Mai 2020 - Perfos décollage, tableau de bord et SpeedLego

1er mai.
Vidéo.
 Nous sommes vendredi, et donc sort à 18 h la suite de la Vuelta Ibérica, feuilleton à suivre pendant le confinement.







Perfos décollage, la suite.

Cas de la piste de pente uniforme.
 L'accélération de l'avion est la somme de 2 accélérations distinctes.
 On retrouve celle issue du moteur qui est, rappelons-le, influencée par la masse. Une autre accélération va s'ajouter à cette dernière, c'est celle fournie par l'accélération de la pesanteur g = 9,81 m/s2, ou plutôt une fraction de celle-ci, dont la valeur est liée à la pente. Il faut bien faire remarquer que g n'est pas influencée par la masse depuis qu'on a vérifié sur la lune que la plume tombait comme le marteau.
 Quelle fraction de g ? Et bien si on a 10% de pente, cela nous donne 10% de g et donc environ 1 m/s2.
 La difficulté dans ce cas est de traiter les conséquences de deux accélérations dont l'une dépend de la masse, l'autre pas et d'obtenir une méthode simple qui fonctionne pour toutes machines.
 Voici le calcul à pente constante de l'oncle Jean Claude.

 Si a ce stade vous êtes encore là, je vais faire quelques commentaires.

 Le Jojo qui sert d'exemple n'est assurément pas le SPEEDJOJO, car notre "gamma H" est plus proche de 1,6. Gamma H est l'accélération de référence sur piste horizontale en standard (H pour hélice).
 Donc cet exemple permet de trouver la valeur de k = 3/2 = 1,5 pour un avion peu motorisé, de gamma H = 1 et pour une pente de 10%.
Rappel : k est tel que dl/L = k.dm/M

 Si gamma H est de 2,2 (valeur de l'accélération du Skyranger de tonton), en reprenant le calcul ci-dessus, on trouve k = 1,7
 On constate donc que plus l'avion a de bonnes performance d'accélération et plus le facteur de correction k est important, ce qui est logique car la pente influence moins l'accélération totale.

 Je choisis donc, dans un but de simplification, un gamma H de 2 pour tous avions, ce qui n'aura comme conséquence que de donner un peu de marge supplémentaire aux avions peu motorisés. Pour les avions qui auraient un gamma H supérieur à 2, toute cette étude est un peu inutile dans la mesure où, ils peuvent décoller de n'importe où, sans se poser de questions.

On obtient alors les valeurs d’augmentation relative de DRD suivantes:

Piste plate: 2 x l’augmentation relative de masse (sans changement)

Piste 10%: 1,67 x ......

Piste 20%: 1,5 x ......

Piste 30%: 1,4 x .....

A noter que pour un avion poussif d’accélération de référence égale à 1, les valeurs deviennent:

2

1,5

1,33

1,25

Donc on voit que pour une machine peu puissante qui utiliserait la correction pour avion puissants, plus la pente est grande et plus l’erreur est grande en pourcentage, mais il faut quand même penser que plus la pente est importante et plus la DRD est courte, donc l’erreur absolue en nombre de mètres reste contenue.

 DRD = distance de roulement au décollage.

Je propose de retenir les valeurs conservatoires suivantes tous types machines, k = 2; 1,7; 1,5; et 1,4 pour les pentes 0; 10; 20 et 30%

Exemple, pour bien enfoncer le clou:
 DRD mesurée sans passager 150 m
 Pente 20%, donc k = 1,5
 Pourcentage de masse supplémentaire avec mon passager à bord +12,5%
 le pourcentage de DRD supplémentaire égale 1,5 x 12,5 = 18,75 %
 DRD pax à bord égale à 150 x 1,1875 = 178 m

Message de Tonton:
Si vous le  voulez  bien, appelons ce problème " test du passager"‌ car le but final est de   décider si oui ou non on rentre avec lui.
Fredo je suis d'accord avec tes valeurs du  rapport variation relative de DRD sur variation relative de masse pour les deux valeurs prises pour l'accélération hélice  à savoir 2m/s2 et 1m/s2. Le Skyranger est donc dans la catégorie des machines puissantes ( 2.2 m/s2).
J'ai établi une formule qui me semble suffisamment  simple pour être utilisée sur le terrain ( je pense que c'est un  souci légitime). Elle   donne  le rapport d(DRD)/d(M/M) pour une piste de profil vertical quelconque  mais qui  n'est caractérisé au final que par deux paramètres.  La formule est en parfait accord avec tes résultats dans le cas des pistes à pente uniforme, et dans le cas des pistes à pente non uniforme, elle donne certains résultats assez inattendus. Je ne crois pas que  les approximations à base de pente moyenne soient très justes.
bises 

 Vous l'aurez compris, nous aborderons ensuite le cas des pentes à profils complexes, et là, ça se complique un peu (trop), mais nous tacherons de faire émerger les menaces d'un point de vue qualitatif pour deux types de pentes courantes, le profil de piste convexe et le concave.


Cas de la piste à profil quelconque.
 Voici le calcul de l'oncle Jean Claude.

 J'aime bien le qualificatif "formule simple" qui a dû en faire fuir quelques-uns. En réalité, ce n'est pas aussi simple que je voudrais, j'avais le vague espoir en le lançant sur l'affaire que le test du passager offrirait des simplifications que la méthode analytique ne permet pas. Or il s'avère que le calcul du coefficient majorateur k, appelons-le comme ça, est influencé par beaucoup de paramètres d'influence différentes. Ainsi, variation de pente piste, vent, frottement de roulement, influencent k.

 J'ai retenu une chose qui me parait importante, c'est qu'il faut se méfier d'un profil marqué de piste concave (ou double pente) pour le problème de perfos qui nous intéresse. Pour ceux qui connaissent, c'est le profil de type Lescoulin, avec un k qui peut être supérieur à 2 pour les cas de variations importantes de pente piste.
 A l'inverse, un profil convexe marqué (type Clamensane) donne des marges supplémentaires si l'on retient la pente moyenne pour le calcul de k.


