Janvier 2023 - Mesures pour l'OSAC, le FlySight enregistreur surdoué

 4 janvier.

 Premier vol de l'année.

 Tout d'abord nous souhaitons sincèrement de bons vols à tous, en bonne santé et en toute sécurité, parce que ça ne mange pas de pain.

 Pas de trêve pour les enragés du vol que nous sommes, puisque ce matin, nous étions en l'air avec le père, avec une météo tout à fait correcte. Pendant mon absence le père avait bien travaillé et préparé les brins de laine sur l'autre face du carénage et mis en place le support de caméra.

 J'avais aussi amené mon enregistreur de performances FlySight, pour un décollage cette fois face au vent, en piste 35 avec du 330° pour 7 kt.

 



 Voici le relevé des perfos de ce matin avec les petites annotations bien pratiques pour tout comprendre.

 Si on avait encore le doute, on voit bien pourquoi il est préférable de décoller face au vent. 

 
 Nous sommes à une masse proche de la dernière fois et la distance de roulement au décollage DRD passe de 280 à 210 mètres, alors que la distance de décollage DD pour passer une hauteur de 15 mètres passe de 418 à 340 mètres.
 Pour les perfos montée, quelques chiffres: Les 1000 ft sont atteint après 1.85 NM avec IAS 150 km/h, puis on accélère à 180 km/h pour atteindre 3600 ft à 9.5 NM du départ arrêté. La pente globale jusqu'à 1000 ft est donc de 5.4°. La pente globale depuis le départ jusqu'à 3600 ft est de 3.8°. Ce qui veut dire accessoirement qu'en cas de panne moteur, on fait le terrain en faisant un demi-tour sans être obligé de se poser dans l'Hudson.

 Coté brins de laine, des choses intéressantes, ce coté du carénage semble être encore plus sensible à la vitesse pour l'orientation des filets d'air.

 J'ai conscience que c'est quand même approximatif de mesurer des angles sur un corps fuselé. J'ai pris un brin de laine comme référence qui me semblait représentatif, mais en gros, on voit la même chose que de l'autre coté.

 Le truc que l'on remarque également à l'arrière, c'est que le flux est pincé de façon plus marquée que le carénage lui-même, ce qui suggère un mouvement latéral et global du flux de l'extérieur du carénage vers l'intérieur. Je vais réfléchir à cela, ça pourrait peut-être être dû au flux de l'hélice et/ou un mauvais calage latéral du carénage. En tout cas il semble être en incidence latérale et si on pouvait tirer le bord de fuite vers l'observateur, cela devrait réaligner les brins avec la forme du carénage.






 D'ailleurs si on regarde la photo 235 km/h du mois dernier avec les brins de laine jusqu'à l'arrière, on constate l'inverse, avec le flux qui a tendance à verser à l'opposé de l'observateur.

 

 Je vais voir avec le père si on peut modifier l'orientation latérale du carénage à peu de frais.



 Une petite vidéo pour voir la dynamique et la zone turbulente. 200 km/h.



5 janvier.

Performances décollage.

 Je vous extrais, du manuel de vol original, la page concernant les perfos décollage.

 Ces valeurs sont données pour la motorisation Potez, mais une mention indique que pour le moteur O-200 (dont nous sommes équipé), il faut ajouter 10%.

 La correction pour un poids au décollage différent fait intervenir dans le rapport un poids de 780 kg alors que le titre du chapitre indique 750 kg. Il s'agit vraisemblablement d'une erreur. Les performances croisière dans le chapitre suivant sont données à 750 kg. On va donc considérer que la bonne valeur est 750 pour les distances de décollage publiées. 

Pour info, 780 kg est la masse maxi décollage.

 Alors moi j'aime bien les calculs de coin de table et je voudrais comparer nos premiers résultats au manuel de 1965.

 Lors de nos mesures, Zp moyen = -100 m et T° = 10°.

 En interpolant je trouve DD = 450 +10% = 495 m à la masse de 750 kg ainsi que DRD = 495*0.6 = 300 m (piste en béton). Pour obtenir les valeurs à 700 kg (masse à laquelle nous avons fait nos mesures) on multiplie les résultats précédents par (700/750)^2 = 0.87.

 On obtient:

 DD = 430 m et DRD = 260 m d'après le manuel de vol.

 Nos mesures concernent pour l'instant 2 essais, un avec du vent arrière et l'autre du vent de face de la même valeur. Température 10° et Zp moyen -100 m. Je vais donc prendre bêtement les moyennes qui sont:

 DD = 380 m et DRD = 245 m d'après nos mesures et la DRD = 64% de la DD (iso 60 %)

 On fait donc mieux que le manuel de 12% pour la DD et 6% pour la DRD et j'avoue que c'est rassurant pour la suite, d'autant que nos décollages n'étaient pas des décollages de pilote d'essai et on pouvait arracher l'avion plus tôt et passer les 15 m à 1.2 Vs, c'est à dire 95 km/h à cette masse !

