Installation du fiston Julien à Sisteron:
Julien a commencé son stage chez E-PROPS Electravia hier et nous l'avons installé dans la caravane familiale au camping de l'aérodrome. On a fait la route samedi dernier avec son grand père venu nous prêter main forte pour son installation.
Il va rester 3 mois avec les vélivoles, ça fait envie...
Je suis ce soir à Mexico et je rentre à Paris cette nuit. 3 photos du vol aller:
Survol du Groenland :
Sur l'écran de gauche avec le mode terrain, en vert le relief en approche du point 62° nord 50° ouest.
767 de Delta (enfin je crois).
8 juin:
Visite de Matthieu Barreau d'Inter-Action:
On a attaqué direct en mettant le cap sur nos belles montagnes du sud.
Pour ne pas faire doublon, voici la petite histoire de cette rencontre vue par Matthieu:
http://minicabstory.blogspot.fr/2015/06/en-vol-sur-le-speedjojo.html
Nouvelle vidéo:
Voici aussi une nouvelle vidéo que je viens de mettre en ligne. Au menu du jour, Cipières et Valberg, des images tournées le 15 avril dernier. Oui je sais, je suis pas en avance, mais ça prend un peu de temps quand on veut faire du travail soigné.
Une belle journée en montagne.
Circuit de refroidissement:
Ça fait un petit moment qu'on a plus parlé de technique et qu'on se la raconte. Ces différents vols d'agrément m'ont quand même permis de faire quelques observations constructives.
Il a fait chaud ces derniers temps ce qui a permis d'observer le refroidissement moteur en conditions sévères avec pas loin de standard + 20°.
Comme anticipé, le paramètre qui devient limitatif est la température d'huile, son refroidissement étant opéré par l'air circulant autour du réservoir d'huile, j'ai nommé "la couille", à cause de sa forme.
Quand je ferme les volets de sortie, non seulement le débit d'air autour de la couille diminue, mais il chauffe aux environs de 80°C. La tempé d'huile présente cependant une grande inertie par rapport à celle des cylindres. Une fois, je l'ai un peu oubliée et elle est montée à 130°C alors que les cylindres étaient sagement bien en-dessous de 200°C. En ouvrant alors les volets complètement, il a fallu plusieurs longues minutes avant que celle-ci ne revienne sous le trait rouge, toujours l'inertie.
Donc après m'être traité de tous les noms, il m'est apparu comme une évidence que le chantier prioritaire était de refroidir l'huile de manière à ce que la gestion des tempé cylindres dans les limites me garantisse automatiquement une tempé d'huile également dans les limites pour simplifier la surveillance.
Il serait pour cela possible de monter un radiateur d'huile, mais nous n'y sommes finalement pas très favorable car cela crée une dérivation avec un risque accru de fuite d'huile. Nous préférons une solution simple et plus légère qui consiste à amener de l'air frais sur la couille, ce que personnellement je trouve très agréable.
Il faut donc que je conçoive une enveloppe en composite (la tempé de cette enveloppe ne dépassant pas 80° a priori) sur laquelle je brancherai un boa en provenance de la chambre supérieure. Donc prochaine étape, dès que j'ai un peu de temps, faire un moule en mousse de cette enveloppe.
Étude de la trainée de refroidissement:
Concernant maintenant l'étude engagée sur la trainée de refroidissement, j'avais émis l'hypothèse que la pression d'entrée du circuit était assimilable à la pression dans le Pitot de badin et que je négligeais ainsi la contribution éventuelle de l'hélice. Et bien cette simplification n'est pas possible sans entacher les mesures d'erreurs importantes. J'ai en effet constaté qu'à la même vitesse avion, le régime moteur modifiait sensiblement la vitesse de sortie du circuit, j’entends certains me dire que c'était prévisible, tant pis pour moi. En conséquence, il va falloir installer un Pitot dans l'entrée d'air, et comme il faut bien faire les choses, il en faut même un de chaque coté pour moyenner, plus un réservoir en série pour amortir le passage de l'hélice et avoir une indication stable. Ça sera mon deuxième chantier prioritaire après le refroidissement de la couille.
De son coté, papa gère en ce moment des dossiers non aéronautiques, mais il revient bientôt dans la course en poursuivant le carénage du silencieux.
16 juin:
Refroidir la bâche d'huile:
Ça me permettra de faire l'enveloppe en une pièce que l'on pourra enfiler par dessous. 2 sangles passant sur le dessus sécuriseront l’ensemble.
Il y aura également à l'intérieur quelques cales d'épaisseur pour positionner idéalement l'enveloppe et assurer le même écartement (épaisseur du film d'air) partout.
L'air frais arrivera par une manche de 1,5 inch par le coté gauche, la sortie se fera par le coté droit par une trompette (ou diffuseur).
Il faut également prévoir la place pour le bouchon de vidange bien protubérant (1,5 cm).
Il ne reste plus qu'à mettre tout ça en forme et ajouter les entrée/sortie.