 Donc, si vous le voulez bien, faisons le point de la méthode, peu précise dans certains cas, mais toujours conservatoire:

Mesurer la distance de roulement au décollage sans le passager DRD1.

Calculer le pourcentage de masse supplémentaire que représente le passager pour le décollage envisagé, noté M%

On recherche ensuite k tel que DRD2 = DRD1.k.M%

DRD2 est la distance de roulement au décollage avec le passager.

Cas de pistes

Piste horizontale : k = 2

piste descendante 10% : k = 1,7

piste descendante 20% : k = 1,5

piste descendante 30% : k = 1,4

piste montante 2 % : k = 2,2

piste à concavité importante : k = 2,5

piste à convexité importante : retenir k de pente moyenne.

Exemple: (reprise de l'exemple précédent)
 DRD1 mesurée sans passager 150 m
 Pente 20%, donc k = 1,5
 Pourcentage de masse supplémentaire avec mon passager à bord +12,5%
 le pourcentage de DRD supplémentaire égale 1,5 x 12,5 = 18,75 %
 DRD2 pax à bord égale à 150 x 1,1875 = 178 m

 Plus de précision peut être obtenue en utilisant la formule de JC.
 Voici un petit tableau de k obtenu par cette formule et dans lequel on entre par les deux valeurs de pente, c'est à dire la pente moyenne de la piste et la pente locale de la zone de décollage, vous allez voir que c'est plus parlant.
 Pour plus de compréhension, j'ai renommé la pente moyenne Pm et la pente locale Pl.

 J'ai repris pour ce calcul un gamma de 2.2 ms-2, correspondant à un avion bien motorisé (bon rapport puissance/masse) et qui donne des marges supplémentaires pour les avions moins puissants. Les cases barrées correspondent à des cas de profils de pistes extrêmes, jugés improbables. On retrouve les valeurs de k des pistes plates calculées précédemment (en orange). On voit aussi que pour les profils de concavité très marquée, k peut être supérieur à 2.

Merci de votre attention, et merci à Jean Claude pour son expertise pleine d'humour.

 Dernière minute (13 mai):
 Comme j'ai décidément beaucoup de temps libre (je ne devrais revoler qu'en juin si j'en crois mon planning), je vous prépare un fichier Excel, paramétrable par vos soins, qui permettra de calculer en quelle distance vous devrez avoir décollé avec un passager en moins, pour tenter un décollage avec lui.
 Je suis en train de faire ce travail pour toutes les altisurfaces référencées par l'AFPM dont j'ai les caractéristiques.
 Vous aurez le loisir de paramétrer plus finement les données liées à votre machine et au gabarit du passager, pour plus de précision. Cela demandera un essai simple, que vous ferez vous même et dont je donnerai le protocole.
 Ça devrait ressembler à un truc comme ça:

 Qu'est-ce qu'on s'amuse !

 En date du 18 mai, mais je termine cet article avec le travail promis ici pour la continuité.
Voici les liens pour charger le document texte explicatif de la méthode et de l'utilisation du tableur ainsi que le tableur lui-même. Vous les retrouverez également plus facilement par la suite dans l'onglet documentation de ce blog sous le titre "Test du passager".

Les explications (doc Open Office writer). Peut s'ouvrir avec Word.
La feuille de calcul (doc Open office calc). Peut s'ouvrir avec Excel.

 Voici le dernier message de l'oncle JC avec la formule finale utilisée dans le tableur.
Pour ceux qui regarderont dans le détail la formule transcrite dans le tableur, j'ai opéré quelques modifications pour pouvoir convertir les unités. la formule ci-dessous est en unités SI, alors que mon tableur permet de rentrer pentes en % et vitesses en unités usuelles pour l'aéronautique. J'ai également changé la convention de signe pour le sens du vent, le vent est compté positif quand il est de face dans le tableur, mais négatif dans la formule de l'oncle, le résultat est bien sûr le même.
 Les pentes sont comptées positives pour la descente dans les deux modèles, pour le coté pratique, la plupart des pistes étant descendantes au décollage.

3 mai.
Tableau de bord.
 Je commence ici un autre article sur la définition d'un tableau de bord, pour une machine de montagne, tel qu'on est en train de le concevoir. Il ne sera pas exhaustif, je vais juste exposer ici les raisons qui nous ont conduit à certains choix et peut-être fournir ainsi quelques éléments de réflexion pour les amateurs qui s’apprêtent à le faire. J'espère du lecteur une participation active en laissant un message sur ce blog, ou par mail à fredpeuz@aol.com.

Refaire notre tableau de bord, les raisons.
 J'en vois quatre:

 - La première, de longue date, est liée à notre recherche d'amélioration des performances. L'apparition sur le marché d'instruments électroniques précis, légers, de faible consommation électrique à un coût relativement abordable (pour ceux destinés à la construction amateur) nous a intéressé. A la clé, le gain de quelques kg par le remplacement des instruments gyro (horizon et directionnel) et du pilote automatique (et oui, le speedjojo en est richement doté, d'un modèle unique conçu par le père, mais assez lourd compte tenu de la techno de moteurs électriques de l'époque).
 Le gain se fait aussi sur l'aérodynamique avec la disparition du venturi. Une pompe à vide ne fait pas mieux, car elle prélève environ 400w sur l'arbre moteur.

- La deuxième concerne la navigation. On navigue depuis le début avec un gps Garmin 100, qui a toujours très bien marché, mais franchement, quand on voit ce que permettent de faire les moving maps actuelles, plus question de s'en passer. La navigation à l'estime et carte papier, il faut savoir le faire bien sûr, mais c'est du secours, je n'ai pas d'état d’âme avec ça.
 Alors oui, on peut avoir un Ipad sur les genoux ou sur un support, mais l'objet n'a rien a voir avec un équipement destiné à l'aviation, il surchauffe dés qu'un rayon de soleil le touche et l'écran n'est pas assez lumineux. Enfin, dans notre petit cockpit, je n'aime pas bien les objets mobiles, spécialement pour la montagne, j'ai peur qu'un jour ou l'autre ça interfère avec les commandes de vol.
 Donc pour moi, ça sera installation au tableau.