 On va tâcher de le faire par vent calme.


9 janvier.

Contraction du tube de Bernoulli.

 De temps en temps, il faut relire les excellents articles d'Inter-Action, ce que j'ai fait pour creuser cet effet d'attaque oblique des carénages de roues par l'écoulement. Voici le lien:

http://inter.action.free.fr/publications/helices/helice.html

 On comprend l'évidence, quand un tube de courant est accéléré par une hélice, ce tube va nécessairement diminuer de diamètre à débit massique constant. Ce qui est peut-être moins évident, c'est que l'augmentation de vitesse se fait par moitié devant le disque hélice, l'autre moitié s'effectuant en aval. On conçoit donc que l'écoulement extérieur au tube hélice (appelons-le comme ça), va suivre la contraction du tube de manière à ne pas créer de vide. Pensons néanmoins qu'il faut ajouter le volume du fuselage qui n'est pas représenté sur le schéma théorique précédent et qui va évidemment modifier et peut-être même compenser une partie de la contraction du tube de Bernoulli.

 Ce qui se passe vraisemblablement dans notre cas est que, le tube hélice est immédiatement repoussé par le capot moteur à un diamètre plus large, mais que une fois cet obstacle passé, le tube continue de se contracter en gainant le fuselage. Cela semble expliquer l'attaque oblique des carénages de roues que nous avons observé.

 Difficile d'en mesurer l'angle, d'autant qu'il dépend de la vitesse avion et de la charge de l'hélice. Un moteur réduit à grande vitesse, avion en descente, va au contraire gonfler le tube hélice en aval et inverser le sens de l'attaque oblique sur le carénage. Il faudrait donc optimiser le calage du carénage pour la situation de croisière, par exemple à 75% de puissance.

 Retenons que l'orientation d'un carénage d'appendice externe dois tenir compte de son environnement direct, à savoir l'influence des gros volumes tels que le fuselage et l'aile, mais aussi de la propulsion. Pour cela, les outils numériques peuvent se montrer particulièrement efficaces pour qui les maitrise, sinon on fera comme nous, avec des brins de laine.

 

10 janvier.

Traction hélice au décollage.

 Un petit post maintenant sur un sujet pour lequel nous avons (enfin) des valeurs. Je veux parler des mesures d'accélérations que notre petit dispositif nous a permis d'enregistrer lors des derniers décollages. A la masse avion de 700 kg, nous avons mesuré une accélération longitudinale variant linéairement avec la distance parcourue de 2,1 m/s² (à 0 km/h), à 1,4 m/s² (à 95 km/h).

 Comme vous le savez, F = M.γ  avec F qui est la sommes des forces s'exerçant sur le mobile, M sa masse et γ  l'accélération. Nous connaissons M et γ , mais F est-elle pour autant la traction hélice ? Pas tout à fait, car au début du décollage F globale intègre également le frottement des roues sur le bitume, puis à mesure que la vitesse avion augmente vient s'ajouter la trainée aérodynamique.

 Concernant le frottement des roues, l'oncle Jean Claude avait documenté le sujet en affirmant qu'il ne dépendait que très peu de la vitesse et que nous pouvions le prendre comme constant et évalué à environ 10 kgf, c'est à dire l'effort à la main pour tirer son avion dans le hangar une fois l'avion en mouvement.

 Essayons maintenant de déterminer la trainée avion à la vitesse de 95 km/h. Pour cela, il nous faut trouver le Cx avion. Comme vous le savez, ce Cx global est la somme de deux Cx d'origines différentes. Le premier dépend de la forme et matérialise la trainée de frottement et la trainée de pression (turbulences). Nous l’appellerons Cxp pour Cx propre et est pratiquement indépendant de la vitesse. Le second est induit par la portance et est une fonction de Cz, donc très dépendant de la vitesse. On l'appelle Cxi pour Cx induit.

Cxi = Cz²/(π.λ)   avec π = 3.1416... et λ = 6 , allongement de notre aile.

 Lors de la course au décollage, c'est principalement le train qui porte l'avion, c'est à dire que la trainée induite par la portance de l'aile est faible, c'est d'ailleurs pour cela qu'on essaye de mettre l'avion à train classique le plus tôt possible en ligne de vol. Le Cxi avant la rotation n'est pas nul, mais faible. Nous en retiendrons arbitrairement 20%.

 Quelles sont les données à notre disposition pour évaluer ces coefficients ?

