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Avril 2013 - GV, mise en service pompe à vide, perche anémométrique, dossier CO de M Offerlin.

9 Avril:
Courrier de lecteur, circuits de refroidissement.

Benoît F

Bonjour Monsieur,

Je suis actuellement en stage dans une boîte aéronautique brésilienne et je travaille sur le refroidissement d'un système de propulsion électrique intégré sur un avion léger. J'ai lu avec attention sur votre site speedjojo tous vos documents sur le refroidissement moteur, très instructifs et détaillés.

Je me pose néanmoins la question suivante: comment se fait-il que le positionnement de la sortie d'air n'apparaît pas dans votre raisonnement ? Effectivement vous exprimez que la pression statique de sortie de refroidissement doit être égale à la pression statique de l'air extérieur, mais celle-ci ne devrait pas justement dépendre de la position de sortie d'air ? Ce qui justifierait par exemple de positionner la sortie dans une zone de dépression avec une vitesse élevée de l'air, pour une meilleure succion ?

Je vous remercie de l'attention que vous porterez à ma question.

Réponse:

Bonjour Benoit et merci de l'attention que vous nous portez.

 Je pense avoir compris le sens de votre remarque et vous avez tout à fait raison de dire qu'une sortie de circuit dans une région de faible pression statique augmente le débit d'air de refroidissement.
 Maintenant, j'aimerai vous faire voir les choses d'une autre façon et vous faire considérer que pour tout système planeur+système de propulsion, il y a d'une part une nécessité de refroidissement (des calories à évacuer) et d'autre part une capacité de refroidissement qui est directement liée à la vitesse de l'avion.
 A titre d'exemple, un avion lent mais puissant (remorqueur) aura des exigences de refroidissement plus sévères qu'un avion rapide et moins puissant, puisqu'il aura un flux de chaleur important à évacuer, mais sa faible vitesse ne génèrera qu'une maigre delta P au "bornes" du circuit.


  Si, dans un premier temps, on considère que la pression statique de sortie vaut Po (pression statique à l'infini amont), la capacité maximale de refroidissement est obtenue dans le cas suivant (schéma) avec la pleine ouverture des volets de capot avec un diamètre de sortie théorique infini et une vitesse quasi nulle de l'air en sortie.

Si, effectivement, le refroidissement dans ces conditions n'est encore pas suffisant, le positionnement de la sortie dans une zone où la pression statique est plus faible que Po augmente un peu plus la delta P totale, ce qui augmentera également le débit d'air.
 Vous aurez compris alors que cet artifice de la sortie en zone de dépression n'est utile que dans des cas extrêmes de nécessité de refroidissement, ou pour palier à un circuit mal conçu dont la capacité de refroidissement est insuffisante.

Influence sur le rendement du circuit?
 Si par contre votre circuit est bien conçu, le positionnement de sa sortie en zone de dépression vous obligera à fermer un peu plus vos volets de capot pour maintenir le débit dont vous avez besoin et pas plus. Vous en conclurez que la vitesse de sortie à débit égal est donc plus importante (avec raison) et que donc le rendement est meilleurs. Il n'en est rien, car cet air libéré à plus grande vitesse l'est dans un air extérieur lui-même accéléré qui est d'ailleurs la cause de la pression statique plus basse dans cette région. Cet air extérieur va nécessairement ralentir dans la zone de recompression (arrière du fuselage) et avec lui, l'air de sortie du circuit.

 Au bilan, et pour un même débit de refroidissement, les molécules éjectées du circuit de refroidissement, qu'elles le soient en zone de dépression ou non, se retrouvent à la même vitesse derrière l'avion et le rendement est le même.


 Dans votre cas, le refroidissement d'un système de propulsion électrique ne nécessite pas à priori un gros débit de refroidissement par rapport à un moteur thermique et de mon point de vue, la position de la sortie ne devrait pas être influencée par le critère que vous avancez. Dépensez plutôt votre énergie à soigner le circuit lui-même en appliquant toutes les bonnes pratiques afin de minimiser la trainée de refroidissement.
 En espérant avoir répondu à vos attentes, je vous souhaite de la réussite dans votre stage et n'hésitez pas à nous envoyer quelques détails de vos activités.

Salutations aéronautiques et à bientôt
Frédéric Peuzin  

10 Avril:
 Benoît F

 Bonjour Frédéric,

Merci pour votre réponse qui éclaire mes interrogations. Effectivement le rendement de notre système électrique (des batteries jusqu'au moteur) est d'environ 90%, et on pourrait donc s'attendre à un système de réfrigération bien plus simple que celui d'un moteur thermique dont seulement 30% de la puissance délivrée est utile. 

Néanmoins nos packs de batteries demandent également à être réfrigérés et je suis en train d'étudier une solution en calculant de nouvelles entrées d'air et des carénages pour acheminer cet air jusqu'aux packs puis jusqu'à la sortie d'air. Comme vous l'avez souligné, je pars effectivement de la puissance dissipée en chaleur par mes batteries et donc du débit massique nécessaire à la réfrigération pour mon calcul de dimensionnement.
Pour tout vous dire, le fait est que la disposition de nos packs rend ce système lourd avec des pertes de pressions importantes dans les carénages (notamment pour les packs situés au niveau du passager, peut-être alimentés par une entrée NACA sur le fuselage), et c'est ce pourquoi je pensais à profiter en plus de la perte de pression supplémentaire générée par une entrée d'air en surpression et une sortie en dépression. Une simulation sous SolidworksFlow pour diverses phases de vol me permet d'avoir une bonne idée de cette différence de pression en fonction de l'emplacement des entrées et sorties d'air. Ce même logiciel me permet de calculer la perte de pression du système [carénage entrée - pack - carénage de sortie] en fonction de la valeur du débit massique.