- La troisième, c'est le remplacement de la VHF 25k par la 8,33 obligatoire au 31 décembre et l'installation d'un transpondeur mode S qui est obligatoire dans certains espaces et le deviendra de plus en plus partout. On peut évidemment trouver des boitiers de même taille que ceux équipant l'avion jusque là, mais c'est limitatif et un peu dommage de se priver des progrès fait sur l'encombrement et l'ergonomie. Et de la place, il va falloir en faire pour installer une map qui soit suffisamment lisible.

- Enfin, la dernière raison concerne notre activité d'essais et la possibilité pour certains équipements d'enregistrer tous les paramètres d'un vol et de pouvoir se concentrer uniquement sur le pilotage.

Définir les besoins et un budget.
Commençons par les besoins:

Je voudrais fournir ici quelques éléments de réflexion sur la question "glass cockpit" ou pas "glass cockpit".
 Dans ma carrière d'ingénieur navigant, puis de pilote, j'ai connu les avions à aiguilles (B737-200, B747-100-200-300, les full glass cockpit B747-400, A330/340, mais aussi un avion qui se situait à la transition, l'A310, qui avait des écrans, mais aussi des aiguilles. Je me souviens qu'à l'époque, cette présentation faisait l’unanimité chez les pilotes, ils accueillaient favorablement le modernisme mais voulaient être rassurés par quelques aiguilles, au cas où.
 Je me souviens également de ma transition du 747-200 au 747-400 qui aurait dû être facile, l'avion étant peu différent d'un point de vue pilotage. J'ai mis 6 mois à bien me sentir dans cette nouvelle machine tellement mon circuit visuel avait changé, il fallait à présent donner à manger aux ordinateurs. En contrepartie, il me calculait plein de truc que je vérifiais de mon coté. J'ai peiné à trouver la plus value de ce changement moderne dans l'exercice de mon métier, puis je me suis adapté, c'est le propre de l'homme.
 Maintenant je vous pose une question. Est-ce nécessaire de s'infliger cette révolution pour votre avion, que vous sortez amoureusement le dimanche, dans lequel vous êtes bien ?
 Poser la question, c'est déjà y répondre.

 Donc c'est mon état d'esprit, pas de position dogmatique, pas d'idées pré-conçues. Qu'est-ce que je veux ?
-Je veux un avion qui m'indique clairement ce dont j'ai besoin dans mon activité phare, la montagne. Ça c'est pas négociable !
-Je veux une présentation logique, simple.
-Je veux pouvoir naviguer confortablement.
-Je veux qu'une panne importante attire immédiatement mon attention.
-Je veux de l'ergonomie.
-Je veux de la sécurité par redondance sur les choses que je considère importantes.
-Je veux un système anti-collision efficace.


 Voici une image qui représente, en haut, le tableau actuel, et en dessous, l'ébauche de ce qu'on souhaiterai. Elle servira de support visuel pour comprendre comment nous avons traduit toutes les volontés précédentes.

 Il y a bien longtemps (une trentaine d'années, bigre), quand mon père a construit l'avion, la même recherche du tableau parfait a eu lieu. Je débutais ma carrière aéronautique et armé de mes connaissances toutes fraiches, j'ai voulu mettre un peu d'ordre dans ce qui risquait de ressembler aux cockpits souvent fouillis, courants chez les amateurs. 

 La première version était comme sur la photo suivante.

 

 La planche de pilotage était parfaitement académique, avec le T basique de pilotage centré sur l'horizon principal pneumatique. Il y avait un autre horizon, électrique celui-là, en position centrale, avec en dessous le compte tours électronique fabriqué par le père. Une belle bille/aiguille venait compléter la planche de pilotage de façon harmonieuse. Pratiquement un tableau d'IFR.

 Sur la droite, le bandeau vertical com/nav était parfait. Le GPS était dérackable pour pouvoir préparer sa nav tranquillement à la maison.

 Les instruments de contrôle étaient réunis dans un esprit de logique géographique uniquement, tout l'électrique au même endroit, pareil pour l'huile et le carburant. Ainsi le panneau bas gauche (appelons-le PBG pour la suite), comprenait le sélecteur de réservoir carburant qui , quand on le tournait d'un coté ou de l'autre, indiquait le jaugeur dans lequel était puisé le carburant (petite flèche blanche sur le sélecteur). Les deux loubardes de bas niveau dans chaque réservoir étaient logiquement à coté du jaugeur concerné. En se décalant ensuite vers la droite on tombait sur l'inter de commande pompe carburant avec son voyant de fonctionnement, puis l'indicateur de pression d'essence avant d'arriver à la tirette de mixture. Tout ça nous paraissait très logique (et encore maintenant).

 Sur le panneau haut droit (PHD), l'électrique était réuni dans la partie du haut avec tension batterie, indicateur de charge et interrupteur génératrice, car à l'origine, l'avion était équipé du moteur d'origine avec cette machine à courant continu qu'est une génératrice (c'est lourd et ça fait des parasites).

 En dessous on trouve deux biglos, de température et pression d'huile plus un voyant d'alarme pression d'huile renseigné par un manocontact indépendant. Enfin dans le coin, il restait une petite place pour l'indicateur de dépression du circuit des instruments gyroscopiques à air.

 Sur le PBD, on trouve tous les fusibles de protection des différents équipements et les interrupteurs.