 Nous connaissons la finesse de notre avion à 120 km/h récemment mesuré à 14 (masse 700 kg). Or, la finesse, c'est le rapport Cz/Cx à la vitesse et la masse considérées. Je peux facilement calculer Cz à 120 km/h, ce qui me donnera Cx = Cz/14

 Cxi est obtenu par l'équation précédente en fonction de Cz. Il ne reste plus qu'à faire Cxp = Cx - Cxi, puis de calculer la trainée aérodynamique Fa = 1/2.ρ.S.(Cxp+20%.Cxi).V² en attribuant à V la vitesse de décollage.

 Passons à l'application numérique en fixant d'abord les constantes et en nommant les variables:

ρ = 1.225 kg/m³ au niveau de la mer 

S = 14 m² surface alaire

M = 700 kg masse avion 

P = 7000 N poids avion

V = 95 km/h = 26.4 m/s vitesse à la rotation

λ  = 6  allongement voilure

S = 14 m² surface voilure

Fh en N: traction hélice

Fr en N: frottement des roues

Fa en N: trainée aérodynamique

γ en m/s²: accélération avion


 Donc, à 120 km/h (33.3 m/s),  Cz =  2x7000/(1.225x14x33.3²) = 0.736

Cx = 0.736/14 = 0.053

Cxi = 0.736²/(πx6) = 0.029

Cxp = 0.053 - 0.029 = 0.024

On remarque au passage qu'à 120 km/h, le Cxi est du même ordre que le Cxp et que donc la trainée générée pour sustenter l'avion est la même que la trainée de forme, les deux s'additionnant.

 Pour notre décollage, je propose de retenir 20% du Cxi en plus du Cxp, ce qui nous donne un Cx = 0.03

à 95 km/h (26.4 m/s), Fa = 0.5x1.225x14x0.03x26.4² = 179 N

Fr = 100 N (indépendant de la vitesse)

Reprenons maintenant la relation fondamentale de la dynamique:

Fh - (Fa + Fr) = M.γ

Fh = M.γ  + Fa + Fr

Au moment du lâché des freins, γ = 2.1 et Fa = 0, la traction hélice Fh = 1470 + 100 = 1570 N = 157 kgf

A la rotation à 95 km/h, γ  = 1.4 et Fa = 179, la traction hélice Fh = 980 + 100 + 179 = 1259 N = 126 kgf

 Voici donc des valeurs qui nous seront peut-être utiles en constatant également une baisse de 20% de la traction hélice entre 0 et 95 km/h, ce qui me parait tout à fait normal.

 Poussons un petit peu plus loin ces résultats pour trouver les conditions d'équilibre en vol horizontal au niveau de la mer à 120 km/h puis 240 km/h.

Traction hélice à 120 km/h.

 La finesse étant connue à 120 km/h (14), F = Cz/Cx, c'est aussi le rapport poids/trainée. Le vol étant rectiligne et uniforme, la traction hélice qui compense la trainée est:

 Fh = 7000/14 = 500 N = 50 kgf

Traction hélice à 240 km/h.

 A 240 km/h (66.7 m/s) on calcule Cz = 0.18 puis Cxi = 0.002 (très faible), puis Cx = 0.024 + 0.002 = 0.026

 La trainée, et donc la traction hélice est de: Fh = 992 N = 99 kgf à 130 kt au régime maxi de 2750 tpm

 On double la vitesse en doublant la traction!

 A première vue ça m'a un peu choqué, car la trainée augmente avec le carré de la vitesse, mais dans le même temps le Cx est divisé par deux avec la disparition presque complète de la trainée induite. Si on écrit l'expression de la trainée habituelle Fh = 1/2.ρ.S.Cx.V² , que l'on double Fh et V et que l'on divise par 2 le Cx il vient: 2.Fh = 1/2.ρ.S.Cx/2.(2.V)² qui, une fois simplifiée, est bien la même égalité que la précédente.


Quelles puissances moteur ?

 Un petit passage vers les puissances moteur en jeu. La puissance Pu fournie au mobile n'est autre que la vitesse avion multipliée par la traction hélice. 

 à 120 km/h (33.3 km/h) Pu = 33.3x500 = 16670 kW = 22.6 cv   (1cv = 736W)

 à 1670 tpm et FF = 9 l/h (valeurs de régime et FF mesurées en janvier de l'année dernière pour définir la vitesse d'attente en vol de conso horaire mini)

 D'après le modèle que j'avais élaboré qui lie la puissance moteur au débit carburant FF (l/h) = P(cv)/3.3 la puissance sur arbre moteur Pm =   9x3.3 = 30 cv et donc un rendement de propulsion de 76%.

 à 240 km/h (66.7 m/s) Pu = 66.7x992 = 66130 kW = 90 cv

 C'est cohérent avec le moteur installé de 100 cv au niveau de la mer et un régime de 2750 tpm, avec un excellent rendement hélice de 90% qui me parait un poil optimiste. FF = 100/3.3 = 30 l/h

 Donc si la traction est double, la puissance utile est elle multipliée par 4, alors que la puissance moteur est multipliée par 3.3.