Ébauche de peau de couille :)
20 juin:
Extracteur d'air cabine:
Sur une idée de Matthieu Barreau de passage dernièrement, j'ai essayé un dispositif qui complète l'orifice de sortie d'air cabine sur le dos du fuselage, en arrière de la cabine. Cet orifice ne marchait pas, car le champ de pression sur le fuselage faisait que la sortie était en réalité une entrée. J'avais donc décidé de l'obturer avec du scotch en mettant ce dossier en attente (un de plus!).L'idée que m'a soumise Matthieu était de placer un couvercle de la même forme, donc en demie ellipse, sur la sortie, avec une charnière sur l'avant et la possibilité de soulever le couvercle pour créer localement une dépression. J'avoue que je n'y croyais pas trop, pensant que le champ de pression général était prépondérant. J'ai donc fait un petit dispositif expérimental demandant un travail minimal pour essayer. Tel ne fut pas notre surprise avec les fistons de constater qu'en vol, le sac plastique présenté devant l'orifice était littéralement aspiré et que du même coup, l'air soufflait plus fort par les entrées. J'y vois également la possibilité de fermer cet orifice au sol pour protéger de l'intrusion d'insectes ou d'eau dans la cabine quand l'avion est parqué, mais aussi en vol pour éliminer cette source de traînée quand la chaleur n'est plus un problème.
Reste à faire une réalisation un peu plus sérieuse avec une commande accessible depuis les sièges avants. Encore un peu de boulot donc, mais avec la certitude d'un résultat.
Merci à Matthieu qui me fait malicieusement remarquer que, "en plus d'avoir une couille bien ventilée, grâce à lui j'aurai aussi la tête fraiche".
Courrier de Mathieu Ch, notre correspondant à N’Djamena:
Salut Fred
Comme je fais grave du béton à N’Djamena (tout en essayant d'esquiver les attentats), je cogite.
Et je me disais que nos systèmes d'admission étaient vraiment mal pensés.
Un filtre à air attaqué à pleine vitesse suivi d'un convergeant puis d'une boite à air de réchauffage jamais étanche et très tortueuse.... Loin de l'optimisation.
Et je me disais que nos systèmes d'admission étaient vraiment mal pensés.
Un filtre à air attaqué à pleine vitesse suivi d'un convergeant puis d'une boite à air de réchauffage jamais étanche et très tortueuse.... Loin de l'optimisation.
Le plus gros obstacle à un écoulement plus libre et moins turbulent, c'est incontestablement la réchauffe.
Je me suis d'abord demandé si on pouvait réchauffer le carbu non pas par l'intérieur, mais par l'extérieur (pour virer la boite à air) en soufflant de l'air chaud. Mais même en anti-icing, je crains qu'on soit court.
M'est alors venu à l'esprit que j'avais un Aercarb de chez Sonex sur l'étagère. Ce doit être une 32 mm que j'avais commandé pour monter sur le Baby Lakes. Mais l'absence de pompe et la pression trop variable le rendait difficile à régler.
En attendant l'injection de Matthieu Barreau, ce type de carbu à guillotine (idem Rotec TBI) givre très peu. Mais supprimer la réchauffe est encore un poil risqué.
Alors j'ai regardé ce qui se faisait en 2 temps.
Une résistance électrique chauffe le corps du carbu
Je me suis d'abord demandé si on pouvait réchauffer le carbu non pas par l'intérieur, mais par l'extérieur (pour virer la boite à air) en soufflant de l'air chaud. Mais même en anti-icing, je crains qu'on soit court.
M'est alors venu à l'esprit que j'avais un Aercarb de chez Sonex sur l'étagère. Ce doit être une 32 mm que j'avais commandé pour monter sur le Baby Lakes. Mais l'absence de pompe et la pression trop variable le rendait difficile à régler.
En attendant l'injection de Matthieu Barreau, ce type de carbu à guillotine (idem Rotec TBI) givre très peu. Mais supprimer la réchauffe est encore un poil risqué.
Alors j'ai regardé ce qui se faisait en 2 temps.
Une résistance électrique chauffe le corps du carbu
En cherchant un peu, j'ai trouvé des résistances du kit de dégivrage
carbu de KTM qui coutent une misère (8£ la résistance seule).
Mais en grattant encore plus, j'ai trouvé un blog d'astronomes expliquant comme faire des résistances avec du fil Nickel-chrome pour désembuer leurs optiques.
Mais en grattant encore plus, j'ai trouvé un blog d'astronomes expliquant comme faire des résistances avec du fil Nickel-chrome pour désembuer leurs optiques.
En embobinant le fil résistif autour du carbu, on obtient l'effet voulu en envoyant du 12V.
Du cout, avec l'avantage du carbu plus performant et de la réchauffe
électrique, exit la boite de mélange. Une prise d'air dynamique de 5 cm
de diamètre derrière l'hélice, un divergeant pour ralentir les gaz avant
d'attaque le filtre, puis retour à la surface d'origine et un large
coude jusqu'au carbu...
