moteur, mais du coup il n'y a pas de pressu au décollage, et je perçois bien la rotation aux oreilles.

Pour l'atterrissage, c'est un peu différent, il y a toujours le même phénomène bien sûr, mais en plus, on pressurise un peu plus bas pour éviter que les oreilles restent en altitude (sensation d'oreilles bouchées en quittant l'avion), les oreilles montent plus facilement qu'elles ne descendent. En quelque sorte, ça rattrape l'hysteresis de l'oreille, toujours pour le confort PAX.

Voilà, j'espère que j'étais clair.

Bisous

De Julien:

Très clair, merci !
Des bisous

16 Janvier:
Lame de ressort, des remarques de nos lecteurs et la réponse de notre ingénieur en chef Jean Claude:

Bonjour

Concernant la lame de roulette, il me semble que vous faites une erreur conceptuelle. Ce n'est pas en carbone qu'il faut la réaliser mais en verre. Le carbone est trop rigide ce qui rend impossible le compromis souplesse/résistance. Au contraire l'élasticité naturelle du verre permet de faire une lame solide avec un bon amortissement. C'est pas pour rien que beaucoup de lames de train sont réalisées en verre. La tentation est grande de vouloir gagner quelques grammes avec du carbone mais on ne retrouve pas la souplesse nécessaire pour ce genre de pièce.
Je n'ai pas les compétences pour calculer le dimensionnement exact mais avec le verre vous n'aurez pas besoin de chercher des formes compliquées, la forme actuelle me semble très bien et probablement la plus facile à réaliser.

Cordialement.
Hervé

De Jean-Claude: 

Bonjour et merci pour votre commentaire.

Erreur conceptuelle ? C’est un jugement un peu péremptoire !

Vous avez raison d’écrire que le verre est meilleur que le carbone si on s’en tient au facteur de mérite pertinent dans les problèmes d’absorption d’énergie cinétique d’impact et qui n’est autre que la densité massique d’énergie emmagasinée dans une déformation homogène du matériau juste à la limite élastique . Pour votre information, le tableau suivant donne cette valeur en joules par kg pour trois matériaux familiers.

	Acier	Carbone	Verre
Re GPa	0,90	0,94	0,65
E GPa	200	80	27
Se =Re/E %	0,45	1,2	2,4
W’V MJ/m3	2	5,6	7,8
rkg/m3	8800	1800	1700
W’M= W’V/r J/kg	227	3100	4590
1/3 W’M	75	1037	1530

R_e est la contrainte limite et E le module d’élasticité.

Et effectivement la ligne W’_M indique que c’est le verre qui est le meilleur matériau élastique du point de vue du critère considéré.

Alors pourquoi le carbone ? En gros, parce que précisément et contrairement à ce que vous pensez, le verre est trop souple !

Notre problème était en effet de remplacer la lame de ressort acier en respectant des contraintes géométriques et mécaniques imposées, ce qui nous ont conduit à renoncer au verre. Par exemple à largeur donnée pour la lame (la même que celle du ressort acier), l’utilisation du verre nous aurait donné une lame plus épaisse que large, une géométrie peu compatible avec la fixation au fuselage et à la roulette, et présentant par ailleurs (autre contrainte!) une raideur en torsion très insuffisante.

Cordialement 

 Hello!

Je reviens sur le ressort en carbone et j'ai probablement une solution...
Il me semble que la structure du ressort est symétrique: Même épaisseur de carbone de chaque coté de l'âme...
Hors la résistance en compression du carbone est moins de la moitié de la résistance en traction...
Donc il faudrait en mettre plus du côté compression... Mais cela va augmenter la rigidité...
La solution est de seconder le carbone en compression par des couches de verre UD. Le verre est plus souple et va donc permettre d'épauler le carbone et de reprendre une partie de la compression avec une couche plus déformable que le carbone mais presque aussi résistante.
Sinon, l'enrobage à 45° est indispensable pour maintenir la cohésion entre les semelles et éviter le délaminage. J'utiliserais de la chaussette en carbone pour ça (et une couche de verre par dessus pour éviter les dommages superficiels)

J'ai réalisé il y a une bonne quinzaine d'années des lames de ressort composite calculées pour une version train classique de l'europa. Ces lames ont passé tout les tests (y compris un lâcher à 46 cm du sol et 60% du poids maximum à l'atterrissage, sur des plaques en acier graissées (test selon JAR 23), qu'il a fallu réaliser sur un fuselage complet pour valider les modifs structurelles de ce dernier... On a rien cassé!