Curiosité personnelle, pourriez-vous me dire comment vous effectuez concrètement le contrôle de votre surface de sortie pour maîtriser le débit massique en fonction de vos besoins? Est-ce une manette sur laquelle le pilote agit lorsque la température des cylindres excède par exemple une certaine limite? 

Je vous remercie pour votre aide,

Benoît

De moi:
Bonjour Benoît,

Je comprend mieux votre problématique, vous êtes vraisemblablement dans un des cas "difficiles" que j'évoquais.
L'étroitesse du circuit et des contraintes d'encombrement vous conduisent à des pertes de charges importantes.
Votre pression d'entrée
d'air n'est pas maximum, car des raisons géométriques vous interdisent une captation à un point d'arrêt. Cette captation se ferait plutôt latéralement par une prise NACA dont l'efficacité sera d'autant plus altérée par la couche limite que celle-ci est positionnée en arrière.
Dans ces conditions, je suis d'accord, vous pouvez améliorer les choses en tachant de positionner l'entrée d'air le plus en avant possible (couche limite de faible épaisseur) et dans une zone où la pression statique est la plus importante possible. Positionnez la sortie en zone de pression statique faible bien sûr.


Si malgré tout le débit s'avère insuffisant, vous pouvez opter pour une entrée d'air en écope bien profilée qui piègera la couche limite et récupèrera une pression totale plus importante. Ce type de captation est un peu plus couteux en trainée qu'une prise NACA, c'est le prix de l'efficacité.



  Sur cette photo, notre entrée d'air cabine, bien plus efficace que la précédente, surtout en été!




 Je connais un peu SolidWorksFlow, mon fils Nicolas l'a utilisé dans son projet de soufflerie avec son lycée. Je pense que c'est un outil bien pratique pour dégrossir, mais à utiliser avec précautions car il ne dispense pas de la phase expérimentale, des surprises sont toujours possibles, c'est ce qui fait le charme de cette discipline.

 Nous allons bientot conduire des essais avec mon père pour tacher de cartographier le champ de pression autour du fuselage de notre avion pour justement essayer de trouver une meilleure localisation pour la sortie d'air de notre ventilation cabine.
 En ce sens, nous rejoignons un peu vos préoccupations actuelles.

  Pour répondre à votre dernière question, les volets de capot se manœuvrent du cockpit avec une commande spécifique. Dans notre avion c'est une tirette que l'on peut bloquer dans n'importe quelle position sur toute la course. Son utilisation est bien sûr lié aux températures observées (température d'huile pour nous). Cela dépend des avions, mais en général les capots sont ouverts en montée, à la demande en croisière et fermés pour la descente, mais tout cela est bien sûr modulable en fonction de la température extérieure.

Le bénéfice attendu est une amélioration des performances par diminution de la trainée de refroidissement en croisière, mais aussi une longévité accrue du moteur dont on limite les chocs thermiques.
 On pourrait envisager d'automatiser les volets de capot et de les asservir à un contrôle de la température moteur. Mais rien n'est simple en aviation car il faudra envisager les cas de panne (système fail-safe) et considérer la masse supplémentaire du système comparée à la plus value ergonomique. bof

cordialement

12 Avril:
Journée au hangar:
GV:
 Nous avons pratiquement terminé la GV aujourd'hui avec les prises de compressions du moteur à froid et à chaud, qui nous donnent satisfaction. Papa a juste pris l'hélice sur le crane lors d'une mise en pression d'air dans un cylindre. 
 Plus de peur que de mal, mais le cuir chevelu ça saigne beaucoup!
 Sur cette photo on voit l'appareil qui sert à prendre les compressions.
 Pour chaque cylindre on positionne le piston au point mort haut avec les soupapes fermées. On envoie ensuite de l'air comprimé dans l'appareil, puis on se sert de la molette noire à gauche pour régler la pression d'entrée à 80 psi (mano de gauche). Une fuite calibrée interne à l'appareil sépare les 2 manos. Celui de droite est relié au cylindre (tuyau rouge) par le trou de bougie. Plus le débit est important (et le moteur usé) et plus la différence de pression entre les 2 manos est importante.

 Il ne reste que la vidange à faire, mais nous attendons l'huile commandée.

Circuit de dépression: 
 Excellente nouvelle, le circuit de dépression est maintenant alimenté par la pompe à vide récemment révisée par le père.
 Notre ami Didier nous a fait don d'un régulateur absolument indispensable pour éviter une dépression trop forte à haut régime moteur, ce qui nuirait à la longévité des nos instruments gyroscopiques.
 Sur le O-200, la prise mécanique pour la pompe à vide est située tout à l'avant et en dessous.




 
 A coté, une vue du régulateur Badin Crouzet, Papa lui a trouvé une petite place dans l'habitacle contre la parois du fuselage à gauche.
 La valeur de dépression se règle avec le bouton sur le dessus et la régulation s'opère en admettant plus ou moins d'air par l'orifice du bas que l'on doit prochainement relier à un filtre pour protéger la pompe.
  On a un petit mano au tableau pour contrôler le bon fonctionnement de l'ensemble.




