Aout 2021 - Dossier traînée VS poids, et opération garnitures freins

 4 aout.

Courrier des lecteurs et système interphone.

Salut Fred,

Je suis toujours avec autant de plaisir les aventures du Papa-Lima. J'espère que les degats sur les avions des amis seront vite réparés/oubliés et sans grosses conséquences.

J'ai refait le circuit élec de ma machine l'année dernière et ai installé un nouvel intercom normalement très bon (David Clark DC-Com 500)

Malheureusement ce dernier semble ne pas trop aimer les VHF modernes et me pose un soucis de retour audio dans le casque quand j’émets (sidetone) et aucun réglage que ce soit du côté des VHF ou de l'intercom ne semble venir à bout de ce problème.

J'envisageais donc de le remplacer par un Flightcom 403 neuf (chez Bayo), quitte à perdre les fonctionnalités du DC qui me plaisaient tant, et j'ai découvert que tu avais justement monté un 403MC sur Papa-Lima.

Ça ne pouvait donc pas mieux tomber puisque le speedjojo est désormais à nouveau en l'air et que vous avez pu faire votre aventure Espagnole.

Peux-tu me dire honnêtement ce que tu penses de votre nouvel intercom ? ton retour d'expérience à ce sujet me permettra de prendre ma décision plus sereinement.

Je t'avoue qu'après 2 ans de travaux lourds sur la machine je n'ai pas du tout envie de reprendre 40 fois les mêmes sujets et aimerais vraiment pouvoir enfin régler ce problème une fois pour toute !

Pour les volets de Papa-Lima, j'ai fait ma formation sur Aquila AT01, il ont des marquages de peinture sur les volets encore plus simple à lire que sur le EFW C-3605

J'ai pas mal galéré à te trouver une image de ces marquages, en voilà une:

https://picus-x.com/gallery-a211g/A211-15-large.jpg

la bande de peinture concernée se retrouve alignée sur le bord de fuite de la voilure vu depuis les places pilotes

De mémoire le marquage vert se voit toujours une fois en lisse (vert = tout va bien)

La lecture est instantanée sans nécessiter d'interprétation

J'ai un peu l'équivalent sur ma propre machine (RF6) et franchement j'adore, j'ai carrément viré l'indicateur à led de la planche de bord et le potar de recopie de la position des volets, ça allège et ça simplifie !!! et je m'en porte très bien puisqu'ils étaient inutiles tellement la lecture directe est confortable.

  

Hervé.

 

Ma réponse:

 

Salut Hervé,

Désolé pour cette réponse tardive, je ne voulais pas te faire une réponse en deux minutes et j’étais assez occupé ces derniers jours.

Concernant tes problèmes d’interphone, j’ai fait suivre ton message au père qui me semble plus qualifié que moi. Du point de vue utilisateur, ce n’est pas un long fleuve tranquille pour nous non plus. Nous gérons encore des problèmes pas encore totalement réglés.

Dans l’ordre, l’interphone bloquait les conversations cockpit quand la vhf était en réception, problème réglé depuis, c’est une option à décocher.

On a toujours un problème qu’on avait identifié au départ comme une incompatibilité nouvelle entre casques différents. En émission vhf avec deux casques différents branchés, un côté marchait correctement, mais quand l’autre côté voulait émettre, la modulation et le retour étaient  très faibles, et l’ATC n’entendait rien. Les coms interphone étaient  pourtant bonnes. Papa s’est rendu compte que quel que soit le bouton d’émission enfoncé, les deux micros sont alors branchés en parallèle alors que seul le micro de celui qui émet devrait s’ouvrir. Si on débranche la prise micro d’un casque, l’autre fonctionne normalement ce qui confirme le diagnostic. Ce problème est en cours d’investigation.