Pour le filtre, j'avais carrément pensé à ça :
Je suis pas sur d'avoir le droit de faire ça en CNRA... mais je vais peut être commencer à gratter dans ce sens.
Par ailleurs, impossible de trouver un porte filtre F&M aux US ;(
Alors si tu remets la main sur le tien (et que tu es disposé à t'en débarrasser), ton prix sera le mien.
Alors si tu remets la main sur le tien (et que tu es disposé à t'en débarrasser), ton prix sera le mien.
Je viendrai en prendre livraison en Ambassadeur, of course.
Bons vols
Mathieu
De moi:
Salut Mathieu,
J'aime bien les gens qui cogitent.
Je suis d'accord avec toi, les boites de mélange classiques sont des vrais nids à turbulences qui font perdre beaucoup de pression dynamique. Je ne sais pas si tu as vu le plan de la notre (onglet photo sur ce blog, dossier "boite à air), mais nous avons résolu le problème dont tu parles en conservant la simplicité et la fiabilité d'une boite classique. En position plein froid, notre veine d'air est parfaitement propre et nous récupérons un maximum de pression dynamique.
Bon maintenant, faire une boite en composite comme ça c'est du boulot, mais à la portée de l'amateur, la preuve ! En tout cas c'est une de nos meilleures réussites, aucun problème à rapporter depuis que nous l'avons installée à l'occasion du changement moteur, en plus d'un gain substantiel en masse.
Concernant l'option chauffage électrique, c'est peut être une bonne idée, mais il faut des watts car il y a du débit, environ 70 litres/s plein gaz, ce qui fait 70 W par degré en plus pour chauffer l'air (capacité thermique massique de l'air, environ 1 KJ/kg/°K). En admettant que le besoin soit d'environ 10° de température supplémentaire, ça nous fait 700 W!
Peut- être que ça nécessite moins de puissance si l'on ne chauffe que le corps du carbu, ce qui crée un gradient de température entre les bords et le centre de la veine d'air, mais est-ce que ça empêche la glace de se former sur le papillon qui est au milieu du flux? D'après le site Jabiru tech, ça consomme 2 x 3A x 12 V = 70 W pour un Rotax 912, on est donc dans un rapport 10.
Maintenant c'est peut-être suffisant, mais à mon avis il faut essayer en plaçant un thermo sur le corps du carbu à l'opposé de la résistance pour voir si toutes les calories ne sont pas absorbées par le flux d'air par conduction.
Ensuite j'aimerai réagir à ton affirmation:
Un filtre à air attaqué à pleine vitesse suivi d'un convergeant puis d'une boite à air de réchauffage jamais étanche et très tortueuse.... Loin de l'optimisation.
C'est vrai, le filtre est exposé directement au vent relatif, mais il se crée un divergent naturel en amont du filtre dont le rendement est excellent si les lèvres de l'entrée sont bien dessinées, épaisses et elliptiques pour pouvoir s'adapter à tous les régimes/vitesses. Si tu fais une petite entrée d'air suivie d'un divergent solide, ton entrée d'air ne sera au mieux qu'adaptée à la croisière, avec néanmoins un frottement additionnel dans la partie de ce tuyau superflu. Pour les basses vitesses (déco, montée) cette option te fera perdre de la pression d'admission car ton entrée d'air fonctionnera comme un aspirateur ménager avec des pertes de charge importantes. C'est pourtant l'option choisie par Paser pour son Mustang dans son maintenant célèbre livre "speed with economy" mais c'est une erreur qui prouve sa faible compréhension de ce sujet précis, il utilisait beaucoup la méthode "try and error", mais vraisemblablement il n'a pas vu "l'error", peut être difficilement mesurable, ou alors il y croyait tellement qu'il a pris ses désirs pour des réalités, ça arrive, c'est parfois difficile d'admettre ses erreurs quand on a dépensé beaucoup d’énergie, j'en sais quelque chose :)
En bref, on est obligé d'élargir la veine pour chuter la vitesse et passer le filtre sans trop de pertes, ensuite il faut raccorder au carbu par un convergent au plus près de ce dernier, c'est pas la peine de ré-accélérer trop tôt si l'on est pas gêné par des contraintes d'encombrement (ce qui ne fut malheureusement pas notre cas).
L'idéal, en l’absence de la nécessité d'un filtre, serait d'avoir la manche d'admission la plus courte possible et d'avoir une entrée d'air à section variable qui s'adapte automatiquement au régime moteur et la vitesse avion de manière à ce que la veine d'air extérieure rentre tout droit dans la manche (ni convergent, ni divergent externe en amont de l'entrée), donc avec Se x V avion = débit d'air d'admission, ce qui est bien sûr hors de notre portée. On est donc obligés de choisir une entrée qui puisse s'adapter aérodynamiquement à un fort convergent externe (cas du point fixe), mais aussi à un divergent (en vitesse croisière), d'où les lèvres épaisses.