Petit résumé visuel des différents paramètres.

Avion masse 700 kg, Pu puissance utile, Pm puissance moteur, FF fuel flow, conditions STD.


 Qu'est-ce qu'on s'amuse !


12 janvier.

Courrier des lecteurs.

Bonjour Fred.
Le génial Riffard l'avait déja perçu :


la roulette de queue du Simoun 630 était carénée !
amitiés
Bruno

 Merci Bruno pour cette belle image d’archives, on n’invente malheureusement pas grand chose, espérons ne pas finir de la même manière 😂. Quelle belle ligne de fuselage quand même !
 
 
17 janvier.
Prochain vol d'essai.
 
 Nous préparons un vol à la masse maxi décollage pour jeudi. Comme on ne peut pas pour l'instant prendre de passager supplémentaire, nous avons pesé l'avion avec les pleins, les pilotes équipés et des bidons d'eau que nous allons attacher à l'arrière façon Airbus.
 L'avion doit être en ligne de vol pour mesurer le poids sur chaque roue. Donc nous avions un niveau à bulle et même un laser pour vérifier cela.
 C'est un petit peu minutieux à faire, afin de passer la balance sous chaque roue sans que l'attitude ne change, notamment avec des cales de la hauteur de la balance. Nous préparons également un nouveau support caméra pour essayer de capter la contraction du tube de Bernoulli en intrados de l'aile, à proximité du train. On va donc tracer un repère parallèle à l'axe avion et installer un long brin de laine qui permettra de mettre en évidence un possible écart angulaire.
 
 

18 janvier.
Tube de Bernoulli.
 Nous étions au hangar ce matin pour refaire la pesée, nous avions un doute sur les résultats et les valeurs sont plus précises quand le pneu est bien au milieu de la balance et la balance bien stabilisée avec ses 4 pieds réglables à vis. Les résultats de la veille sont finalement confirmés, mais comme ça on est sûr.
 Masse à vide équipe de 465 kg, avec le lot de bord (outillage) et l'extincteur en cabine.
 
 Nous avons également préparé un nouveau support caméra pour le vol de demain, afin de pouvoir filmer la contraction du tube de Bernoulli dont j'ai déjà parlé ce mois-ci. L'orientation des brins de laine sera comparée à une ligne repère parallèle à l'axe avion. Ces brins sont en dehors du disque hélice et ne seront donc influencés que par l'écoulement en dehors du tube de Bernoulli. Nous sommes à 1 mètre de l'emplanture, ce qui fait que l'influence de la portance sur l'orientation des brins (en sens inverse de l'effet attendu) devrait être négligeable.
 
 Je prépare une seconde caméra pour enregistrer les instruments du tableau de bord et mieux corréler le régime moteur plein gaz avec la vitesse indiquée, ceci pour alimenter un vieux modèle (2014) numérique du SPEEDJOJO que je suis en train de remettre à jour des nouvelles perfos. Ce modèle utilise la polaire avion et un sous-modèle numérique du moteur O-200 équipé de l'hélice Ratier 2446. Il permet de mettre en évidence les vitesses caractéristiques comme celle de changement de régime (vitesse d'attente), la vitesse de finesse max, de vario max etc... avec comme entrées la masse avion et l'altitude pression.
 Nous seront également bientôt à même d'établir des tableaux de marche actualisés pour la croisière pour les différents régimes comme, le maxi range, 65%, 75%, et Vp maxi. Nous pourrons ainsi facilement anticiper, en fonction de l'altitude, les paramètres à afficher (régime, PA, FF) du régime choisi et connaitre la conso distance. Je vous publierai la feuille de calcul Excel quand j'aurai fini de l'affiner.
 
 Mais demain, on vole, et à la masse maxi décollage s'il vous plait !


19 janvier.
Performances décollage à la masse maxi.
  Et bien nous avons pu faire tout ce que nous avions planifié. Nous avons installé une camera sur le carénage de roue comme prévu, une autre au cockpit pour filmer le tableau de bord et enregistrer l'ensemble des paramètres. Puis il a fallut attacher les bidons d'eau à l'arrière pour obtenir la masse de 780 kg avec les pleins d'essence et les deux bonshommes. Une heure et dix minutes de vol avec une montée jusqu'au FL75 pour faire des enregistrement divers et variés que je commenterai plus tard. Au retour, 4 atterros. 
Nous avons atteint les heures et les atterros demandés par l'administration et je me suis chargé cet après midi de dépouiller les perfos décollage de ce matin.
 