 Là aussi, une recherche de logique, les 3 inters de gauche étaient dédiés à l'avionique, horizon 1(la partie capteurs pour le PA), horizon 2 et alimentation console centrale (avec le pilote automatique et le compensateur électrique de lacet). L'inter central, isolé, est l'inter avionique placé en amont électriquement des 3 précédents. Enfin, les 3 derniers de droite concernent les feux de nav, l’anti-collision et l'éclairage du tableau de bord.

 La console centrale permet d'utiliser le pilote automatique et d'engager les différents modes, tenue d'assiette, tenue d'inclinaison, HDG, NAV gps et tenue d'ALT, s'il vous plait. Les modes engagés s'affiche sur le panneau annonciateur de mode au-dessus et à gauche de l'horizon principal. On est quasiment dans un Airbus et jeune que j'étais, j'ai embêté mon père pour avoir ce panneau et un bouton au manche instinctive disconnect.

 Enfin, il y a une dizaine d'année apparait la mise en place pas très heureuse esthétiquement d'un boitier sur la casquette à gauche, un système anti-collision R5 utilisant les émissions transpondeur.

 En 30 ans, des évolutions.
 Ensuite est apparue une période , un peu avant 2010, où l'on a voulu améliorer ce qui pouvait l'être, cette famille a toujours élaboré beaucoup de projets (dont peu ont vu le jour), qui nous faisait rêver et auxquels participait également l'oncle Jean Claude. Comme c'est un peu contagieux, les fistons se sont montrés intéressés par les délires de leur père et grand père. Julien est d'ailleurs à l'origine du blog. Ce blog est une bénédiction pour nous, car en plus de nous avoir mis en relation avec vous, nous sert de mémoire de nos études et de ce qui a été accompli et nous motive pour poursuivre.
 Bref, je m'écarte un peu du sujet, mais pas tant que ça. Les sujets d'étude que nous avions engagé réclamaient une instrumentation spécifique et la cure de poids devait commencer.

 Nous avions besoin, pour les calculs de performances, de la pression d'admission, et avons recherché sur le marché un fournisseur. On a découvert la gamme MGL, c'est Sud-africain je crois, pas cher, précis et distribué en France par Delta Oméga à Uriage (près de Grenoble). Le revendeur est avant tout un technicien, et il se mettra en quatre pour que votre installation fonctionne.
 La gamme de l'époque était en afficheurs LCD, pas super sexy, mais un bon contraste.

 Disparition alors de l'horizon 2 et de la bille/aiguille bien lourds ainsi que du compte tour maison de papa et de la couronne à dents à effet hall (lourde aussi), accrochée à l'arbre moteur.
 A la place, nous avons installé le MAP 2 (RPM-PA-T°carbu) sous le badin, puis le Flight2 (système d'informations de vol, altitude, IAS, TAS, FF, horamètre, T° ext...) et le TC3 (T° CHT EGT, autres T°) en position centrale. Tous de la gamme Velocity 80 mm.
 L'horamètre au PBD disparait pour laisser sa place à un ASX 1 qui donne vitesse et altitude dont je me suis servi pour des mesures de pressions sous capot, mais aussi pour ajuster notre statique de bord bien fausse au départ.
 Le voltmètre, lourd également, dont la fonction est reprise par le flight2, disparait au profit d'un horizon de secours 76AHRS100 avec affichage du cap alimenté par deux capteurs (SP6 compas  et SP7 attitude)
 On voit également sur la photo l'apparition du Flarm, dont l'afficheur est juste devant le compas, deuxième étape vers la prise en compte de l'anti-collision.

 Cette première étape a permis de faire beaucoup plus avec pas cher, en étant plus léger et sans découpe ou modifications importantes du tableau.

 Alors après cette récap du passé, et après 30 ans d'utilisation heureuse, on n'a évidemment pas envie de tout jeter à la poubelle et on voudrait garder certaines choses qui ont fait leurs preuves.
 Mais reprenons la wish list point par point.

- Je veux un avion qui m'indique clairement ce dont j'ai besoin dans mon activité phare, la montagne.
 Bien qu'il faille avant tout regarder dehors, deux instruments méritent d'être particulièrement bien placés quand on est en finale. Le badin bien sûr, mais aussi le vario qui permet de contrôler le plan.
Ils doivent pouvoir être vus d'un clin d’œil vers l’intérieur.
 Donc ça doit être gros, ne pas demander une lecture précise et rester très visible avec des conditions d'éclairage différentes. Pour le badin, ça veut dire pas de bandeau défilant demandant une lecture de valeur, une position aiguille est bien plus parlante, comme sur un vario, et pour les deux, on n'a pas encore trouvé d'écran insensible à l'éclairage. Même sur mon Airbus, quand le soleil éclaire nos EFIS, ils deviennent très compliqués à lire et il faut jongler en virage avec les pares-soleil.
 Donc je veux garder ces deux instruments à aiguilles, et si possible dans le haut du tableau.

 Une bille simple sera placée sous le badin (non représenté ici).

-Je veux une présentation logique, simple.
 Je tiens à conserver une représentation classique du panneau de pilotage, car c'est comme ça que c'est câblé dans ma tête. Quand ça va mal (sous stress), on retourne chez maman, et il n'est pas question  de consommer des ressources pour rechercher des infos.

Donc je conserve le T basique centré sur l'horizon. Ce T basique existe à l'intérieur même de l'instrument écran que nous avons choisi (Xtrem de mgl), à la différence prêt que le cap est affiché en haut. Les instruments à aiguilles doivent donc venir en extension des paramètres affichés sur l'écran, c'est à dire badin à gauche, altimètre et vario à droite.
 Au passage, l'horizon n'est là que pour pouvoir faire face à un passage fortuit en IMC, ou en l'absence d'autre choix. Mais si l'on est amené à s'en servir, c'est que ça va mal, donc son emplacement doit être irréprochable. Toujours dans le cas où l'on doive s'en servir, l'éclairage sera toujours bon, car nous serions en IMC, donc sans soleil. Le remplacement de l'horizon mécanique classique par un écran n'est donc pas un problème pour un avion qui tente de suivre les règles VFR.