Amitiés
Fred
29 juin:
De Mathieu Ch:
De moi:
"Donc présenter un entonnoir devant le système d’admission consiste à essayer de forcer un plus grand volume d’air à aller plus vite dans un venturi et donc abaisser sa pression statique."
Ensuite, quelles sont les contraintes ? Il faut filtrer l'air. Un filtre constitue un obstacle. Comment minimiser les pertes liées à cet obstacle ? D'abord en choisissant un filtre le plus perméable possible mais qui assure néanmoins sa fonction première qui est de filtrer, donc il faut choisir un filtre de bonne qualité du genre de ceux utilisés en compétition, j'ai trouvé mon bonheur chez K&M. Ensuite, il faut choisir un filtre le plus grand possible pour que la vitesse de l'air qui le traverse soit la plus faible possible, les pertes de charge étant directement liées à la vitesse. Cela est vrai à chaque fois que l'on doit faire passer la veine d'air, soit à travers un obstacle, soit lui faire prendre un virage important. C'est aussi pour cela qu'il est important de soigner les états de surface aux endroits où la veine d'air est la plus rapide, comme la sortie du circuit de refroidissement par exemple.
Donc reprenons: d'un coté j'ai le carburateur qui nous impose sa section d'entrée et son débit. En amont, j'ai mon filtre à air avec sa surface frontale supérieure à celle du carbu. J'ai donc nécessairement un convergent entre le filtre et le carbu. Pour conserver la pression totale entre ces 2 organes, un convergent en trompette assure le meilleur rendement, quoique les convergents nécessitent moins de soin que les divergents, c'est une réalité physique, il est plus facile d'accélérer une veine d'air proprement que de la ralentir. Pour ralentir en régime turbulent, on ne devrait pas dépasser un divergent de 7° (théorie des écoulements dans des conduites). Bref, la pression en entrée carbu est donc sensiblement la même qu'en sortie filtre (aux pertes du convergent prés).
Ensuite, parlons de ce qui se passe devant le filtre:
Le débit d'air étant fixé par le débit admis par le carbu, il existe une veine d'air théorique en amont de l'avion qui sera entièrement avalée par le moteur. Le diamètre de cette veine dépend de la vitesse et du régime moteur; plus l'avion va vite et plus cette veine est mince, plus le régime moteur est important et plus elle est épaisse. La surface de section de cette veine vaut donc S=Débit d'air carbu/vitesse avion, on trouve ensuite aisément le diamètre D = racine de (4.S/Pi)
Pour un jojo volant à 120 kt (62 m/s) et un débit d'air de 70 l/s, le diamètre de la veine est de 3,8 cm.
Cette veine théorique (car en amont rien ne la distingue du milieu) a une pression totale comme décrit plus haut. En s'approchant de l'entrée d'air, elle va s'évaser en ralentissant pour pénétrer dans l'entrée d'air. Ce processus s'effectue en laminaire avec un excellent rendement et n'a pas besoin d'être canalisé par un divergent solide qui ne ferait au mieux qu'ajouter de la trainée par frottement dans la canalisation. La vision de la bouche qui dégueule est erronée, les filets d'air s'organisent tout seuls, ceux qui ne peuvent rentrer vont contourner la bouche proprement et se retrouver le long du capot moteur. Comme tu le dis, il existe alors une ligne fermée de points d’arrêt sur la lèvre d'entrée d'air qui se déplacera au gré des différentes vitesses et différents régimes moteur.
Parlons maintenant de la trainée externe:
Une grosse entrée d'air traine-t-elle plus qu'une petite ?
Et bien j'en doute, en tout cas en restant dans des proportions raisonnables de façon à ce que ça n'augmente pas le maitre couple du fuselage ! Ton exemple de la porte de grange n'est pas adapté car dans ce cas l'essentiel de la trainée générée l'est par l'absence de corps fuselé en arrière de la porte.
Dans la mesure ou le fuselage tout entier doit se frayer un chemin, l'entrée d'air participe à ce travail avec , il est vrai, localement (au niveau des lèvres) une accélération néfaste à la trainée par augmentation du frottement. Le risque majeur est qu'il se produise un décollement en arrière des lèvres si le rayon de courbure de la lèvre est trop faible, et là ça traine vraiment.
Alors une petite entrée d'air qui traine un peu moins, peut-être, mais c'est du second ordre si les lèvres sont bien dessinées, pas grand chose à gratter de ce coté là, il vaut mieux soigner l'admission moteur.
Voilà, j'espère avoir répondu à tes interrogations.
A bientôt, n'hésite pas si un détail te chiffonne encore.
Fred
De moi:
Salut Mathieu,
J'aime bien les gens qui cogitent.
Je suis d'accord avec toi, les boites de mélange classiques sont des vrais nids à turbulences qui font perdre beaucoup de pression dynamique. Je ne sais pas si tu as vu le plan de la notre (onglet photo sur ce blog, dossier "boite à air), mais nous avons résolu le problème dont tu parles en conservant la simplicité et la fiabilité d'une boite classique. En position plein froid, notre veine d'air est parfaitement propre et nous récupérons un maximum de pression dynamique.