 Les conditions météo ce matin étaient idéales pour la mesure que nous voulions faire. A 9h30 l'Atis  B donnait 310/5 2° 1001. Au moment de décoller le contrôleur donna du vent calme, la manche à air peut-être 2 kt de face pour un décollage en 35, température de 3° sur nos instruments.
 J'ai mis la puissance sur freins et top décollage. J'ai pu mettre l'avion en ligne de vol à 60 km/h pourtant avec un centrage bien arrière et comme je voulais passer les 15 mètres à 100 km/h (1.2 Vs), j'ai tiré assez franchement sur la profondeur à 90 km/h. J'ai pu passer les 50 ft (15m) à IAS 100 km/h exactement. Avant même de pouvoir décrypter les enregistrements j'étais très content de ce pilotage improvisé de pilote d'essai.
 Voici donc les résultats très flatteurs pour le SPEEDJOJO, j'ai même recherché l'erreur, mais je n'ai pas trouvé, c'est même l'inverse, car j'ai pu vérifier sur la vidéo tout le timing, top déco, mise en ligne de vol, rotation et passage des 50 ft, tout concorde à la seconde prêt. En premier l'enregistrement avec la distance en abscisse:
 

 En deuxième, la même, mais avec le temps en abscisse:
 
  Ces résultats sont presque aussi bons que ceux effectués à la masse de 700 kg. Je l'explique par la discipline de pilotage que je me suis imposé, car bien que plus lourd de 80 kg, nous avons passé les 15 m de hauteur avec 10 km/h de moins, c'est à dire à 1.2 Vs. Dans la vie normale, nous décollons tous avec des marges de vitesses, certains font même un petit palier d'accélération avant de reprendre la montée initiale. En général notre montée initiale se fait à 120/130 qui est quasiment notre vitesse d'évolution de 1.45 Vs. Dans le monde des essais en vol, point de marge, car il s'agit d'optimiser les performances avion pour son utilisation commerciale et de maximiser la charge offerte.
 
 Il y a quelques années dans ma compagnie, un A340 au décollage à Bogota est passé à une hauteur de 4 ft avec ses 4 moteurs en fonctionnement au bout de piste. Les conclusions de l'enquête révélèrent que la cadence de rotation insuffisante imposée par le pilote était à l'origine du problème et qu'il fallait arracher l'avion du sol de manière plus agressive. Ce terrain était un des plus limitatifs du réseau et cette cadence "insuffisante", mais généralement très répandue chez l'ensemble des pilotes, devenait un problème. Il a donc fallu réapprendre à décoller, et tous les pilotes A340 sont passés au simulateur pour apprendre à décoller comme un pilote d'essai. Les conséquences n'ont pas tardé à se manifester avec, dans la première semaine, pas moins de 5 occurrences de quasi tail-strike, dont le mien, rapportés par l'analyse des vols ! L'arrière de mon avion avait frôlé la piste à quelques centimètres lors de mon premier décollage à Roissy, après être passé au simulateur. Depuis tout le monde s'est calmé, on a repris nos petites habitudes et on prend plus de marges à Bogota.
 Pour information, les performances sur Airbus pour la panne moteur donne des vitesses de montée à V2 (vitesse à maintenir en montée initiale après la panne) qui sont parfois proche de 1.12 Vs !
 
 Donc, en conclusion, et en ce qui concerne nos affaires, il ne s'agit pas d'en faire une habitude de pilotage, mais d'avoir des valeurs qui sont d'authentiques limites, avec lesquelles il conviendra de prendre des marges.

 Si l'on compare au vieux manuel de vol du Sicile (avion qui n'a pas de volets, ce qui nous donne un avantage), nous faisons un tiers de distance de décollage en moins ! En interpolant les valeurs que je vous ai déjà publié (voir plus haut), on trouve dans le manuel : DD = 545 m et DRD = 327 m, à comparer avec nos valeurs ci-dessus !
 
 
20 janvier.
Perfos d'accélération en croisière.
 Une fois rendu en altitude, au-dessus de la vallée de Cipières, nous avons fait un enregistrement d'accélération en palier. Ce sont des données dont j'ai besoin pour alimenter mon modèle numérique du SPEEDJOJO. Le vent était bien établi du nord, j'ai donc conduis cette mesure face à l'ouest.
 
 

 Le protocole de la mesure était le suivant. Se mettre en palier à 120 km/h IAS, puis plein gaz en palier jusqu'à la vitesse maximum en limitant le régime moteur au maximum de 2750 tpm.
 Sur le relevé ci-dessus sont enregistrés, la vitesse sol et l'accélération sur trajectoire. La mesure d'accélération mériterait d'être filtrée, mais le programme ne le permet pas. J'ai donc simplement tracé les tangentes de la courbe de vitesse en fonction du temps, pour obtenir des valeurs plus fines de l'accélération. Sans surprise, au début, à 130 km/h ça accélère fort à 0.7 m/s2, puis l'accélération diminue progressivement, 0.49 à 150, 0.38 à 170, 0.30 à 190, 0.20 à 210 jusqu’à 0.14 m/s2 quand on atteint le régime maxi du moteur et qu'il faut réduire.  
 