 Vous aurez remarqué que sur l'image de notre nouveau tableau, l'altimètre a été placé sous l'horizon, en désaccord avec ce qui est écrit plus haut. Il faut parfois savoir faire des compromis. Nous avions besoin de place pour installer un bel écran de navigation bien lisible et la place coté gauche était comptée. Nous aurions pu nous passer de cet altimètre aiguille, puisque l'Xtrem fournit cette info, mais je voulais un alti secours qui fonctionne sans alimentation électrique pour la redondance que nous détaillerons plus loin.

 Paramètre de conduite important, le compte tour doit être bien placé pour le pilote. Idéalement je l'aurais mis au-dessus de la manette de gaz en position centrale, mais avec l'expérience de nos vols à deux, il m'a semblé plus important que radio et transpondeur soient aisément accessibles de la place droite. Du coup le compte tour, sous la forme du MAP 2, qui inclus la pression d'admission et la température carbu, prendra place en bas à gauche de la planche pilote.



 VHF et transpondeur ont été choisis de la même marque, pour l’homogénéité, mais aussi pour la possibilité de déporter l'afficheur du boitier. Les retours très positifs d'utilisateurs connus et la commande groupée avec 20% de réduction du RSA ont emporté l'affaire. Nous avons donc acheté Le TY91 (radio 8,33) et le TT21 (transpondeur mode S) de chez Trig.

 L'interphone libère de la place au tableau en descendant en haut de console centrale. Ce n'est pas un truc qu'on touche particulièrement en vol une fois qu'il est réglé. Le modèle maison, fabriqué par le père, sera remplacé par un interphone 4 places petit et super léger, Flightcom 403.







-Je veux pouvoir naviguer confortablement.
 Pour l'écran de navigation, nous voulions quelque chose de très confortable, qui puisse remplacer sans trop d'inconvénients la carte papier et les VAC. J'étais un inconditionnel du papier, mais maintenant que je maitrise un peu mieux ces technologies, je dois dire que ça a plein d'avantages, notamment celui d'avoir une doc toujours à jour. J'ai toujours une vieille carte papier qui traine au cas où et les VAC en secours sur mon téléphone, on a donc la redondance requise. Nous avons choisi l'écran Explorer de mgl. Une page d'écran est entièrement customisable (en plus des autres pages proposées) et notre souhait et de garder la plus grande partie de l'écran pour la carte et de réserver un bandeau pour les paramètres mécaniques.
 Nous allons installer les extensions du pilote automatique, inclus et entièrement géré par l'Explorer auquel il faut juste adjoindre les servomoteurs de roulis et tangage.

 Assis à droite, il y a souvent un autre pilote, et parfois c'est moi. Vous allez croire que ça tourne à la paranoïa, mais je voulais un horizon secours parfaitement indépendant de tout le reste, y compris les alimentations, j'en reparlerai dans la partie architecture des alimentations. Nous en profitons pour upgrader l'existant en remplaçant le 76AHRS100 par sa nouvelle version couleur, l'AHRS3 de la gamme Vega en 57 mm, qui intègre sa propre source d'attitude.

 En dessous, nous tenons à conserver les deux indicateurs à aiguilles de pression et température d'huile, leur contrôle s'effectue en un coup d’œil, quelles que soient les conditions d'éclairage. Là aussi, c'est un choix de confort au profit de la sécurité.
 Une chose est nouvelle pourtant, le voyant baisse de pression d'huile migre en face du pilote, ce qui va à l'encontre du concept "instruments de chaque système réunis au même endroit" avec l'apparition d'un embryon de panneau central d'alarmes. Ce qui nous amène à la requête suivante.


-Je veux qu'une panne importante attire immédiatement mon attention.
Quels types de pannes méritent d'être portées immédiatement à l'attention du pilote ?
Je n'en vois pas beaucoup.
 Si le moteur s’arrête, j'en suis immédiatement informé.
 Pour le feu, il n'y a pas de détecteur, c'est peut-être un tord, car ce n'est pas forcément visible tout de suite en vol, si les flammes sortent par en dessous.
 La baisse de pression d'huile est importante, plus tôt on est informé et plus on aura d'options pour se vacher.

 L'assèchement d'un réservoir d'essence indiquant qu'il est temps d'en changer.
 La charge de la batterie qui ne se fait plus. Ce n'est pas super urgent, mais à la rigueur.

 Les voyants bas niveau carburant sont en face du pilote, et d'expérience, ils sont parfaitement efficaces dans leur rôle, donc nous n'y touchons pas.
 Le voyant pression d'huile, lui, est complètement déporté à droite. J'ai donc décidé de lui rendre pleinement son rôle d'alarme en le ramenant face au pilote. On peut aussi y placer le voyant de charge batterie.

 -Je veux de l'ergonomie.
 Je fais un petit aparté sur le vol en montagne ou en campagne et son coté opérationnel. Grace à l'entrainement et à la connaissance intime de notre appareil, nous n'utilisons pas de check-list papier, mais des guides appris par cœur et ayant une suite logique et en particulier, c'est très visuel. Chacun a sa manière et je ne critiquerai pas celle des autres. Néanmoins je fais la promotion de la mienne qui consiste à suivre visuellement un chemin, toujours le même. C'est sûr, efficace et rapide, à mon avis plus que de réciter l'ACHEVER bien connu où chaque lettre indique souvent plusieurs items. Dans ce cadre, il m'a semblé que le nouveau tableau devait être pensé pour cette méthode.
 Pour les arrêts de courte durée en campagne, comme ça arrive très souvent, nous ne reprenons pas toutes les vérifications du premier vol et nous "adaptons". Mais cette adaptation ne doit pas être au gout du jour et un peu anarchique, elle doit être sure. C'est là que l'arrangement du tableau est important, il doit être simple à comprendre et fournir des raccourcis mentaux.