 Il faut être un peu acrobate pour bricoler dans un cockpit si petit.

 Point fixe effectué ensuite, succès total, la dépression obtenue, même moteur au ralenti, est bien meilleure que celle obtenue avec notre venturi en vol. Du coup le venturi a été démonté et rangé au musée.

 Voila une bonne chose qui participe au nettoyage aérodynamique de la cellule!



Sondes CHT:
 Autre succès de la journée, l'installation des sondes CHT et l'affichage des températures mesurées sur le display (TC3 de MGL avionics).
 Le point fixe nous a permis de voir que tout marchait bien.

 Cela faisait longtemps que nous n'avions eu autant de réussite dans nos activités jojotesques!
  




18 Avril:
 Activité un peu réduite au hangar en ce moment, Papa s'est laissé déborder par des activités liées à son habitat et au jardin. Pour moi c'est un peu pareil, mais j'ai quand même réussi à terminer la perche anémométrique entre le taillage de la haie et la tonte de la pelouse.
 Une petite photo pour attendre la suite.
 Les tuyaux en silicone sont montés sur l'avion depuis l'attache de la perche jusqu'au flan intérieur droit de l'habitacle.
 Il reste à installer la partie du réseau pneumatique avec les robinets derrière le tableau de bord.
 Voici le schéma de principe de ce que sera notre circuit anémométrique après modification.

 Le badin d'origine reste alimenté normalement, alors que le Flight 2 sera, au choix, sur le réseau normal de bord ou sur la perche anémométrique, ce qui permettra d'établir un tableau de compensation pour le circuit normal.
 Cette perche n'a bien sûr pas vocation à rester en place, les autres utilisateurs du hangar pourraient râler vu l'encombrement, mais tout est prévu pour qu'on puisse la monter et la démonter facilement pour nos essais.

25 Avril:
 Hier, Papa a finalisé l'installation des robinets (photo) pendant que je faisais un essai de montage de la perche.


 J'ai ramené la perche à la maison pour reprendre un peu le support qui ne va pas tout à fait bien. 
 Ci-dessous, une vue de l'installation.




 Le tableau a été remonté prestement lorsque nous avons obtenu de façon un peu prématurée, un rendez-vous avec un représentant de l'OSAC pour l'après midi à Fayence. Ces personnes qui contrôlent les avions en vue du renouvellement des CDN se font un peu rares et quand on tient un rendez-vous, on ne le rate pas.
 Notre CDN (en fait CNRA) se terminant le 4 Mai, on commençait à être un peu nerveux pour ne pas rater l'Envolée. Le rassemblement doit s'effectuer à Egleton le Mercredi 8 Mai.

Message de JC Ramon:
Avant programme:



Rassemblement à Egletons vers 17 heures



Le lendemain Jeudi paquerette dans l'ouest du perigord avec pique nique du coté de Galinat

                     Vendredi paquerette dans le region de Brive avec casse croute à Lacave

et le Samedi midi je vous réserve une petite surprise..............!!!!



Merci d'avance à bientot


Jean Claude Ramon

Aude Aéroservices Executive
H4 Salvaza Airport

 Papa s'est ensuite plongé dans la paperasse et les carnets d'entretien pendant que je nettoyais tout l'avion et le faisait briller comme un sous neuf. Après un court vol vers Fayence, la visite s'est très bien passée, ayant même les félicitations de notre inspecteur/contrôleur pour la beauté et le bon état de l'appareil, ce qui, venant d'un professionnel, nous est allé droit au cœur (fier fier!).

 Pendant ce temps là, mon Oncle Jean Claude (l'ingénieur bien connu de nos blogueurs possédant un SkyRanger avec son fils Thierry) nous proposait de reprendre l'activité montagne dès Jeudi avec une bonne fenêtre météo et un moteur fraichement révisé.


 Papa ayant de l'acide à passer sur son carrelage (une promesse est une promesse!) je m'organisais avec mes 2 fistons (vacances scolaires ici) pour élaborer un bon plan foireux comme on les aime et relever le défit des Peuzin du nord (Grenoble le Versoud).

26 Avril:
 Compte rendu de la journée montagne d'hier:
 Ce fut une excellente journée compte tenu des conditions météo sur toutes les Alpes sud et ce, malgré un voile de nuages à haute altitude dans l'après-midi atténuant un peu l'effet "beau temps".
 Le rendez vous était fixé à Mens (Isère) à 9h, ce qui nous a fait lever à 6h, mais quand je me lève pour ça, je n'ai aucune difficulté!
 On s'est retrouvé en l'air avant l'ouverture de la tour à Cannes, puis, cap en route directe sur la ville de Gap. Un bon flux de sud-est nous a poussé tout du long et après contournement par l'Est de la Grande Tête de l'Obiou, nous arrivions verticale Mens dans une merveilleuse lumière matinale.



 Jean Claude ne tarda pas à arriver avec Tanguy, son petit fils, heureux d'être de la fête. Après les effusions d'usage, nous entrions dans le vif du sujet avec quelques tours de piste puis un départ sur l'Escoulin, altisurface située à 15 km dans le nord-ouest de Die (Drôme). L'endroit est magnifique de nature, de calme et de solitude, et même si nos aéronefs sont des plus silencieux, on a presque honte de troubler l'endroit.