 Ci-dessous, une image extraite de la vidéo de contrôle, plein gaz, au moment où la vitesse maxi de 215 km/h (IAS) est atteinte au régime de 2750 tpm, jute avant le réduction, la PA est encore de 765 hPa.
 
Note sur la PA:
 La pression statique extérieure est de 771hPa, ce qui indique que les pertes de charge dans l'admission (pressure drop) sont de 6 hPa. Pour info, cette perte de charge est de 20 hPa au décollage. La pression dynamique à cette vitesse permet donc de récupérer une grande partie de ces pertes. A 215 km/h la pression dynamique vaut 22 hPa, ce qui veut dire que si le moteur n'était pas alimenté par une écope face au vent, la perte serait de 22 + 6 = 28 hPa au lieu de 6 hPa, ce qui, d'après le modèle moteur, nous ferait perdre 2 cv ou 2.5% de puissance.

 Les conditions d'équilibre après réduction partielle des gaz sont: IAS 215 km/h, RPM 2750 tpm, PA 744 hpa, T° -6°C, Zp 7350 ft, ce qui donne une TAS de 128.5 kt. La TAS de 242 km/h (130.7 kt) est un peu optimiste car l'instrument ne corrige pas de l'écart à la température standard qui est de 0°-6°= -6°
 
 


Perfos régime d'attente.
 Je me suis mis en palier à 120 km/h, qui est proche de la vitesse de conso horaire mini. Les résultats obtenus sont: Régime 1830 tpm, FF 11,5 l/h à la masse de 780 kg.
 Pour mémoire, nous avions mesuré à la même vitesse, mais à la masse de 700 kg : régime 1670 tpm et FF 9 l/h en janvier 2022, ce qui est tout à fait cohérent, car à cette vitesse faible, le Cx induit (et donc la trainée) est très dépendant de la masse. On démontre que la puissance (et donc la conso horaire) augmente comme le carré de la masse.
700 x 1.11 = 780 kg  et  9x(1.11)^2 = 11.1 l/h


23 janvier.
 Caractéristiques Continental O-200.
 Je vous republie les caractéristiques couple/puissance du moteur O-200 que j'avais réussi à pomper sur un site de racers américains qui utilisent ce moteur. Ces données concernent le moteur non modifié, auquel ils comparent des modèle sur-vitaminés pour leurs besoins en compétition.
 Mon seul petit travail était de convertir les unités de couple de ft.lbs en N.m. La puissance en cv ça me va.
 

 Les conditions extérieures sont ; niveau de la mer en STD.
 Je le publie car ces courbes n'existent pas dans le manuel moteur et j'en ai besoin pour affiner mon modèle d'avion complet que je vous présenterai bientôt.
 
 Tube de Bernoulli.
 J'ai regardé les images de l'intrados où je tente de visualiser la contraction du tube de Bernoulli. Nous réalisons qu'il ne se passe pas grand chose et cela quelle que soit la puissance moteur ou la vitesse. J'ai indiqué sur la photo un brin (en bas) qui s'oriente bien vers le fuselage, mais il semble dans l'influence du pantalon de la jambe de train et de sa zone de recompression en aval. 
 Donc on va considérer que ce n'est pas un sujet et rechercher plutôt dans la répartition des volumes du carénage de roue la raison de l'orientation non optimale des brins, en ajoutant du volume là où il faut écarter les brins entre eux et en en enlevant aux endroits où ils divergent.
 
En conclusion et perspectives.
 Nous allons au plus vite envoyer à l'administration les données réclamées pour récupérer notre CNRA valide et pouvoir reprendre l'activité montagne sans restrictions.
 L'acquisition de l'instrument de mesure Flysight nous offre de bonnes perspectives pour contrôler et valider ce que nous faisons. Nous allons conduire quelques mesures d'accélérations en palier supplémentaires à différentes altitudes pour affiner notre modèle numérique du SPEEDJOJO.
 La réalisation pratique des nouvelles carènes de roues est en sommeil le temps que les températures remontent, mais ce n'était pas du temps perdu car la réflexion va nous permettre de les optimiser un peu plus.
 Le dossier sur l'aérofrein ventral avance, prochain volet en février.
 

 Cette année commence bien pour le SPEEDJOJO et sa team !