 Nous allons mettre un "pavé central" au panneau pilote regroupant;
-interrupteur ALTernateur et son voyant de décharge batterie principale associé,
-interrupteur EMER ELEC pour connecter la batterie secours au réseau, avec son voyant de décharge associé,
-un voyant d'alarme de pression d'huile,
-un interrupteur AVNCS (avionics).

 Ainsi, tout ce qui est important est rassemblé,  tous voyants éteints, tous interrupteurs vers le haut.
Je rappelle que par convention, tout inter vers le haut est ON.

Les interrupteurs de commande au PBD (panneau bas droite).
 D'un coup d’œil avant de décoller, on vérifie que tous les inter gauches sont ON.
On les laissera ON pour un arrêt courte durée, puisqu'ils sont tous alimentés par la bus AVNCS que l'on coupe avec l'inter AVNCS au pavé pilote.
 Je détaillerai l'architecture électrique par bus plus loin.
 Les inters en vert sont à la demande et concernent les éclairages.
 Un code couleur pour chaque bus, ainsi qu'une disposition étudiée, ne laisse aucun doute sur l'alimentation de chaque équipement et l'architecture générale.

 Enfin, vous voyez que chaque fusible en série sur son interrupteur est indiqué avec un trait reliant les deux, pour qu'il n'y ait pas d’ambiguïté.
 Le voyant bleu de fonctionnement phares, noté V, indique le fonctionnement d'un gros consommateur susceptible de vider la batterie en cas d'oubli.

 J'en profite pour rappeler les codes couleurs, c'est important à respecter.
 Le rouge signifie warning, typiquement utilisé pour pression d'huile, alarme décrochage.
 Le orange signifie caution, (désolé pour l'anglais), pour attirer l'attention sur une situation anormale, mais non urgente, par exemple la charge batterie.
 Le vert est utilisé pour indiquer le fonctionnement normal d'un système dont on a besoin de savoir qu'il fonctionne bien. Si tout va bien, et quand on aura installé une sonde K dans l'échappement, il devrait y avoir deux voyants au tableau sous l'Extreme indiquant un mélange moteur riche en vert, un mélange pauvre en orange.
 Le bleu indique l'utilisation d'un système à usage occasionnel, pour ne pas l'oublier, gros consommateurs électriques, typiquement la pompe à essence ou les phares, anti-ice pour avions équipés...

-Je veux de la sécurité par redondance sur les choses que je considère importantes.
 Tout d'abord, il faut remarquer l’abandon d'une source d'énergie, celle fournie pas le circuit de dépression. Celui-ci se fait maintenant au profit de l'électrique, qu'il va falloir un peu mieux protéger si l'on souhaite une redondance, notamment sur l'horizon artificiel, mais pas que.

 Voici l'architecture électrique souhaitée à deux pour les alimentations.
 Les sources sont:
- Un alternateur 30 A avec circuit de protection surtensions
- Une batterie principale 9 Ah LiFePo4
- Une batterie de secours 3 Ah LiFePo4

 La distribution s'effectuent par 3 BUS
- La bus essentielle, notée ESS BUS (rouge)
- La bus avionique, notée AVNCS BUS (bleu)
- La bus lumières, notée LGT BUS (verte)
 Désolé, l'anglais est bien plus pratique pour les abréviations.

 On note que la LGT BUS n'est pas secourue par la batterie secours, car sa perte est jugée peu importante. Cela permet de limiter également le courant passant dans les diodes et donc leur échauffement.

 ESS et AVNCS BUS sont toutes deux secourues automatiquement en cas de panne alternateur et batterie principale à travers les diodes Shockley (vannes anti-retour électriques).

 L'AVNCS BUS alimente tout l'avionique excepté l'AHRS 3, qui est l'horizon de secours. Un interrupteur commande l'alimentation de cette bus. Chaque équipement avionique peut être individuellement mis hors tension en cas de panne alternateur et, en fonction des conditions extérieures (qui peuvent être très variées, météo, ATC...), pour économiser de l’énergie.

L'ESS BUS alimente tout ce qui est survie. Nous y avons mis les instruments de contrôle moteur MAP 2, T° et pression d'huile, les jaugeurs carburant, l'alarme décrochage, la pompe électrique carburant, l'horizon de secours qui permet de garder une source d'attitude en cas de perte de l'AVNCS BUS et une prise USB qui permet d'utiliser un portable quel que soit sa charge en cas de panne radio.

 Pour pouvoir faire face de façon prolongée à la panne de l'alternateur, j'ai demandé et obtenu (!) du concepteur (papa), de pouvoir couper l'alimentation de l'ESS BUS à travers un disjoncteur Klixton de manière à alimenter "à la demande" et non plus en continu. Ce disjoncteur, noté K (n°18), est au panneau fusible, cerclé en rouge. Il fait office d'interrupteur "gardé", qui ne doit être manipulé qu'à l'appel d'une check-list (On se prend pour des ingénieurs Airbus).

 Voici le tableau où nous avons listé pour chaque fonction de service rendu, les instruments primaires et de back-up associés, ainsi que les sources d'énergie.

 On y constate que toutes les fonctions de pilotage, de navigation et de communication sont secourues.

Note:
 Biglo signifie un instrument pendule d'ancienne génération.


























 Le choix de la batterie de secours (sa capacité) se fera en fonction de la consommation individuelle des instruments dont on souhaite conserver le fonctionnement, en prenant une bonne marge.
 Il est donc intéressant de faire cet inventaire, puis d'imaginer toutes les combinaisons de pannes électriques possibles.
 Il faut essayer également d'imaginer quelques scénarios types d'environnement, pour choisir les équipements qui doivent fonctionner et combien de temps.