 Autre problème rencontré en Espagne, le squelch vhf ne fonctionnait plus à certains moments, mais j’ai fini par trouver une corrélation avec les prises usb de charge des ipad. Les alimentations de ces prises, quand elles sont en charge, génèrent du bruit sur l’alimentation générale qui est interprété comme du signal par le squelch. Le problème doit être réglé par des ferrites que papa installera dès qu’on les recevra.

Je vais faire un post sur le blog sur ces problèmes et je te tiendrai au courant des investigations du père qui a la compétence et dont l’expertise est précieuse pour nous tous.

Merci pour la solution d’indicateur de position volets Aquila bien séduisante également, mais je ne suis pas encore décidé. Vu le nombre de calages différents du jojo (5), ça risque de devenir un arc en ciel, donc je réfléchis encore.

 

Merci Hervé pour ces nouvelles, on reste en contact.

Amitiés

 

Réponse du père.

Je viens seulement de me mettre à jour sur le courrier. Il est vrai que je n'avais pas la forme, et qu'il y a un peu de monde ici.

Du coup, le jojo est passé en second plan.

A propos du 403mc, je crois que dans sa fonction de base, il est bien. notamment en regard du prix. Bonne puissance, gestion possible des mute et fonction iso.

En émission, il a la particularité de transférer purement et  simplement les micros sur l'entrée (unique) VHF par des contacts secs. La jonction dot (2 micros pour une seule entrée) ne doit pas normalement poser de problème, car un seul  micro devrait être actif: celui correspondant au PTT associé.

Ce n'est pas le cas pour nous: les 2 micros sont activés. Je soupçonne fortement un effet de détection de porteuse au niveau des entrées PTT.

Il y a quelques manipes assez simples à faire pour  avancer là-dessus:  contrôler directement les relais de transfert micro du 403, et passer en Xmit sans 

porteuse. Si ça se confirme, faudra jouer avec des ferrites. 

Ceci étant, je n'ai aucune certitude que ce soit la cause unique de nos ennuis !

A propos des side tones, le 403 est complètement hors du coup en xmit pour la raison indiquée plus haut. Sur le TY91 TRIG, il y a un sous menu qui permet de le régler.

Bon, y a du taf !

5 août.

Cinématique volets.

 Réalisé sur Draw par le père, il voudrait pouvoir reprendre les réglages de longueur des biellettes pour voir s’il n’existe pas une configuration plus favorable à l’obtention de braquages plus importants en position tout sorti.

13 août.

Courrier des lecteurs, interphone.

Salut Fred,

De retour de congés j'ai pu faire 5 HdV et quelques tests. J'ai essayé une autre antenne sur la VHF #1 sans amélioration aucune de mon soucis de sidetone, c'est définitivement mon intercom qui génère un sidetone (alors qu'il ne devrait pas) en plus de celui généré par la VHF. J'ai deux intercom du même modèle, même symptôme sur les deux, c'est donc un défaut qui impacte le modèle en général, pas un exemplaire en particulier. Donc, deux solutions:

-1- accepter cet état de fait

-2- changer de modèle d'intercom et refaire la câblage en conséquence.

 Pour l'instant j'adopte la -1-, puisqu'on me rapporte des communications très claires lorsque j'émets, donc on verra plus tard ;o)

 Sinon comme promis j'ai pensé à toi lors d'une petite balade sur le joli terrain de Fumel. Voici les marquages de position de volets sur la machine, sur la queue de nervure qui sépare de l'aileron. Avec la même chose de l'autre côté bien sûr. à transposer/modifier sans vergogne.

 Hervé.

Ma réponse:

 

 Merci pour tes commentaires sur l'intercom David Clark DC-Comm 500 qui devraient interesser d'autres lecteurs.

 Ton indicateur de position volets est très efficace, mais malheureusement pas transposable aux Jodels, car il n'existe pas de cloison entre volet et aileron. Je crois que je vais adopter la solution rapportée par Pierre Alexandre.

 A plus et encore merci. Fred.

14 août.

E-props.