28 janvier.
Dépouillement des enregistrements.
 Nous avons effectué un petit vol d'une heure hier, pour le plaisir, mais aussi et encore pour enregistrer des paramètres. De façon à statuer définitivement sur les perfos décollage que nous allons fournir à l'OSAC, nous avons fait une dernière mesure avec un passage à 15 m à une vitesse plus raisonnable de 1.3 Vs. C'est Papa qui s'y est collé, très bien réalisé d'ailleurs, les 15 m étant passés à la vitesse indiquée précise de 100 km/h, donc 1.3 Vs à la masse de 680 kg. La DD est de 250 m avec une DRD de 145 m.
Si l'on ramène à la masse maxi décollage de 780 kg et en corrigeant le vent on obtient DD = 377 m.
Nous allons donc prudemment déclarer DD = 400 m en STD au niveau de la mer et DRD 240 m pour la masse maxi décollage.
 
 Ensuite nous avons fait quelques recherches de Vs à l'apparition du buffeting.
 Résultats:
 A la masse de 680 kg, toutes vitesses en km/h indiqués.
Vso 88, alarme 95
Vs1 81, alarme 93
Vs2 76, alarme 92
Vs3 75, alarme 88
Vs4 pas mesurée
 
 Puis nous sommes allés dans les montagnes faire des accélérations en palier. Pas facile à faire en essayant de tenir précisément l'altitude. Le plus long reste le dépouillement, avec la vidéo, en faisant correspondre les time-lines vidéo/Flysight.
 Ci-dessous un exemple, réalisé au FL55. Nous en avons fait deux autres, au FL 65 et 85. Au final j'arrive à extraire les données d'accélération et à les corréler avec la vitesse indiquée.
 Ces données serviront à valider le modèle numérique du SPEEDJOJO.




















En bleu la GS, en vert la TAS, en rouge l'IAS, en orange le vent effectif et en violet l'accélération.

17 commentaires:

  1. C'est là ou l'on voit l'origine de l'appareil d'enregistrement : à un moment l'avion plonge négativement vers le haut avec un angle de -13 degrés :)

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  2. Oui, c'est le dive angle positif, vers le bas :)

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  3. Le moins qu'on puisse dire c'est que c'est beaucoup plus précis, outillé, argumenté et moins fantaisiste que... les performances du DA40 sur wikipedia. Bon d'accord là c'est un exemple extrême, mais quand même !

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  4. Bonjour Fred.
    Pour les calculs de traction, on va dire que les ordres de grandeur y sont. Il y a quelques raccourcis qui pourraient laisser penser qu'il y a des erreurs de raisonnement, ce qui nécessité une lecture très attentive pour voir qu'il n'y en a pas vraiment (à moins que nous ayons la même cécité). Un exemple : On double la vitesse en doublant la traction. Les conditions ( par exemple d'incidence) ne sont pas du tout les mêmes à 120 et 240 mais un fois qu'on a diminué la traînée induite, il n'y a plus rien à gagner sur les valeurs des coefficients. D'ailleurs, tu l'as bien dit, on ne multiplie pas la vitesse par deux en multipliant la puissance par deux.
    Autre exemple, le rendement de l'hélice est très dépendant de la puissance disponible qui est proportionnelle à la différence des carrés des vitesses avant et après l'hélice. Donc plus on va vite, plus cette différence diminue.
    En bref, il y a une vitesse maximale atteinte quand le tout s'équilibre, ce qui, avouons le, est conforme à notre expérience 😂

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    1. Oui, en constatant que le vitesse double en doublant la traction hélice, ce n'est pas un résultat universel transposable à tout avion, c'est le résultat obtenu avec cet avion et les vitesses de comparaison choisies. Il faut en particulier choisir une première vitesse où la trainée induite est égale ou proche de la trainée de forme et qu'à la vitesse double la trainée induite soit négligeable, de manière à ce que le Cx global soit divisé par 2 entre les deux vitesses.
      Je ne peux que te conseiller de relire un vieux dossier de ce blog, dans l'onglet documentation intitulé "Pour en finir avec les performances prétentieuses", où je fustigeais l'incohérence des performances avancées par certains constructeurs d'avions.

      https://drive.google.com/file/d/0B8xjeGH8N3H1dV9RZmRIZ2lla2c/view?resourcekey=0-CPc7wnWuJWEe3rVmiCHsVQ

      J'y indique une méthode approchée pour déterminer à partir d'une situation connue de puissance/vitesse en palier, quelle vitesse sera obtenue pour une augmentation de puissance de X%. La conclusion est que si la puissance augmente de X%, la vitesse augmente de 1,1.(X/3)%.
      Dans l'étude du présent article, la puissance augmente de +300% (Puissance x4), la vitesse doit donc augmenter de +110% d'après la formule approchée, et c'est à 5% prés le résultat obtenu: 120 + 1.1x120 = 252 km/h. L'écart à 240 km/h est lié à la formule qui est approchée et qui fonctionne mieux avec des écarts de puissance plus faibles.
      Concernant le rendement hélice, l'article en lien d'inter-action explique bien que le rendement hélice est lié à la charge au mètre carré hélice et à la vitesse avion (une autre façon de décrire la même chose que ce que tu écris). Je vais mesurer la surface de notre hélice et ferai un petit post sur ce sujet en donnant quelques valeurs du rendement de propulsion dans différentes configurations.
      A plus Bruno