Bon maintenant, faire une boite en composite comme ça c'est du boulot, mais à la portée de l'amateur, la preuve ! En tout cas c'est une de nos meilleures réussites, aucun problème à rapporter depuis que nous l'avons installée à l'occasion du changement moteur, en plus d'un gain substantiel en masse.
Peut- être que ça nécessite moins de puissance si l'on ne chauffe que le corps du carbu, ce qui crée un gradient de température entre les bords et le centre de la veine d'air, mais est-ce que ça empêche la glace de se former sur le papillon qui est au milieu du flux? D'après le site Jabiru tech, ça consomme 2 x 3A x 12 V = 70 W pour un Rotax 912, on est donc dans un rapport 10.
Maintenant c'est peut-être suffisant, mais à mon avis il faut essayer en plaçant un thermo sur le corps du carbu à l'opposé de la résistance pour voir si toutes les calories ne sont pas absorbées par le flux d'air par conduction.
Ensuite j'aimerai réagir à ton affirmation:
Un filtre à air attaqué à pleine vitesse suivi d'un convergeant puis d'une boite à air de réchauffage jamais étanche et très tortueuse.... Loin de l'optimisation.
C'est vrai, le filtre est exposé directement au vent relatif, mais il se crée un divergent naturel en amont du filtre dont le rendement est excellent si les lèvres de l'entrée sont bien dessinées, épaisses et elliptiques pour pouvoir s'adapter à tous les régimes/vitesses. Si tu fais une petite entrée d'air suivie d'un divergent solide, ton entrée d'air ne sera au mieux qu'adaptée à la croisière, avec néanmoins un frottement additionnel dans la partie de ce tuyau superflu. Pour les basses vitesses (déco, montée) cette option te fera perdre de la pression d'admission car ton entrée d'air fonctionnera comme un aspirateur ménager avec des pertes de charge importantes. C'est pourtant l'option choisie par Paser pour son Mustang dans son maintenant célèbre livre "speed with economy" mais c'est une erreur qui prouve sa faible compréhension de ce sujet précis, il utilisait beaucoup la méthode "try and error", mais vraisemblablement il n'a pas vu "l'error", peut être difficilement mesurable, ou alors il y croyait tellement qu'il a pris ses désirs pour des réalités, ça arrive, c'est parfois difficile d'admettre ses erreurs quand on a dépensé beaucoup d’énergie, j'en sais quelque chose :)
En bref, on est obligé d'élargir la veine pour chuter la vitesse et passer le filtre sans trop de pertes, ensuite il faut raccorder au carbu par un convergent au plus près de ce dernier, c'est pas la peine de ré-accélérer trop tôt si l'on est pas gêné par des contraintes d'encombrement (ce qui ne fut malheureusement pas notre cas).
L'idéal, en l’absence de la nécessité d'un filtre, serait d'avoir la manche d'admission la plus courte possible et d'avoir une entrée d'air à section variable qui s'adapte automatiquement au régime moteur et la vitesse avion de manière à ce que la veine d'air extérieure rentre tout droit dans la manche (ni convergent, ni divergent externe en amont de l'entrée), donc avec Se x V avion = débit d'air d'admission, ce qui est bien sûr hors de notre portée. On est donc obligés de choisir une entrée qui puisse s'adapter aérodynamiquement à un fort convergent externe (cas du point fixe), mais aussi à un divergent (en vitesse croisière), d'où les lèvres épaisses.
Amitiés
Fred
29 juin:
De Mathieu Ch:
Salut Fred
Merci pour le lien et pour tes explications . Et tu as bien fait de publier nos échanges qui seront surement utiles à d'autres type autant dans le flou que moi...
Merci pour le lien et pour tes explications . Et tu as bien fait de publier nos échanges qui seront surement utiles à d'autres type autant dans le flou que moi...
Cependant je n’arrive pas (encore) à être d’accord avec toi sur l’admission.
Tu l’auras compris, je n’ai aucune formation scientifique. Je ne suis qu’un agriculteur volant aux approches intuitives ou empiriques. Et désolé si j'enfonce des portes ouvertes. Mais je dois y aller pas à pas pour ne pas perdre le fils de ma réflexion.
Tu l’auras compris, je n’ai aucune formation scientifique. Je ne suis qu’un agriculteur volant aux approches intuitives ou empiriques. Et désolé si j'enfonce des portes ouvertes. Mais je dois y aller pas à pas pour ne pas perdre le fils de ma réflexion.
Je suis d’accord avec toi : nos moteurs fonctionnent comme des aspirateurs. Ils sucent l’air.
Les seuls moyens d’augmenter la pression d’admission sont soit de suralimenter avec un compresseur, soit d’utiliser la pression dynamique engendrée par notre vitesse de déplacement.