 Une bien mauvaise nouvelle, l’équipe d’E-props ne va pas être en mesure de nous fournir l’hélice promise dans le délai initialement convenu. Ce devait être ce mois-ci, mais la charge de travail à laquelle ils font face ne le permet pas (intégration de leur nouvelle hélice pas variable sur VL3 et WT9, construction d’une nouvelle usine de 4000 m2). Nous allons donc prendre notre mal en patience, peut-être un mal pour un bien. Nous allons prendre le temps de déverminer l’installation radio qui ne donne pas entièrement satisfaction et reprendre les chantiers en suspend.

 J’ai repris le façonnage du moule de roulette de queue et reçu une pâte à modeler spéciale composites pour réaliser un carénage de jonction fuselage/pare-brise. Il reste donc quelques postes aérodynamiques à traiter, mais plus tellement. Après je m’attaquerai à la masse, notamment en refaisant les carénages de roues bien lourds.

 Un mot sur la commande du volet de capot dont l’effort sur la commande était jugé trop important. Après modification du ciseau de commande et alignement soigneux du câble , le problème semble résolu ce qui rend la compensation d’effort envisagée caduque.

  

19 aout.

 Reprise des travaux.

 Hier matin nous étions au hangar avec le père. Au programme,  le démontage des étriers de freins tambour pour changer les garnitures bien usées. Papa nous fera un petit compte rendu opératoire sur la manière de regarnir les freins, pas si simple. J'ai de mon coté fini le remontage des volets, puis procédé à une inspection minutieuse du compartiment moteur, ce que nous n'avions pas encore eu le temps de faire après mon retour d'Espagne. Tout est en place, mais il existe une fuite d'huile moteur qui semble provenir du joint de la pompe à essence mécanique. Nous l'avions déjà identifiée, mais la quantité importante récupérée sur la boite à air (petites baignoires sur le dessus) va nous obliger à réagir.

 Demain j'irai monter les nouvelles sondes CHT (ancien modèle sans connecteur thermique) acquises chez Ulm Techno.

 

 A la maison j'avance tranquillement le moule du carénage de la roulette. Le volume manquant à été ajouté au niveau des couples 3 et 10. J'envisage, une fois la forme définitive réalisée, de stratifier l'ensemble à la fibre de verre pour conserver le moule après usage. Ensuite, je séparerai le moule en deux, la partie haute (fixe) et la partie basse (mobile).
 Je pourrai ainsi sortir quatre demies-coques qui seront bien pratiques pour faire les essayages et réaliser la structure interne. Le plus compliqué sera de réaliser les renforts de la partie avant basse, celle qui prend les cailloux. Il faudra qu'elle prenne appuis sur la fourche de la roulette pour supporter le poids de l'avion. Je n'ai pas encore d'idée précise sur la façon de procéder, mes idées viennent souvent dans l'action.

 

20 août.

Sondes CHT et strate de moule.

 Je suis finalement allé installer les sondes hier. J’ai laissé une sonde surnuméraire sur le cylindre 1, sur la bougie du bas, pour répondre à la question “y’a t’il une différence de température significative entre les deux bougies” du fait du refroidissement asymétrique des cylindres. L’air froid arrive par le haut et sort chaud par le bas refroidissant ainsi moins bien la partie basse.

 Aujourd’hui, poursuite de la réalisation du moule de carénage de roulette. J’ai posé deux couche de verre sur un côté. Demain je vais bosser, papa a prévu de finir les freins au hangar.

A plus
 

 

26 aout.

Trainée versus poids.

 On peut se demander si l'augmentation du poids total de l'avion par l'ajout de carénages divers et variés n'obère pas les performances de vitesse ascensionnelle. Mon propos d'aujourd'hui est de tacher de répondre à cette question avec des ordres de grandeur. Ça faisait longtemps que je n'avais pas publié d'étude théorique, et ça me manquait :)

 L'avion étant considéré en montée stabilisée, on peut dire que le mouvement est rectiligne et uniforme. Cela n'est possible que si la somme des forces sur l'axe trajectoire est nulle. Dans la figure ci-contre, la traction de l'hélice s'oppose à la trainée et à la composante du poids sur la trajectoire.