La lame de train seule, d'une pièce pour les 2 roues et pour un avion de 610 kg au décollage, pesait moins de 6 kg... Y a des roulettes de queue plus lourde que ça. Malheureusement cela ne s'est pas vendu... Une douzaine fabriquées...

Si vous me donnez un peu plus d'infos sur vos calculs de ce ressort, je pourrais trouver la solution optimale en re-sortant mes feuilles de calcul de mes tirroirs.

En échange, et si ça marche, j'en veux bien une pour le D-113 du RSA d'Annemasse qui a besoin de perdre quelques kg...

A bientôt et bon travail!
Envoyé par 1000grues.ch

De Jean-Claude: 

Bonjour

1) On relève dans un catalogue de fournisseur de composite carbone époxy (Goodfellow) les caractéristiques suivantes : Résistance à la compression – longitudinale 800-1300 MPa

Résistance à la traction – longitudinale 1100-1900

On voit en effet que la résistance à la compression est inférieure à la résistance en traction mais pas dans le rapport que vous indiquez. La valeur de résistance que nous avons adoptée est 0,94 GPa.

2) La structure de notre lame est en grande partie imposée par des contraintes géométriques (largeur, épaisseur) et mécaniques (force d’impact et déplacement maximum de la roulette –donc souplesse - et par ailleurs bonne rigidité en torsion).

On arrive sans difficulté à obtenir dans les limites imposées la souplesse et la résistance requises (résistance en compression pour le carbone) avec une structure symétrique comportant une âme en mat de verre et deux semelles en carbone. Le problème - que nous n’avions pas anticipé - est que le mode dominant de défaillance d’une lame en composite courbe travaillant en flexion (contre la courbure) est le délaminage des semelles, et non pas la rupture en compression d’une semelle. La courbure au repos du ressort étant une contrainte géométrique imposée, une des solutions que nous envisageons est d’augmenter la largeur de la lame (au delà de celle de l’ancien ressort en acier) dans la partie courbe (hors étriers de fixation) et de diminuer ainsi la pression de délaminage (laquelle est proportionnelle à la courbure mais inversement proportionnelle à la largeur de la poutre).

Bravo pour votre travail sur l’Europa et merci pour votre proposition, mais le problème était différent (pas ou peu de contraintes géométriques).

De moi à JC:
  Nous risquons une nouvelle fois de te mettre à contribution pour de nouveaux calculs avec une géométrie différente.

 Il y a, comme tu le sais, une problème de délaminage mais ce n'est pas le seul. Nous avons identifié également un problème d'usure au niveau du point d'appuis (de référence) qui, de mon point de vue, ne peut pas être résolu facilement. Donc depuis quelques temps, papa réfléchit à un support métallique dont le rôle serait de répondre à ces 2 problèmes. De son aveux, le nouveau dispositif risque de faire prendre pas mal de poids à l'ensemble, ce qui est contraire au but recherché.

 Je pense donc que nous devrions effacer le tableau et repartir de zéro avec comme point de départ les boulons de reprises d'effort sur le fuselage (pas question de faire de la menuiserie sur l'avion, c'est la limite) et la conservation de la roulette et de sa position pour que le fonctionnement et notamment la liaison avec la gouverne de direction reste identique. Pour éliminer les risques de délaminage, je vote pour une lame droite et pour le problème d'usure, je pense qu'il faut envisager un encastrement, de cette manière il n'y aura plus de frottements.

 Reste donc à imaginer la pièce en composite que l'on assimilera à une pièce indéformable qui fera la liaison entre le fuselage et la lame.

 On en a discuté aujourd'hui avec le père et commencé quelques crobards de principe sur un coin de table (ça c'est le détail historique pour la légende, plus tard :))

 Je vais faire quelques croquis pour illustrer mon propos, patience.

 Je suis ouvert aux propositions. 

De JC:

Bien vu : les décisions irrévocables et solennelles sont les bienvenues  en début d'année.

Si j'ai des idées je les signalerai immédiatement.

17 Janvier:
  Anniversaire de Papa, 70 ans, mais tu ne les fais pas !










Je republie un schéma de Mars 2011 ci-dessous de la lame en acier d'origine.

 Ci-dessous, la lame en composite avec son support (également en composite) tels que nous pourrions les concevoir bientôt. Les points d'attache au fuselage sont les mêmes, la lame est boulonnée sur le support, il n'y a plus de frottements. La lame est droite, non sujette au délaminage.
 La géométrie générale originel est respectée.