Mais à 100 nœuds indiqués, cela représente au niveau de la mer une augmentation théorique de moins de 0,4 pouce…
Bref, comme on ne va pas faire Reno à 280 Kvi, si on arrive à admettre la pression ambiante sans perte de charge (ce qui me semble est déjà ton cas), c’est un joli progrès par rapport aux boites à air « classiques » qui nous coutent au bas mot 1’’ de MAP.
Je crois que, jusqu’ici, ma compréhension rejoint ta connaissance.
Les seuls moyens d’augmenter la pression d’admission sont soit de suralimenter avec un compresseur, soit d’utiliser la pression dynamique engendrée par notre vitesse de déplacement.
Mais à 100 nœuds indiqués, cela représente au niveau de la mer une augmentation théorique de moins de 0,4 pouce…
Bref, comme on ne va pas faire Reno à 280 Kvi, si on arrive à admettre la pression ambiante sans perte de charge (ce qui me semble est déjà ton cas), c’est un joli progrès par rapport aux boites à air « classiques » qui nous coutent au bas mot 1’’ de MAP.
Je crois que, jusqu’ici, ma compréhension rejoint ta connaissance.
Que les lèvres de la prise d’air d’admission dussent être « charnues »,
limite botoxées, là encore je me range à ton coté. Les variations
d’incidences aux différents régimes de vols décrocheraient le flux sur
des bords acérés d’un tube droit.
Mais sur le dimensionnement de la bouche elle-même, j’avoue ne pas comprendre ta théorie.
Dans mon appréhension des choses -surement aléatoire-, le moteur aspire un volume d’air (que l’on ne peut pas faire varier à la hausse une fois la pleine ouverture du carbu atteinte) dont on veut maximiser la masse (en essayant de garder sa pression la plus haute possible et la température la plus basse possible).
Mais il n’aspirera pas de volume supplémentaire.
Si on met un entonnoir devant un tube pitot, la Vi sur le badin augmente t’elle ?
Je ne crois pas. La trainée de refoulement du dit Pitot va s’accroitre.
Donc présenter un entonnoir devant le système d’admission consiste à essayer de forcer un plus grand volume d’air à aller plus vite dans un venturi et donc abaisser sa pression statique. Or si le moteur n’ingurgite qu’un volume fixe, il va perdre en masse d’air admise si la pression statique baisse, non ? Et le volume supplémentaire non admis ne servira à rien, sauf à perturber l’écoulement de l’air admis…
C’est là que ma réflexion s’arrête.
Dans mon appréhension des choses -surement aléatoire-, le moteur aspire un volume d’air (que l’on ne peut pas faire varier à la hausse une fois la pleine ouverture du carbu atteinte) dont on veut maximiser la masse (en essayant de garder sa pression la plus haute possible et la température la plus basse possible).
Mais il n’aspirera pas de volume supplémentaire.
Si on met un entonnoir devant un tube pitot, la Vi sur le badin augmente t’elle ?
Je ne crois pas. La trainée de refoulement du dit Pitot va s’accroitre.
Donc présenter un entonnoir devant le système d’admission consiste à essayer de forcer un plus grand volume d’air à aller plus vite dans un venturi et donc abaisser sa pression statique. Or si le moteur n’ingurgite qu’un volume fixe, il va perdre en masse d’air admise si la pression statique baisse, non ? Et le volume supplémentaire non admis ne servira à rien, sauf à perturber l’écoulement de l’air admis…
C’est là que ma réflexion s’arrête.
Ta bouche de grande dimension engendre un divergeant naturel, dis tu…
Autour et en amont du point d’arrêt se forme un divergeant naturel, mais pas gratuit en trainé. (Cf le semi- remorque ou la porte de grange…)
Autour et en amont du point d’arrêt se forme un divergeant naturel, mais pas gratuit en trainé. (Cf le semi- remorque ou la porte de grange…)
Si la bouche est à peu près convenablement dimensionnée, il n’y a pas de
point d’arrêt sur sa surface (puisque la colonne d’air à l’infini amont
est avalée par le moteur), mais une ligne de point d’arrêt en
périphérie de celle-ci.
Si la bouche est trop grande, à petite ouverture papillon, la ligne va
rentrer dans « la trompette » d’admission, et l’air non admissible sera
refoulé, mettant un sacré bordel au passage.
Si la bouche est trop petite, la ligne de point d’arrêt va s’écarter des lèvres sur le capot et le moteur va devoir aspirer l’air sur la surface de celui-ci (dans la couche limite qui plus est).
Si la bouche est trop petite, la ligne de point d’arrêt va s’écarter des lèvres sur le capot et le moteur va devoir aspirer l’air sur la surface de celui-ci (dans la couche limite qui plus est).
L’intérêt des grosses lèvres est de faire en sorte que la ligne reste
sur la largeur de celle-ci quel que soit l’incidence, l’ouverture
carbu, la Vi… pour permettre un bon remplissage et une trainé minimale.
Les grosses lèvres sont moins performantes pour un régime de vol
spécifique donné, mais plus tolérantes sur la plage d’utilisation.