 T pour Traction, D pour Drag, W pour Weight.

(Désolé pour l'anglais, mais en français, traction et trainée commencent par la même lettre).

 La portance est perpendiculaire à la trajectoire et n'a donc pas de composante sur cet axe.

 

 On peut donc écrire T = D + W.sin alpha

  

 Si maintenant on ajoute un carénage, de roulette par exemple, puisque cela correspond à notre actualité, nous pouvons espérer une diminution de la traînée globale et une légère augmentation du poids total.

dans l’équation d’équilibre ci-dessus, la traction est constante, mais comment évoluent D et W sin alpha ?

W sin alpha.

 A la vitesse de 150 km/h (42 m/s), le vario pour notre avion est de l'ordre de 3 m/s dans les basses couches, ce qui donne une pente de montée de 3/42 = 7% ou 4°

On trouve alors : sin 4 = 0.07

 Prenons maintenant un exemple. Si mon carénage de roulette pèse 1 kg (10N), quelle fraction de ce poids supplémentaire s’oppose à la traction hélice ?

 W.sin alpha = 10 x 0.07 = 0.7 N, c'est à dire 70 gr force.

D (traînée).

 La traînée de forme du corps caréné doit logiquement diminuer (c’est le but), mais il existe une autre traînée, la traînée induite par la portance, qui elle augmentera légèrement du fait de l’augmentation de masse avion.

 Tachons, dans ce même exemple d’un carénage de 1 kg, d’en évaluer l’importance.

 Le coefficient de traînée induite Cxi est obtenu par l’équation Cxi = Cz2/Pi.lambda avec Cz coefficient de portance, et lambda allongement de la voilure.

Posons l’équation de la portance L

L = 0.5 Ro S Cz V2

 Quand on ajoute le poids du carénage à vitesse constante de 42 m/s, on constate que Cz augmente dans la même proportion que L et donc du poids total.

 Donc dans notre exemple, si l’avion pesait 700 kg et maintenant 701 kg, le Cz augmente de 0,15%

 Voyons maintenant comment évolue le Cx induit: 

 Grâce à l’équation de portance et les paramètres connus de l’avion, V = 42 m/s et S = 13,6 m2 on calcule facilement le Cz moyen de l’aile qui est de 0,48.

 L’augmentation de traînée induite est alors de 54 gr force pour un total de traînée induite de 18 kg force.

(Lamba = 6)

 Donc faisons le point de ce que nous commençons par perdre par une augmentation de la masse avion de 1 kg:

 D’abord la composante du poids sur trajectoire évaluée à 70 gr force.

 Ensuite, la traînée induite par cette augmentation de masse qui est elle évaluée à 54 gr force.

 Total: 124 gr force.

 Essayons maintenant d’évaluer la traînée d’une roulette non carénée et son potentiel de diminution avec un carénage.

 A priori, il semble aisé de compenser ces 124 grf, quand on imagine la taille, la forme de la roulette sans carénage et la vitesse de l'avion. Vous avez surement ressenti la force exercée sur votre main face au vent par la fenêtre ouverte de votre voiture à cette vitesse, ça se chiffre plutôt en kilos.

 Mais tentons d'en évaluer l'intensité à la louche.
 On trouve sur Wikipédia ce genre de tableaux qui permet d'évaluer le Cx de quelques formes simples. Dans le tableau de gauche, la première colonne concerne des formes en 3D, la deuxième des formes en 2D pour des Reynolds entre 10000 et 1000000. La surface de référence est celle qui est perpendiculaire à l'écoulement.

 Voici une approximation des surfaces frontales de la roulette.
 Tachons maintenant d'évaluer au pif le Cx des deux parties de la roulette, les lames et la roulette elle-même. Les lames c'est sensiblement un modèle 2D, mais il est incliné vers l'arrière ce qui diminue la trainée, disons Cx = 1.5

 Pour la roulette, c'est plutôt du 3D, allez Cx = 0.5 parce que je suis gentil.