 Nous mettions ensuite le cap au sud, selon le plan établi la veille, pour rejoindre Faucon (30 km au sud de Die), le premier de la journée un peu "technique", avec sa forte pente en entrée (20%) qui impressionne bien les jeunes qui ont eu le sentiment d'arriver en courte finale ...contre un mur.
 Ici c'est comme à l'Escoulin, on a l'impression d'être seul au monde.




 Puis nous repartions vers la Colombe d'Eyguians, à coté de Laragne-Montéglin (Hautes-Alpes) qui est limitatif pour nous, car assez court et peu pentu, donc nous interdisant d'atterrir si il y a du vent arrière au décollage (impossibilité de repartir dans ce cas). Mais tout était parfaitement calme. 






 
Sur la photo suivante, l'installation de la caméra au bout de l'aile avec laquelle nous avons pris quelques bonnes séquences à voir prochainement sur ce blog.





 Un dernier petit saut pour rejoindre Gap et prendre la pose déjeuner en terrasse au Looping, plein à craquer dès que les beaux jours arrivent.











 Puis c'était reparti ensuite pour Clamensane à 20 km plein sud du terrain de Gap. Ci-dessous, Nicolas en pleine digestion.
  
  Nous nous sommes quittés au Grand Terrus vers 15h, en se promettant de renouveler ce type de journée très vite.
 J’entendis une dernière fois Jean Claude sur 130.0 qui passait le col de Lus et nous souhaitait un bon retour.
 Pour notre part, nous sommes repartis plein sud pour poser à Banon , terrain dont le village est adossé au plateau d'Albion, entre la montagne de Lure et le Ventoux.
 Enfin, retour à Cannes, tout seul car les 2 gamins s'étaient endormis! arrivée vers 17h.


 La montagne, c'est le pied!


30 Avril:
Dossier Monoxyde de carbone:

 Comme promis, le lien pour télécharger le dossier COquézako de Michael Offerlin d'inter-action, sur le traitement de la présence de monoxyde de carbone dans son avion. 

ICI


De Michael Offerlin:
 
Bonjour Frédéric,



Matthieu m'a évidemment transmis tes appels…

Je ne sais pas s'il t'a déjà fait parvenir la présentation powerpoint, mais je l'ai complété avec les derniers résultats, et transmis à l'Osac et la DGAC pour justifier certaines modifs sur mon avion actuellement en arrêt de vol pour cause de renouvellement de CDNR (interrompu car transmissions multiples du dossiers entre divers services - ouverture en grand des parapluies… qui a fini par se perdre dans les méandres de l'appareil administratif !). D'où, rebelotte… et attente.

Pour l'heure ce ne sera donc pas un article, ayant d'autres priorités au sein d'Inter-Action. 

Cela dit, ce sujet n'étant nullement "réservé", si tu le désires tu peux bien évidemment l'approfondir. Comme pour toute étude scientifique, la réplication expérimentale, en un autre lieu, un autre temps, et menée par une équipe différente, assoie l'étude et la rend incontestable.


De moi:
  Merci Michael pour le dossier, je m'occupe d'en faire la promotion à mon niveau.
 Je pense que même si tous les pilotes n'ont pas un ambassadeur ou dérivé (avec ta réponse spécifique à ce modèle), cela participe de la prise de conscience de ce risque sournois et c'est déjà ça, chacun pouvant légitimement se poser la question; "et moi combien de ppm dans ma cabine?" et faire au moins une mesure.
 Pour notre part, le dossier n'est pas fermé et nous projetons prochainement de faire des mesures de pressions statiques externes sur le fuselage et internes pour cartographier le champs de pression.
 L'idée, c'est de tacher de trouver une sortie "naturelle" de l'air cabine et d'organiser la circulation interne avec la delta P dans le bon sens (comme toi) entre les 2 volumes du fuselage (éventuellement avec des conduites d'air dans le fuselage pour aspirer à un endroit et refouler à un autre) et si possible sans l'extracteur que tu as placé, qui doit être un peu couteux en performances. Au fait, as tu évalué ce coût?

à bientôt
Cordialement


 De Michaël:

Bonjour Frédéric,

Je ne pense pas que ce Venturi soit très coûteux en perfos. Du reste, l'Ambassadeur traîne beaucoup trop pour mesurer le moindre delta de perfo. Sur MCR, je ne dis pas. Mais là on est dans l'épaisseur du trait qui malheureusement est trop gros.

Un Venturi pour l'instrumentation traîne à mon avis beaucoup plus, non pour sa partie interne (encore qu'elle soit relativement anguleuse), mais surtout parce que sa partie externe n'est jamais carénée. Dans le cas présent, la partie interne et profilée, mais la partie externe aussi. Rien ne décroche. Quant aux flancs, ce ne sont que 2 plaques planes. Reste, je te l'accorde les boulons et les rivets.

Par ailleurs, il y a aussi autre chose à considérer : En inversant le delta P, la partie arrière ne fourni plus de débit à la partie avant (ou très peu lorsque les écopes latérales et le chauffage cabine sont obstrués)… débit qui alimente les fuites aux portières qui, elles, sont pénalisantes pour l'aérodynamique du fuselage. Au final, ce Venturi ventral, même s'il traîne, devrait être compensé, sinon surcompensé, par les gains de traînée aux portières. Reste à vérifier tout ceci par mesures.