Et c’est avec cette compréhension plus intuitive que scientifique que j’appréhende le problème. Aussi, je ne comprends pas pourquoi je devrais avoir un diamètre de bouche d’admission large comme le filtre à air ?
Et c’est avec cette compréhension plus intuitive que scientifique que j’appréhende le problème. Aussi, je ne comprends pas pourquoi je devrais avoir un diamètre de bouche d’admission large comme le filtre à air ?
J’aime bien ton idée (très complexe à mettre en œuvre) de bouche à géométrie variable.
Mais n’est-ce pas déjà le rôle du papillon des gaz ?
Un carbu à souris en perspective ?
Mais n’est-ce pas déjà le rôle du papillon des gaz ?
Un carbu à souris en perspective ?
Merci pour ce brassage d’idée qui rafraichie notre (ma) compréhension du schlimblick !
A+
Mathieu
A+
Mathieu
Je vais tacher de te répondre point par point, car les choses ne sont pas forcément intuitives, c'est même plutôt l'inverse. D'abord je précise que comme savant, je suis surtout autodidacte, mais j'ai bien fouillé le sujet avant d'écrire dessus et je pense en avoir maintenant une bonne compréhension. Donc j'ai pas de problème avec les paysans, j'en ai d'ailleurs quelques ancêtres pas si loin.
Tu dis, "Mais il n’aspirera pas de volume supplémentaire"
C'est parfaitement exact. Le volume est celui créé par le cylindre qui descend pendant que la soupape d'admission est ouverte. Je te ferais remarquer que c'est également le cas avec une suralimentation. En fait, c'est la masse d'air qui est plus importante puisque l'air admis est comprimé, ce qui permet bien sûr d'envoyer un peu plus de carburant et d'obtenir ainsi plus de puissance.
On a coutume de simplifier nos calculs en bas subsonique en faisant l'hypothèse de l'incompressibilité de l'air. En réalité, si l'air est comprimé de 0,4 inch (16 hPa), la densité augmente légèrement de 1,6 %, ce qui procurera une augmentation de puissance sensiblement du même ordre.
Le but de conserver un maximum de pression est donc bien de faire rentrer un maximum de molécules d'oxygène dans un volume fixé.
"Si on met un entonnoir devant un tube pitot, la Vi sur le badin augmente t’elle ?
Je ne crois pas."
Je ne crois pas."
Et tu as bien raison ! alors que le bon sens commun pourrait nous laisser penser le contraire. Seules la densité du fluide et sa vitesse influencent la pression dynamique.
"La trainée de refoulement du dit Pitot va s’accroitre".
Encore d'accord avec toi, un gros pitot trainera plus qu'un petit par la trainée de pression liée au contournement de l'obstacle.
"Donc présenter un entonnoir devant le système d’admission consiste à essayer de forcer un plus grand volume d’air à aller plus vite dans un venturi et donc abaisser sa pression statique."
C'est là que tu décroches, sans mauvais jeu de mots.
D'abord, la grande différence entre un pitot et une entrée d'air, c'est que dans le premier, il n'y a pas de circulation, tu peux donc choisir de mettre un pitot aussi petit que tu veux, il n'y a aucune trainée interne et la pression interne sera la somme de la pression ambiante (statique) et de la pression liée à la vitesse (dynamique), le tout étant appelé pression totale. L'indicateur de vitesse du bord se charge de faire la différence P totale - P statique = P dyn et de la convertir en vitesse indiquée.
Parlons maintenant du fonctionnement de l'entrée d'air. Le théorème de Bernoulli nous dit que dans un tuyau sans frottements (cas théorique sans pertes de charge) la pression totale du fluide qui y circule est constante quelles que soient les variations de section rencontrées.
En clair, quand le tuyau s'élargit, la vitesse baisse, donc la pression dynamique aussi et la pression statique augmente de manière que la somme des 2, la pression totale, reste constante. Si le tuyau se rétrécit, il se passe évidemment l'inverse, et en l'absence de pertes, on peut jouer à ce petit jeu à l'infini.
Mais voilà, nous ne vivons pas dans ce monde parfait, et dès qu'il y a circulation dans une conduite, il y a des pertes, soit par frottement, soit à cause de variations brutales de section, de virages, soit à cause d'obstacles à contourner.
Au passage, je note que tu parles de baisse de pression statique dans le venturi, c'est bien le cas, mais c'est la pression totale qui va s'engouffrer par la soupape, or je te rappelle qu'en l'absence de pertes, elle est constante !
Ensuite, quelles sont les contraintes ? Il faut filtrer l'air. Un filtre constitue un obstacle. Comment minimiser les pertes liées à cet obstacle ? D'abord en choisissant un filtre le plus perméable possible mais qui assure néanmoins sa fonction première qui est de filtrer, donc il faut choisir un filtre de bonne qualité du genre de ceux utilisés en compétition, j'ai trouvé mon bonheur chez K&M. Ensuite, il faut choisir un filtre le plus grand possible pour que la vitesse de l'air qui le traverse soit la plus faible possible, les pertes de charge étant directement liées à la vitesse. Cela est vrai à chaque fois que l'on doit faire passer la veine d'air, soit à travers un obstacle, soit lui faire prendre un virage important. C'est aussi pour cela qu'il est important de soigner les états de surface aux endroits où la veine d'air est la plus rapide, comme la sortie du circuit de refroidissement par exemple.