19 Janvier:
 On a un peu bricolé hier avec Nico et commencé à dessiner les pièces sur Solidworks. Heureusement que les jeunes sont à jour des nouvelles technos, c'est drôlement enrichissant.
 Ci-dessous, une ébauche du support interface entre le fuselage et la lame de ressort.

 Le coté avec les 2 trous correspond à la fixation dans l'étanbeau. La pièce est assez large pour venir en appuis sur les longerons du fuselage latéralement et sur les 2 derniers cadres longitudinalement.

24 Janvier:
Bonjour à tous,
Voila du grain à moudre pour Jean Claude, en pièces jointes, un plan (1 petit carreau = 5 mm) pour t'aider à faire les calculs. Le point de touché de la roulette est à 225 mm du boulon d'accroche de la roulette sur la lame.
La lame devra faire obligatoirement 40 de large au niveau de la roulette, je peux te donner jusqu'à 45 de large au niveau du support, mais ça ne m'arrange pas pour la construction.

Comme tu le vois, il reste une légère courbure si on veut que la roulette ait la bonne "assiette". Je pense qu'une fois un peu fléchie, la lame se retrouvera avec une courbure inverse qui la protègera de la délamination ? tu confirmes ?
Sur le plan, la longueur de contact entre le support et avec la lame fait 140, j'ai mis ça au pif, mais on peut changer dans les limites géométriques du plan de perçage du support.
D'après toi, quelle épaisseur de carbone bi-directionnel pour le support? La pièce te parait-elle adéquate dans sa forme pour reprendre les efforts ?




De Jean Claude:

Salut neveu,

Bien noté ta commande ! Avant de commencer à travailler sur ce nouveau dessin, je suis revenu sur la démarche initiale qui a consisté à faire du retro engineering sur le ressort acier, démarche très logique qu'on avait un peu perdue de vue( et je le confesse: moi le premier)  dans nos discussions récentes . En particulier on s'est longuement interrogé sur la force d'impact limite alors qu'on avait la réponse : les  limites dont je dispose pour l'acier ( Module d'Young 200 GPa et résistance  0,90 GPa) et  que j'espère pertinentes, ainsi que quelques considérations géométriques que je viens de vérifier  à nouveau montrent que la charge limite sur l'ancien ressort ne dépasse pas 280 Kg.  C'est un peu étonnant mais compte tenu du  paquet de jojos qui atterrissent régulièrement en montagne sans casse  il faut croire que ça suffit!

Autre remarque : je soupçonne que la structure multilame glissante introduit un amortissement de frottement , ce qui ne sera pas le cas dans un ressort monolithique .  Est ce vraiment gênant ? Seul les essais nous le diront

J'ai déjà un peu discuté de tout ça avec le frangin ( qui assez curieusement se trouve être ton père)

Tout ça ne m'empêche aucunement de travailler sur le nouveau dessin.

JC


De Thierry:

Il semble que les ressorts à lame sont lubrifiés entre les lames, surtout pour éviter les phénomènes d'usure et corrosion.

Donc ce phénomène d'amortissement doit être réduit :-)

Cf: http://fr.wikipedia.org/wiki/Ressort_%C3%A0_lames:
Cependant, outre le fait qu'il fausse un peu plus les formules, le frottement est capable d'engendrer le phénomène de corrosion-frottement (poudre rouge) très destructeur. Pour éviter ou au moins pour freiner cette forme particulière d'usure, une lubrification protectrice est absolument indispensable et il ne faut surtout pas que l'état de surface des lames soit trop bon. Au contraire, il faut utiliser les lames « brutes de laminage ».

Le fils qui n'y connait rien mais en parle quand même :)

De Jean Claude:

Tout à fait d'accord mais c'est encore mieux comme ça car le frottement ( qui ne s'annule pas) est alors de type visqueux ce qui est plus politiquement correct que le frottement solide.Ah au fait  Fredo je confirme ta remarque sur le délaminage.


De moi:

 Très interessant ce calcul sur l'acier ressort. Je repense au courrier des lecteurs et aux essais sur l'Europa de notre ami 1000grues.ch, il écrivait:

Ces lames ont passé tout les tests (y compris un lâcher à 46 cm du sol et 60% du poids maximum à l'atterrissage, sur des plaques en acier graissées (test selon JAR 23)

  J'ai fait le calcul, une chute de 46 cm donne un vario à l'impact de 3 m/s ou 600 ft/mn. La plaque en acier est graissée pour que le train absorbe toute l'énergie de l'impact, sans qu'une partie ne soit absorbée par les pneumatiques. Mais une chose m'interpelle, c'est qu'on ne retienne que 60% de la MMATT, ce qui est bien moins pénalisant que ce que nous tentons de faire.
 Nous avions retenu comme charge ultime 4x la masse sur la roulette arrière (Fékété), en centrage maxi arrière et à la MMATT, soit 4x110 kg = 440 kg
 Si nous n'en retenons que 60%, cela nous donne une charge ultime de 265 kg, précisément la valeur que JC a calculé pour l'acier ressort.