A ce propos, j'ai été amené à fabriquer une cloison dans ma salle de bain pour laquelle j'ai utilisé du polycarbonate alvéolaire (moins de 30 € la plaque de 2 x 1 m chez Leroy Merlin). C'est tout bête, mais quand j'ai vu (sur votre site) la fabrication de la clarinette en cuivre, pour visualiser les champs de pression, j'ai trouvé que ce genre de produit pouvait faire largement l'affaire (photo jointe). Les alvéoles font 5 x 5 mm…

Bien cordialement

Michaël Offerlin

Mars 2013 - SPEEDJOJO dans PILOTER, monoxyde de carbone et fin étude échappement

1er Mars:
 Activité du blog speedjojo assez calme cette fin Février, mais qui masque une réflexion intense et un peu de travail aussi.
 Concernant l'activité tuyaux d'échappements, il y a eu une journée de points fixes, mais j’attends un peu avant de communiquer nos chiffres qui sont difficiles à établir. La raison? le moindre courant d'air nous pollue les mesures de régime et nous avons besoin d'une période relativement longue de calme pour pouvoir monter, démonter les différentes longueurs de tuyaux sur l'échappement et faire le point fixe (c'est brulant en plus!)
 Les variations de régime liées aux différentes longueurs de tuyaux sont du même ordre que les variations dues au vent (de l'ordre de 80 tours).
 On veut également que la pression atmosphérique et la température ne varient pas trop, ce qui impose de faire les différents essais dans la foulée, le même jour. Dure vie de l'expérimentateur!

 En parallèle je continue à réfléchir sur notre futur circuit de refroidissement et je vous recommande (comme le mois dernier) la lecture de l'article de JP Vaunois "Integration du Lycoming O 320" disponible sur ce blog onglet documentation. 
 Dans la revue Piloter de Mars-Avril p32 un article de François Besse sur ces constructeurs amateurs qui ne font pas que reproduire un appareil connu mais qui tentent de l'optimiser par une nouvelle intégration moteur ou des modifications sur la cellule, on retrouve JP Vaunois avec un nouveau prototype sur base d'Océanair TC-160 avec son fameux circuit de refroidissement à "flux inversé".

 Le SPEEDJOJO dans PILOTER
 Dans le même article, une belle place nous est réservée, 5 pages et pas moins de 18 photos, il ne nous reste plus qu'à apprendre à faire face à cette nouvelle notoriété (je plaisante) en tout cas, cela nous fait bien plaisir et nous motive d'avantage.  L'article de François est en tout point conforme aux informations transmises, je regrette juste de ne pas avoir insisté sur notre boite à air en composite (qui donne ce petit air prétentieux à notre avion, avec le menton en avant) qui est une authentique réussite dans ce projet et qui nous donne à l'évidence quelques chevaux de plus qu'avec une boite type "boite de conserve" bien anguleuse.
 Merci donc pour cette parution à François Besse et à Matthieu Barreau d'Inter-Action qui nous a mis en relation...

7 Mars:
A François Besse:

Merci François pour le bel article et les exemplaires de Piloter. C'est une belle motivation supplémentaire pour nous.
  Je suis en plein dans la lecture de la saga Robin et je me régale. C'est dommage que le père Robin ne t'ai pas donné plus de détails techniques sur la préparation des courses en Sicile, j'aurais aussi bien aimé savoir à quel régime il faisait tourner ses moteurs, mais il a peut être tout simplement oublié ...Je trouve que cette période des courses mérite à elle seule une parution propre, détaillée, pourquoi pas comme un roman, tellement cette aventure cristallise une époque où tout était possible et les photos de ce jeune couple (les Robins) à qui rien ne résiste a quelque chose de terriblement romantique.
bien cordialement
FP


De François:
 Bonjour
 Pierre Robin avait demandé aux ingénieurs de Potez jusqu'à quel régime il pouvait faire tourner leur moteur en course et la réponse avait été "pas de problème jusqu'à 3.000 tours" et donc le régime oscillait entre 2900 et 3000 en course, manette au tableau du début jusqu'à la fin.
 Salutations
 PS : Pierre Robin est abonné à Piloter et aura donc lu le sujet SpeedJojo...

11 Mars:
Réflexion sur le monoxyde de carbone CO (que l'on respire à bord):
 Matthieu (Inter-Action) m'a fait parvenir un projet d'article de Michael Offerlin sur la concentration de CO dans la cabine d'un Jodel Ambassadeur et les manipes conduites pour la diminuer. Une fois l'article finalisé, je vous en fournirai le lien.
 Il n'empêche que le sujet nous intéresse, ayant déjà eu à traiter des odeurs d'échappement à bord dans le passé avec notre SPEEDJOJO. A l'époque, Papa avait compris comment ces gaz rentraient, notamment en observant des petites traces noires au niveau des passages de câbles de commandes entre l'habitacle et la partie arrière du fuselage. Le problème avait été traité par des joints supplémentaires et la disparition des odeurs avait validé la solution. Nous avons depuis placé également un détecteur de CO classique (à cristaux) qui vire au noir en cas de problème.
 Alors pourquoi en reparler?
 Et bien le CO est inodore et ce sont d'autres résidus de combustion que l'on sent, et il est facile d'imaginer qu'avec un réglage de richesse différent, la proportion de ces résidus peut varier de façon importante et rien ne dit que la part de CO soit toujours la même dans ces gaz. Bref, cette petite réflexion engagée chez nous il y a quelques jours nous a décidé à aller voir ce qui se passe dans la composition de l'air cabine, et pour aller voir, il faut des yeux, c'est à dire un instrument fiable et précis de mesure de CO.
  En parallèle, nous entendons également avancer sur la ventilation cabine, sujet déjà abordé dans ce blog, mais qui n'est pas clos car la sortie d'air de l'habitacle ne nous donne pas satisfaction (elle se comporte comme une entrée!). On voudrait donc faire des mesures du champs de pression autours du fuselage (avec des petits tuyau) pour pouvoir choisir un meilleurs endroit pour cette sortie.