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    2. Bonjour Fred. Merci de rappeler les divers articles pertinents sur le sujet (je les avais bien en tête).
      Tes réflexions m'ont amené à me poser des questions sur un sujet que je ne connaissais pas du tout. Une fois n'est pas coutume, voici ce que dit Chatgpt sur la relation entre le frottement des roues et la vitesse :
      "
      F_f = D_fsin(Carctan(Bv + E(B*v)^2))

      où:
      F_f est la force de frottement
      v est la vitesse du véhicule
      D_f est le coefficient de frottement statique
      C est un coefficient qui modifie l'amplitude de la force de frottement
      B est un coefficient qui modifie la linéarité de la force de frottement en fonction de la vitesse
      E est un coefficient qui modifie la non-linéarité de la force de frottement en fonction de la vitesse.

      On peut voir que dans cette équation, la force de frottement est un sinus de l'arc tangente de Bv + E(B*v)^2, ce qui permet de prendre en compte la non-linéarité de la force de frottement en fonction de la vitesse.

      Il est important de noter que ce modèle n'est qu'une approximations, et qu'il peut y avoir des différences par rapport à la réalité, donc cela nécessite des ajustements et des tests pour chaque usage particulier."

      mais effectivement, la littérature dit que la variation est faible.
      Bonne journée à toi, et encore merci pour ces réflexions très instructives.




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    3. Houu, merci d’avoir creusé, mais on va rester sur ta conclusion, c’est bien assez compliqué comme ça 😄

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  5. en essayant de comprendre tout cela , j'ai du prendre un DOLIPRANE :-) bonne année de santé pour permettre les beaux vols champêtres de 2023 - Fred LFGB

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    1. Heureusement il n’est pas nécessaire de comprendre pour prendre du plaisir à voler. Mais évite le Doliprane, c’est mauvais pour le foie 😂

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  6. salut et bonne année, moi j'ai carrément pris un lexomil, bon à la huitième lecture à voix haute y a des trucs qui commence à rentrer on va essayer de transposer, pour comprendre un peu car je reste enthousiasmé par les performance de mon petit avion, en commençant par mesurer la finesse du bébé samedi. J'ai par contre une question hors sujet c'est quoi le système d'amortissement sur le train de speedjojo ? élastomère ? caoutchouc, ressorts ? merci marc

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  7. Bonjour Fred. Pour revenir à ton post du 5 janvier, où avec un moteur Potez on aurait des perfs meilleures de 10%, je me suis demandé si ce n'était pas aussi ou plutôt l'hélice Ratier généralement associée qui faisait la différence ? Même si c'est vrai que le Potez avait super bonne réputation.
    Ca pourrait aussi expliquer que "malgré" votre moteur vous feriez un peu mieux que le manuel de vol.

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    1. Le Potez fait 105 cv avec une courbe de couple différente et mieux adaptée. C’est un vrai malheur que ce moteur ne soit plus fabriqué car il était meilleur que le O-200 et plus léger me semble-t-il. La Ratier est vraisemblablement la meilleure hélice prévue dans le manuel de vol. Après je pense que nos perfos meilleures sont aussi dues aux saumons d’ailes qui augmentent surface et allongement, en tout cas ça me plaît de le croire 😄.

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  8. Pour l'histoire du tube de Bernoulli derrière l'hélice, je me suis demandé si vous aviez regardé au bon endroit. Le dessin de Matthieu pour interaction montre un rétrécissement plus en arrière. Par ailleurs, c'est sûrement un effet d'optique mais sur les photos on pourrait avoir l'impression que le tube généré par l'helice serait plus large que la voie du train ?

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    1. Oui, peut-être, mais c’est au niveau du train que l’angle m’intéresse.

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    2. En fait, en y réfléchissant, il y a plein de manière de modéliser un avion en fonction des objectifs que l'on se donne : calculer la conso/le temps précis/ en fonction du vol , ou pouvoir optimiser tel ou tel paramètres, etc... La modélisation peut prendre différentes formes en fonction des objectifs : équations portance/poids/force motrice/traînées ou des tableaux excel, ou ???? Vous faites durer le suspens! Mais le résultat sera toujours intéressant.

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    3. Oui, je prends un peu mon temps, le temps justement de récupérer des relevés fiables d'accélération et de bien comprendre les effets de l'altitude et de la vitesse sur le régime moteur plein gaz, grâce cette fois à la vidéo. Merci Bruno

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