A plus

25 Janvier:
 De Moi:

Bonjour à tous,
J'ai encore eu une idée géniale! Non je déconne, mais quand même je vous la soumets.
Et si on faisait la lame + le support en une seule pièce et en forme de < (pièce jointe)?
Je pourrais la mouler en une fois, on gagne en plus le poids des boulons d'assemblage.
bon WE
  

26 Janvier:
De JC:

C'est effectivement une bonne idée car je l'ai eu également .

Attention tout de même au changement de type d'effort à supporter par la fixation avant  ( un simple boulon je crois ): 

La  traction verticale se change en compression  verticale ( pas très inquiétant ),  l'effort transversal sur la roulette va entrainer un couple de torsion repris a priori ( mais pas obligatoirement)  par le boulon en lieu et place de l'étrier arrière .   Il faudrait que le frangin nous donne le dessin de la structure interne du fuselage au voisinage de l'étambot . A creuser

De moi:

Mon cher Oncle,

 Je ne suis pas d'accord avec toi, l'effort reste une traction verticale sur le boulon avant. Par contre je suis d'accord pour la reprise de torsion sur le boulon avant, à moins que la semelle en contact avec le fuselage soit suffisamment raide pour transmettre cet effort jusqu'à l'étambot.
 Dans cette optique, il faut rendre indéformable (ou considéré comme tel) une partie de la pièce, disons de l'étambot jusqu'après le virage de retournement avant.
 Je peux assez facilement faire un moule pour cela. Pour simplifier ma fabrication, j'aimerai t'imposer une largeur de 50 pour la partie travaillante de la lame, ce qui m'évitera pas mal de découpes, 50 est une largeur standard en UD. Dans le même esprit de simplification, j'aimerai aussi que, plutôt que de tailler chaque épaisseur de carbone en pointe et de façon identique, on superpose plutôt un dégradé de couches de longueurs différentes, ce qui d'après moi revient exactement au même. Pour améliorer la "progressivité" de l'épaisseur, sache que je peux utiliser de l'UD de 150 gr/m2. On peut néanmoins supprimer l'effet de marche entre chaque couche rajoutée en taillant le bout de la bande en pointe bien sûr (d'où l'expression, "tu peux te la tailler en pointe" ...).
 J'ai identifié également un petit problème d'encombrement pour passer le boulon avant une fois la pièce finie. Il peut être résolu en perçant un trou en forme d'hippodrome (ovalisé quoi).
A plus

De JC:

  Mon cher Neveu
Tu as bien raison de ne pas être d'accord avec moi car j'ai en effet dit une connerie ( et j'étais même pas saoul!).   Bien noté  ta préférence pour une largeur constante ( de 50 mm) et une épaisseur variable des semelles  sachant  qu'en plus on pourra aussi jouer sur la densité du tissus. Pour la partie quasi indéformable il suffit de tartiner quelques couches de plus sans oublier le  BD  à 45° pour la torsion -  aussi bien dans la partie élastique que dans la partie indéformable d'ailleurs. Est que ça t'arrange d'avoir une épaisseur d'âme ( en mat de verre) constante sur toute la pièce.

Bon ben laisse moi un  peu de temps quand même (C'est que  je te sens excité comme une puce)
 A  plus


De moi:

Épaisseur d'âme constante? Si tu veux, mais c'est pas obligatoire , je peux m'accommoder d'une épaisseur variable si ça nous rapproche du modèle théorique (si en particulier on considère que l'épaisseur des semelles est faible devant celle de l'âme). 

 Pour la torsion, j'ai fait des recherches, je pense mettre une chaussette en carbone diamètre 35 ou 50 tissé à 45° autour de la lame une fois finie.

 La lame fera par contre 40 de large au niveau de la roulette à cause de l'empreinte de réception de la lame.

 Vu la géométrie générale , la lame étant assez longue, elle n'arrive plus avec le bon angle sur la roulette, il faudra donc prévoir une courbure juste avant la roulette, dans le mauvais sens, mais si cette partie est prévue indéformable , ça ne devrait pas poser de problèmes de délaminage.

Je suis pas pressé, rassure-toi.

Des bisous