Donc reprenons: d'un coté j'ai le carburateur qui nous impose sa section d'entrée et son débit. En amont, j'ai mon filtre à air avec sa surface frontale supérieure à celle du carbu. J'ai donc nécessairement un convergent entre le filtre et le carbu. Pour conserver la pression totale entre ces 2 organes, un convergent en trompette assure le meilleur rendement, quoique les convergents nécessitent moins de soin que les divergents, c'est une réalité physique, il est plus facile d'accélérer une veine d'air proprement que de la ralentir. Pour ralentir en régime turbulent, on ne devrait pas dépasser un divergent de 7° (théorie des écoulements dans des conduites). Bref, la pression en entrée carbu est donc sensiblement la même qu'en sortie filtre (aux pertes du convergent prés).
Ensuite, parlons de ce qui se passe devant le filtre:
Le débit d'air étant fixé par le débit admis par le carbu, il existe une veine d'air théorique en amont de l'avion qui sera entièrement avalée par le moteur. Le diamètre de cette veine dépend de la vitesse et du régime moteur; plus l'avion va vite et plus cette veine est mince, plus le régime moteur est important et plus elle est épaisse. La surface de section de cette veine vaut donc S=Débit d'air carbu/vitesse avion, on trouve ensuite aisément le diamètre D = racine de (4.S/Pi)
Pour un jojo volant à 120 kt (62 m/s) et un débit d'air de 70 l/s, le diamètre de la veine est de 3,8 cm.
Cette veine théorique (car en amont rien ne la distingue du milieu) a une pression totale comme décrit plus haut. En s'approchant de l'entrée d'air, elle va s'évaser en ralentissant pour pénétrer dans l'entrée d'air. Ce processus s'effectue en laminaire avec un excellent rendement et n'a pas besoin d'être canalisé par un divergent solide qui ne ferait au mieux qu'ajouter de la trainée par frottement dans la canalisation. La vision de la bouche qui dégueule est erronée, les filets d'air s'organisent tout seuls, ceux qui ne peuvent rentrer vont contourner la bouche proprement et se retrouver le long du capot moteur. Comme tu le dis, il existe alors une ligne fermée de points d’arrêt sur la lèvre d'entrée d'air qui se déplacera au gré des différentes vitesses et différents régimes moteur.
Parlons maintenant de la trainée externe:
Une grosse entrée d'air traine-t-elle plus qu'une petite ?
Et bien j'en doute, en tout cas en restant dans des proportions raisonnables de façon à ce que ça n'augmente pas le maitre couple du fuselage ! Ton exemple de la porte de grange n'est pas adapté car dans ce cas l'essentiel de la trainée générée l'est par l'absence de corps fuselé en arrière de la porte.
Dans la mesure ou le fuselage tout entier doit se frayer un chemin, l'entrée d'air participe à ce travail avec , il est vrai, localement (au niveau des lèvres) une accélération néfaste à la trainée par augmentation du frottement. Le risque majeur est qu'il se produise un décollement en arrière des lèvres si le rayon de courbure de la lèvre est trop faible, et là ça traine vraiment.
Alors une petite entrée d'air qui traine un peu moins, peut-être, mais c'est du second ordre si les lèvres sont bien dessinées, pas grand chose à gratter de ce coté là, il vaut mieux soigner l'admission moteur.
Voilà, j'espère avoir répondu à tes interrogations.
A bientôt, n'hésite pas si un détail te chiffonne encore.
Fred
bonjour Irez-vous à Cipières ce samedi ??? cdlt
RépondreSupprimerOups, un peu tard comme réponse, mais non, je n'y étais pas, des obligations m'en ont empêché. L'année prochaine j'espère...
RépondreSupprimeren retard après la bataille (je lis pour la première fois votre blog dans le détail -en retraite depuis peu) .
RépondreSupprimerLa question du filtre m'a taraudé longtemps; j'ai également choisi un filtre KN , mais un modèle conique (tronconique en fait, mais je l'ai prolongé avec une petite ogive en carbone). ceci permet une entrée d'air mieux dimensionnée (avec des lèvres épaisses).
Jean-Pierre DH251 avec IO320
Pas de problème, ça me permet de me relire. Sur le sujet nous avons avancé avec une nouvelle boîte à air et un filtre de plus grande surface encore. Vous pouvez suivre le développement à partir des onglets de 2017. Cela nous a conduit à repenser entièrement le capot moteur, résultat tangible de toute ces années de recherche.
SupprimerEnvoyez moi un petit schéma de votre réalisation à l’occasion (photos?) à l’adresse fredpeuz@aol.com
Bien amicalement.