 J'entends parler sécurité des batteries au fond de la classe !
 Les batteries LiFePo4 sont considérées comme sures par rapport au risque de feu, d'emballement thermique ou de dégagement de fumées.
 Néanmoins, comme à chaque fois que de l'énergie est emmagasinée dans un petit volume, le risque n'est pas nul. C'est pourquoi, j'ai demandé à l'ingénieur d'avoir la possibilité de nous séparer physiquement de la batterie secours... en vol.
 Elle sera donc dérackable de la console. On ouvre la portière et hop, ni vu ni connu.





Détail de l'environnement de la batterie secours:

 Coté droit, nous voyons son implantation physique en bas de console. Un interrupteur permet de relier la batterie secours au réseau de bord. Il est normalement sur ON en utilisation normale, ce qui autorise sa charge ou sa mise en service automatique. Un petit module permet de vérifier tension et courant selon la position de l'inter V/A. J'ai demandé (et encore une fois obtenu !) une prise USB en alimentation permanente pour pouvoir recharger un téléphone, avion au parking et batteries sur OFF. Une sécurité permettra un auto shut-off de la batterie secours, en cas d'oubli.
 J'ai enfin demandé qu'une lampe s'allume si la batterie secours alimente le réseau, car cela est une situation anormale.

 -Je veux un système anti-collision efficace.
 Comme vous l'avez vu, notre premier appareil était un R5 qui permettait de suivre les transpondeurs des avions les plus proches et d'éventuellement générer une alarme. Ça marche bien, et je l'ai toujours dans un coin du hangar (je suis disposé à le céder à vil prix). Mais pour notre activité montagne, c'est très insuffisant, c'est pourquoi nous avons ensuite investi dans un Flarm mouse, c'est minuscule, efficace, et nous protègent des autres utilisateurs de la montagne, les nombreux planeurs, qui sont tous équipés, même les avions remorqueurs. (Si ça intéresse quelqu'un, je le cède également).

 L'arme presque absolue, le PowerFlarm ADS B.

 On a tous en mémoire un moment un peu chaud, un croisement non anticipé, une ligne à haute tension vue au dernier moment. Alors c'est peut-être parce que je prends de l'age, mais je n'ai pas envie de mégoter sur cet aspect de sécurité sur lequel on a peu de prise, d'autant que mes enfants se serviront de l'avion. C'est toujours trop cher avant.
 Pour faire rapide, cet appareil reprend bien sûr les fonctions du Flarm, mais gère aussi les messages des transpondeurs. On peut aussi lui intégrer une data base obstacle, pour les lignes, câbles et pylônes.
 Le Flarm génère des alarmes sur un afficheur que l'on peut placer sur la casquette de façon à être dans le champ de vision quand on regarde dehors.
 Nous allons aussi pouvoir le faire communiquer avec l'IBOX (qui contrôle l'écran Explorer) pour afficher sous la forme de petits losanges les autres trafics sur la moving map.

Pour environ 2000 euros, boitier + afficheur + data base obstacles.








 Comme on commence à parler pognon, abordons donc la question du budget.
 D'abord il est clair que pour les amateurs, c'est beaucoup moins cher que pour les certifiés.
 Quand je vois le prix des nouveaux petits instruments Garmin en 80 mm sensés rajeunir les tableaux classiques, entre 3 et 5000 euros et dont info-pilote fait une pub éhontée, ça me fout les boules. Ah ça oui, c'est sexy, mais au même prix j'ai un système de navigation complet, fiable, avec des écrans haute définition super lumineux.
 Je vais être transparent (très à la mode ce mot en ce moment), et vous montrer notre facture.
 Bon, y'en a quand même pour du pognon, je suis d'accord, mais c'est une fois tous les 30 ans et c'est comme je vous l'ai écrit, un investissement pour l'avenir d'un avion qu'on souhaite voir rester dans la famille. Donc c'est un peu luxueux. On peut baisser la facture en choisissant un Explorer Lite qui ne nécessite pas d'iBox et/ou choisir un écran plus petit, la fonction pilote auto, pas essentielle, coute 2200 euros (servos).

 Donc, si on ajoute VHF 1140 euros, XPDR 1689 euros et Power Flarm + afficheur 2000 euros
on sera à un budget total de 13000 euros pour le tableau de nos rêves.


 Faire le câblage.

 C'est un truc pour lequel il faut être très organisé et faire des schémas de câblage précis. Pas seulement pour le montage, mais pour un jour pouvoir y comprendre quelque chose en cas d'intervention sur une panne ou pour travailler sur une évolution ultérieure.
 J'en parle très facilement, puisque c'est mon père qui s'y colle une fois de plus, je surveille ça confortablement de chez moi. Je donne un coup de fouet de temps en temps quand ça traine (mon fouet est très long).

 Donc, sur ce plan de câblage des alimentations gentiment envoyé, on peut voir les différents panneaux notés, THC (tableau haut central), THD (tableau haut droit), etc...
 Puis on ajoute les fils de tout ce qui doit être alimenté. Ce plan permet de comprendre comment ça marche, mais n'entre pas dans le détail du câblage.



 Ensuite, on doit y rentrer, dans le détail, et là on perd la vue d’ensemble pour se focaliser sur, telle borne de ce module qui doit être reliée à telle borne de cet autre module.

 C'est très long et doit être fait avec minutie, si possible avant l'apéro.







 Nous voilà arrivés à la fin de cet article, qui ne prétend pas apporter la solution, mais qui j'espère vous aidera à vous poser les bonnes questions et dans le bon ordre.

 Merci de votre attention.


 La définition de ce tableau nouveau et sa conclusion prochaine ayant déclenché un intérêt certain chez Julien (mon fiston), des propositions sont en train d'être discutées au plus haut niveau et sont susceptibles de générer des modifications. Si cela devait se produire, je modifierai le présent article pour le tenir à jour, plutôt que de publier des rectificatifs séparés qui disperseraient l'information.