 Le S.Cx global vaut donc 0.006 x 1.5 + 0.019 x 0.5 = 0.0185 m2

 La trainée globale est donc d'environ 0.5 x 1.225 x 0.0185 x 42 x 42 = 20 N soit 2 kg force.

  La roulette carénée.

  En prenant maintenant le tableau de droite, cherchons le Cx de forme d’un corps fuselé en 3D. Réponse, Cx = 0.04

 Notre carénage n’étant pas parfait avec la roulette qui dépasse, prenons plutôt Cx = 0,06

 Avec une surface frontale de 250 cm2 et une vitesse de 42 m/s la traînée est de 162 gr force.

 Nous avons donc un différentiel de force sur trajectoire de 2000 - (124+162) = 1700 grf

 Le différentiel de traînée est donc proche de 1,7 kgf !

 Donc, y’a pas photo à l’arrivée, mais que peut on espérer gagner en terme de perfos ?

 On va rester dans les calculs à la louche, mais cette fois nous parlerons de puissances.

Puissance absorbée par une force contraire à l’avancement de 1,7 kgf.

 Elle est le produit de la force par la vitesse, en unîtes SI bien entendu.

17 N x 42 m/s = 700 W, en gros un cheval.

 Qu’est ce qu’on va faire de ce cheval libéré ? Et bien comme nous sommes à vitesse constante, nous allons le convertir en taux de montée.

 La puissance absorbée par le taux de montée est toujours le produit de la force (le poids) par la vitesse (ascensionnelle cette fois).

 Si nous reprenons l’exemple, le poids vaut 7000 N et le taux de montée obtenu avec 700 W donne une augmentation de vitesse ascensionnelle d’environ 0,1 m/s ou 20 ft/mn

 Pour notre avion dont le vario moyen est autour de 3 m/s en basses couches ça représente +3,3%

 Mais poursuivons un peu plus loin, car je pense que Bruno va me demander très vite combien on gagne en vitesse de croisière 😂.

 En croisière, on va nettement plus vite, choisissons 60 m/s soit 216 km/h IAS

 Je ne vais pas vous infliger des calculs supplémentaires et vous donner directement les valeurs intéressantes.

 Le différentiel de traînée s’établit à 3,8 kgf et 2300 W de puissance récupérée (3 cv) qui devrait se traduire par une augmentation de vitesse de 2 kt. Mais comme je vous en ai déjà parlé, tout n’est pas récupéré en vitesse à cause de la limitation tours moteur qui m’oblige à réduire. Une partie sera récupérée en conso, et peut-être 1 kt de vitesse supplémentaire en croisière.

Merci de votre attention 

 

 

28 août.

Les dossiers du père.

Opération  Garnitures  freins. 

 Le  système  de  freinage  sur  Speedjojo  nous  a  déjà  pas  mal  occupé.  Compte  tenu  de l'utilisation  essentiellement  montagne  qu'on  en  fait,  il  peut  être utile  d'avoir  des  freins  qui marchent,  autant  qu'il  est  possible  sur  un  traineur  de  queue  ! Aujourd’hui,  après  avoir  réglé  des  soucis  de  joints  aux  maitres  cylindres,  et  les  problèmes  de purge  associés,  ca  fonctionne  bien,  mais  on  est  quasiment  à la  butée  de  la  poignée  de  frein. La  raison  est  simple  :  les  garnitures  sont  usées,  et  les  butées  de  segments  sont  à fond. Ce  qui  fait  que  la  course  complete  du  maitre  cylindre  n'envoie  pas  assez  de  fluide  pour assurer  toute  la  course  des  pistons. Solution  :  changer  les  garnitures  des  segments  et  régler  les  butées.

 Photo  1.