 Par ailleurs, nous sommes toujours dans l'attente d'une journée calme pour nos manipes d'échappement...
 
De Papa:
 J'ai commandé un peu de matos pour les manipes CO et champ de pression.
CO: j'ai trouvé un petit appareil à un prix honnête.
Pour le reste, et vu que je n'ai pas de manomètre utilisable, j'envisage, comme évoqué, l'utilisation de manos à vin.
(note du copiste: le mano à vin est constitué de tuyaux transparents dans lesquels circule un liquide coloré dont les différences de hauteur relative indiquent des pressions. Le vin rouge ou rosé est adapté à cette utilisation, cependant on choisira un vin pas trop tannique pour éviter les dépôts.)
 La sensibilité est parfaite. Mais Il faudra gérer le liquide.
Je compte faire 10 (ou plus) mesures simultanées (par photo).
Donc 10 tubes plastique transparents de diamètre 4mm (interne) reliés en bas à une clarinette que je ferai en tube laiton.
(re-note du copiste: entre clarinette et trombone à coulisse, cet avion va faire du bruit!)
je compte mettre un réservoir de part et d'autre des 10 tubes (reliés en bas à la clarinette), ce qui permettra de mesurer commodément les différences de hauteur de vin.
Le haut des réservoirs sera connecté au statique. Et chaque tube au point de mesure.
le tout sur une planchette ctp.
Pour que tout ça soit amorti, les liaisons se feront par des tubes très fins, genre perfu.
Et à ce propos, je n'ai pas retrouvé le sac plastique où il y en avait un tas...
Pour les points de mesures, je veux essayer un simple tube parallèle à l'ecoulement, plutot que de passer à travers la paroi. Ca devrait marcher, vu qu'on est dans la couche limite.
bises

13 Mars:
Au travers des messages laissés par nos lecteurs, je vois que le sujet CO intéresse pas mal, c'est pourquoi nous allons leur répondre dans cet article.

JP nous écrit:
 pour info
Pour les odeurs d'échappement sur sicile record ,j'ai colmaté autour du réservoir arrière et surtout la trappe de visite,depuis plus de problème. Pour le C.O j'ai fixé un détecteur domestique (environ 30€) et néanmoins électronique sur le plage arrière : pour le moment il est est resté muet.
Je suis intéressé par vos résultats !!!!!!


 Pour répondre à JP, voici le commentaire du père:
Ce monsieur a tout à fait raison. On a parlé du reservoir il y a peu de temps, mais j'avais oublié la trappe. Celle ci a effectivement fait l'objet de soins attentifs. C'etait d'autant plus nécessaire que l'huile (alors abondement répandue sur le ventre  avec l'ancien moteur) etait aspirée et "stockée" sur cette trappe (compte tenu de sa forme en léger creux). Mon pull en a gardé le souvenir à l'ouverture!

Moi: 
 Nous avons également eu des retours d'odeurs par les passes-cables de direction (traités depuis avec de la mousse) et peut être également dans certaines phases de vol par l'orifice large qui est en dessous du contre-poids de l'empennage horizontal monobloc, qui a depuis été bouché par une "baignoire" en fibre de verre.
 L'ébauche d'article à paraitre de Michael Offerlin sur le sujet semble indiquer que le seuil de déclenchement des détecteurs domestiques est assez élevé, 1000 ppm, alors qu'en comparaison, la limite tolérée dans l'industrie et de 50 ppm pour un poste occupé 8 heures par jour. Il n'empêche que c'est le gueulement après 20 mn de vol de cet appareil installé nouvellement dans son avion qui est à l'origine de ladite étude. (Matthieu dépêche-toi de publier l'article de Michael!)



TA nous écrit:
Bonjour,
Je n'ai pas encore lu le dossier sur l'aérodynamique de refroidissement moteur, mais j'imagine qu'idéalement la pression statique de la cabine serait au moins égale à celle du compartiment moteur (au niveau de la cloison pare-feu), et que donc les fuites de gaz devraient être dans l'autre sens.

Au moins égale car on veut plus de débit d'air dans le compartiment moteur que dans la cabine.


Le père:
Les mesures nous diront tout. patience....