16 mai.
 Retour au hangar.
 La journée d'hier était celle du retour au hangar. Il fallait finir de démonter les deux panneaux bas du tableau de bord, ce qui fut fait. J'en ai profité pour nettoyer l'avion bien couvert de poussières par le confinement.
 Beaucoup de travail en perspective, nous attendons la livraison du nouvel alternateur (des USA) pour pouvoir remonter le moteur. Papa est toujours très occupé avec la réalisation du tableau de bord et nous attendons notre nouvelle avionique. J'ai bien peur qu'on ne puisse revoler avant juillet, si tout va bien.


20 mai.
Le SpeedLego, de Julien
  Au milieu de tous ces articles, certes passionnants, mais fort sérieux, j'aimerais moi aussi vous parler de Jojo. Mais étant donné le confinement, ce sera une version plus accessible, et qui tient dans un salon. Il s'agit d'une version Lego du SpeedJojo. Ça fait un sacré moment que ça me trotte dans la tête et il aura fallu un confinement de deux mois pour passer à l'action. Le modèle est à l’échelle 1:22,5, il fait donc 75 cm d'envergure environ. J'ai pour cela sacrifié un ancien camion et un avion Lego. L'idée est d'avoir un modèle fidèle en termes de proportions et de couleurs, ainsi qu'un maximum de détails authentiques, détails que la plupart des gens ne remarqueraient pas, mais qui feront sourire ceux qui connaissent bien l'avion. Bien sûr, c'est un travail en cours.

 J'ai pour cela commencé par le moteur, que je voulais aussi détaillé que possible. J'ai récupéré les pistons de mon vénérable camion, et ai construit le reste autour. Ce O200 miniature comportera 4 cylindres à plat, un vilebrequin, une ligne complète d’échappement, un réservoir d'huile et son bouchon, et une boite à air carbone, comme le vrai. J'ai un temps envisagé de motoriser électriquement le bazar, mais c'eut été trop de sacrifices en termes de réalisme et de détails. J'ai donc privilégié un modèle statique le plus fidèle possible, plutôt qu'une hélice qui tourne avec un arbre qui traverse le cockpit.

  En l'état, la boite à air est un peu haute et pas assez trapue. Il me manque aussi des tubes flexibles pour représenter les pipes d’échappement des cylindres de gauche, ainsi que l’échappement après le collecteur, et bien sûr les culasses de gauche, sans lesquelles vous pouvez apercevoir les pistons (jaunes, c'est vrai...).
 La cellule s'est construite autour, avec l'aide d'un plan 3 vues et de photos. L'unité de mesure légale des longueurs en Legos est le tenon, il vaut 4mm. J'ai donc une résolution d'environ 9 cm taille réelle. Le respect de la largeur évolutive du fuselage et du dièdre des ailes est loin d’être évident, avec des poutres droites et les pièces limitées dont je dispose, il faut donc un peu jongler, c'est même parfois rentré un peu en force, mais pas trop.

  Je prévois un cockpit détaillé (pas encore décidé si ce sera l'ancien tableau ou le nouveau), avec une manette des gaz, un manche à balais, une commande de volets fonctionnelle, des sièges réglables basculants et une banquette arrière.

  Il y aura aussi une commande de profondeur monobloc avec son compensateur, que l'on devine sur l'image animée de gauche (évidemment ce n'est qu'un démonstrateur de principe), des suspensions à élastique pour le train principal, et une "lame de ressort" pour la roulette arrière. Je suis très satisfait du comportement directionnel de la roulette arrière, avec son point d'équilibre dans l'axe et la possibilité de se retourner quand on pousse l'avion en arrière. Ça marche bien avion posé, par contre quand on le soulève, le centre de gravité arrière de la roulette là fait se retourner, je vais donc essayer de faire un carénage qui corrige ça.

 L'amortissement du train principal repose sur une pièce en caoutchouc située derrière la roue, et utilise la forme du carénage, pour faire un compas articulé autour d'un axe horizontal situé tout à l'arrière.

 Je ne suis pas très satisfait du système en l'état, il a rendu le train flexible en latéral, ce qu'on ne veut pas, et il va de plus rendre compliquée la réalisation de la partie avant du carénage, je dois encore y réfléchir.

 Les principales difficultés sont à venir, il s'agira sans doute des capots moteurs et des carénages de roues, courbes. J'envisage d'utiliser des Legos flexibles, souvent utilisés pour représenter les courbes en Legos technics, comme je l'ai fait pour les arcs de verrière. Les ailerons, qui combinent dièdre et flèche inverse, ainsi que le passage de la commande dans l'aile, me promettent également quelques heures de grattage de tête. 

  Le modèle n'est pas très sexy en l'état, parce qu’en fait, c'est un prototype évolutif, je construis plusieurs idées pour les conserver. Ainsi, le coté droit est souvent différent du gauche, ça me permet de garder des options et de pouvoir avancer sur d'autres parties. Je commence également à manquer de pièces, donc quand c'est possible, je ne fais qu'un coté pour conserver les pièces pour la suite. Je viens de commander un autre avion Lego d'occasion pour pouvoir continuer, il faut encore que je commande quelques pièces spécifiques. Heureusement il y a Bricklink, qui est un site sur lequel on peut acheter à des particuliers des pièces à l'unité, on trouve à peu près tout ce qu'on veut. Je devrais donc, à court terme, pouvoir finir les gouvernes de direction et de profondeur, ainsi que l'aile droite.
  C'est amusant de constater que souvent, la solution la plus simple en Lego, est semblable à ce qui a été fait sur l'avion réel. La plupart du temps, on part avec une idée vague, on essaie, et ça fonctionne, c'est ce qui est génial avec les Legos et c'est très satisfaisant. J'y ai passé mes après-midis petit, et je suis certain avec le recul que ça a joué un rôle majeur dans la suite de mes études et mon métier d'ingénieur mécanique.

  Pour ceux que ça intéresse, parce qu’on est tous des grands gamins, je referai un petit article pour présenter le travail fini.
  

30 mai.
Des vidéos. 

La suite de nos aventure d'Espagne.