 On  voit  ici,  l'usure  particulièrement  avancée  de  la  garniture  droite/basse. Avions  Jodel  propose  des  segments  neufs  ,  mais  à un  prix  dissuasif. Je  me  suis  tourné  vers  les  restaurateurs  de  vieilles  bagnoles,  et  trouvé  de  la  garniture  en différentes  dimensions  ainsi  que  la  colle  qui  va  avec.  (lapassionautomobile.com)

Photo 2.

 J'ai  donc  pris  50 cm  de  garniture  20x4mm,  à charge  pour  moi  de  récupérer  mes  segments. En  fait,  2  segments  seulement  :  les  2  du  bas.  Ce  sont  les  segments  comprimés,  les  seuls  qui bossent  vraiment  !    Ceux  du  haut  sont  peu  usés  et  reprendront  leur  service  tel  quel. Première  opération  :    enlever  proprement  la  vieille  garniture. J'ai  fait  ça au  lapidaire  sur  le  premier.  Mauvaise  idée  :  ça  fait  de  la  poussière  fine  avec  sans doute  de  l'amiante. Pour  le  deuxième,  j'ai  utilisé  un  petit  burin  bien  affuté,  en  faisant  attention  à ne  pas  attaquer l'alu  (du  segment).  C'est  mieux  ,  et  c'est  plus  rapide.  Ca  donne  aussi  une  bonne  idée  de  la résistance  du  collage  initial.  (aucun  rivet) La  finition  au  lapidaire,  puis  à  la  main. 

Photo  3.

 On  voit  ici  les  2  segments  bas  prêts  au  collage  et    les  2  segments  hauts  considérés  comme bons.  La  pièce  en  agglo  est    le  gabarit  qui  servira  à rectifier  les  nouvelles  garnitures  à  la forme  exacte  du  tambour.    Le  pion  (tube  Cu  diamètre   12)  positionne  correctement  le  segment. Il  faut  ensuite  couper  et  placer  les  garnitures.  Le  fournisseur  propose  de  serrer  les  garnitures sur  le  segment  avec  un  fil  de  fer  torsadé.  Ce  que  j'ai  fait.  Pas  trés  facile,  et  il  vaut  mieux  le préparer  avant  de  mettre  la  colle  !

 Photo  4.

 C'est  une  résine  assez  agréable  à utiliser.  Pas  de  mélange  à  faire,  elle  mouille  bien  le support,    elle  sent  un  peu  comme  l'aerodux. Ensuite,  placer  et  serrer  le  fil  de  fer,  tout  en  vérifiant  le  positionnement  de  la  garniture,  puis enfourner  à 200°c  pendant  50  minutes.

 Photo  5.

 Il  faut  maintenant  rectifier  la  garniture,  de  manière  qu'elle  lèche  convenablement  le  tambour. C'est  la  raison  d'être  de  la  pièce  en  bois  qui  reproduit  le  tambour  et  l'axe  de  pivotement  du segment. L'ajustement  se  fait  au  lapidaire  par  petites  touches  jusqu'à  ce  que  l'épaisseur  de  la  garniture soit  convenable  partout.  (Environ  3,5mm  dans  mon  cas). Remontage  ensuite  ;  j'en  profite  pour  changer  les  ressorts.  Ils  sont  raides  et  pas  faciles  à mettre  !    Le  plus  petit  (coté    pion)  doit  être    enfilé  sur  les  2  segments  avant  mise  en  place. Le  deuxième  est  plus  facile  grâce  à l'ovalisation  des  trous  et  à la  pince  spéciale. 

Photo  6.

 On  voit  bien  sur  la  garniture  du  haut  que  l'épaisseur    n'est  pas  uniforme,  ce  qui  justifie  une rectification  de  la  garniture  neuve. Voilà.  Reste  à roder  tout  ca,  et  sans  doute  dans  quelque  temps  à réajuster  les  butées  de segments  et  régler  les  tirants  de  freins  à  pieds.

   PP.  08/21.