Moi:
 L'idéal, du point de vue des pollutions susceptibles d'envahir la cabine, serait évidemment que la pression statique dans celle-ci soit légèrement supérieure à celles qui existent devant la cloison pare-feu, dans le fuselage arrière, mais aussi sous le fuselage.
 Le malheur, c'est que c'est exactement l'inverse qui se produit pour un avion non pressurisé comme celui- là, avec généralement quelques bonnes fuites au niveau des portes. J'ai représenté en clair sur cette photo les zones de pressions statiques les plus faibles qui englobent tous les joints de portes, ce qui contribue à baisser la pression en cabine et à également créer des décollements aérodynamiques extérieurs et donc de la trainée.
 Donc, une solution serait de colmater au maximum les fuites de portes et de "gonfler" la cabine à l'aide d'une prise d'air dynamique de grosse section, dont le débit pourrait largement compenser les fuites externes résiduelles sans perte de pression dans la cabine. Ils faudrait alors que cette entrée soit toujours ouverte (pour assurer l'antipollution) et que le débit d'air cabine pour le confort ou le désembuage soit commandé par la sortie (sortie à positionner judicieusement). La difficulté d'une telle solution est de contenir suffisamment les fuites de portes avec une pression différentielle supposée importante et donc des efforts de plusieurs kilos sur les plexiglas (c'est pour cela qu'on veut faire des mesures).

 Une autre solution, pour éviter de gonfler la cabine et d'alimenter ses fuites serait de diminuer la pression dans l'arrière du fuselage, de façon à créer une circulation interne de l'avant vers l'arrière. Cela suppose au préalable que la cloison pare feu ne constitue pas une source d'apport de polluants, or vraisemblablement la cloison pare-feu est souvent accusée à tord (voir dossier Offerlin à venir, encore lui!). En effet, vu le positionnement habituel des échappements, il est fort peu probable qu'en fonctionnement normal, des gaz remontent par la sortie d'air de refroidissement moteur. Tout au plus, la présence de CO devant la cloison pare-feu peut être dû à un problème de joints d'échappements fuyards ou de criques dans les collecteurs et dans cette éventualité, il est recommandé d'avoir un détecteur en cabine. Néanmoins, si l'on prend soin de traiter tous les passages possibles avec de la pâte à joint, le risque devient presque nul.
 Le problème est donc de savoir comment faire pour diminuer la pression dans l'arrière du fuselage.
 Michael a eu une idée qu'il a réalisé et testé, efficace du point de vue CO, mais peut-être un peu couteux en performances.
 J'ai peut-être une autre idée...

22 Mars:
 Profitant d'une des rares journées de beau temps en ce moment, on est allé voler ce matin histoire d'essayer le détecteur de CO que Papa vient de recevoir (CO9912C, coûte une centaine d'euros sur internet) et puis tacher de refaire les mesures de vitesse de décrochage pour essayer de statuer définitivement sur l'apport supposé des Karmans.

 Bonne surprise pour le taux de CO en cabine qui ne dépasse pas 2 à 3 ppm avec la ventilation ouverte.
 Ventilation fermée, le taux augmente à 10 ppm ce qui est assez logique compte tenu des explications précédentes sur la circulation dans le fuselage.
 En tout cas on est bien en dessous des 50 ppm qui est la valeur à partir de laquelle il faut faire quelque chose.
 Cela nous laisse donc supposer que nos joints d’étanchéité sont corrects.
 Ce petit appareil est décrit comme très précis et ne nécessitant pas de calibrage ultérieur. Le capteur est réputé sans vieillissement intrinsèque, résolution 1 ppm, le boitier pèse moins de 60 gr sans les 6 piles type AAA. Possibilité de brancher un chargeur en option (sur allume cigare) ce qui autorise, pourquoi pas, une installation permanente à bord.

 Encore une fois la clim s'est bloquée en position fermé après quelques manipulations. C'est incompréhensible car au sol ça se débloque et il n'y a pas de dur. Peut être un effet lié à la pression dynamique ou la température (dilatation/déformation).

 Pour les mesures de vitesse de décrochage, voici le mail que j'ai envoyé au père après dépouillement des mesures de ce matin:


De moi:

 Quelques photos de la soufflerie de Julien pour t'inspirer dans ton dispositif.

 La lire est faite avec des tubes de cuivre soudés.


 En réglant la hauteur du bidon, cela permet le réglage du zéro des colonnes de liquide.


 Un tuyau plonge dans le réservoir et son autre extrémité est reliée à la lire.



 De la lire, tous les tuyaux remontent sur la face avant du présentoir, puis partent vers leurs points de mesure.



 La photo à droite représente le profil de pression sur le bord d'attaque d'un profil d'aile,








 ici le célèbre NACA 23012 avec les prises de pression.
 







Karmans:
  Pour info, les mesures de vitesse de décrochage de ce matin sont inexploitables, trop imprécises.
 Le problème majeur que je vois, c'est d'évaluer le vent, car la mesure du gps doit être bien stable malgré la difficulté de tenir une vitesse à la limite du décrochage. Il faut également que le vent soit resté le même lors de notre passage en sens inverse, ce qui n'est pas garanti.



 Si l'on veut s'affranchir de ce protocole lourd et imprécis, je ne vois pas d'autre solution que de fabriquer une perche d'essais en vol avec Pitot complet (totale plus statique) qu'on peut fixer au support sous l'aile droite. De cette façon, on n'a plus besoin du gps et on mesure directement et avec une grande précision la CAS de décrochage. Cela permettra également de vérifier la précision du badin à aiguille.
 On peut faire courir les tuyaux en extérieur en intrados et utiliser le Flight2 pour l'affichage de l'IAS (IAS=CAS quand il n'y a pas de correction instrumentale), mais cela suppose de le débrancher des circuits pneumatiques actuels, totale et statique. Il faut également installer des bouchons provisoires sur les tuyaux débranchés.


 Cela te semble-t-il facile à faire coté tableau de bord?
Je veux bien faire la perche d'essai.


De Papa:
La présentation des tuyaux est très bien. Je vais m'en inspirer.
Pour le flight2: c'est chiant mais faisable.
Pour la clim, j'essaierai un ressort un peu plus raide. Sans doute plus simple que de démonter la boite.

23 Mars:
Pour info, les effets de l'exposition au CO (copie de la notice de l'appareil)
Cliquez sur l'image pour agrandir:



26 Mars:
 Nous avons passé la journée au hangar hier pour débuter une grande visite qui s'impose à nous en ce moment.
 En arrivant nous avons constaté que le temps était parfaitement calme, donc propice à des essais d'échappements avec points fixes, essais que nous nous sommes empressés de faire.

Conclusions sur les manipes dites du trombone à coulisse:
 Malgré l'absence de vent ce matin là, il a été extrêmement difficile d'obtenir des mesures stables et reproductibles et les écarts constatés n'ont souvent été que le résultat du "bruit" des mesures.
 Nous devons admettre que la machine complexe que constitue un moteur avec son carburateur et son échappement admet des variations propres qu'il est impossible en pratique d'attribuer à tel ou tel facteur. Il faut faire avec, c'est tout.
 Je ne donnerai pas les valeurs absolues de régime de nos essais, car elles sont directement liées au calage de l'hélice. Je préfèrerai donc parler d'écarts relatifs de régime, tous les essais ayant été conduits avec le même calage, cela va de soit.

 Il ressort (à boudin) néanmoins quelques grandes lignes de ces essais:

- Sans trop de surprises, on constate que le réglage de la richesse, même au niveau de la mer, nous donne en moyenne environ 30 tpm de plus que plein riche (systématiquement constaté).

- Le bruit de la mesure, c'est à dire les écarts constatés pour une même configuration est malheureusement important, de l'ordre de 20 tpm.

- Si l'on considère la longueur de tuyau ajoutée à la sortie du 4 en 1, la longueur de 120 cm semble être le meilleur choix en moyenne sur l'ensemble de nos mesures, mais les écarts statistiques sont peu significatifs entre 100 et 140 cm. La sortie du 4 en 1 sans rallonge (échappement libre) coute par contre environ 40 tpm.

- Le pot Chabord complet tel que nous l'avons (modifié par Chabord à notre demande, silencieux plus court mais longueur totale inchangée) a une longueur de 105 cm.
  Il n'a pas été mis en évidence d'écart de régime entre l'installation de ce silencieux et un tuyau simple de même longueur, ce qui constitue une information précieuse, le bruit (acoustique) étant lui par contre très différent à l'extérieur.

- Si l'on se fie à nos mesures de début 2012 avec les échappement Delemontez, le pot Chabord nous a fait gagner environ 30 tpm, ce n'est pas énorme, mais c'est dans le bon sens avec un avion moins bruyant.

- Durant nos essais, nous avons pu constater la différence considérable du bruit perçu dans la cabine selon que nous avions ou non, un coude de sortie.
 Le coude en question fait un angle de 30° vers le bas dans ce but, tout en récupérant 87% de la poussée du pot (cos 30°).

Perspectives:
 A ce stade, nous validons donc l'installation Chabord en rappelant qu'il faudra caréner le silencieux pour préserver nos performances de croisière.
 Un petit complément d'étude est en court pour remplacer le coude de sortie fourni par Chabord, qui est très court, par un autre plus long, pour arriver à la longueur totale de 120 cm et aussi pour essayer une découpe biseautée de la sortie (à l'horizontale) afin de tenter de diminuer encore la bruit en cabine.
A suivre donc...


Grande visite:
 Immédiatement entreprise dès nos essais terminés, j'en profite bien sûr pour apprendre sur le tas comment on fait (comme arpette aux ordres du père). C'est assez long, il y a pas mal de trappes à ouvrir et de truc à démonter et puis du nettoyage.

  Ici, ma pomme coincé dans le trou d'homme en train d'inspecter l'arrière du fuselage et les câbles de commande de vol (ça c'est vachement important!)

 Pour effectuer la visite, il y a un programme d’entretien que Papa a écrit, largement inspiré du programme Robin avec une adaptation personnelle aux quelques particularités de notre jojo.
 Pour l'instant on a rien trouvé d’inquiétant, juste un pneu avec une belle escalope à changer et une petite reprise à faire en composite sur un carénage de roue abimé (ah, la montagne!).


 Ouverture du boitier de commande de la chaine gauchissement du pilote automatique, pilote de fabrication maison je précise...
 Papa en profite pour faire son testament;
"si plus tard ça tombe en panne, je te conseille d'en mettre un autre..."
 Je serai évidemment incapable de le réparer, mais j'aime pas bien qu'on parle de ça...







Message de Joan Boronat <joanboronat@telefonica.net>

La traduction de notre ami espagnol est approximative, mais on comprend bien le malheur qui leur est arrivé, je reproduis donc dans ce blog le mail qu'il tente de faire passer à tous les pilotes d’Europe...

Chers concitoyens.Je présume qu'au courant de l'intrusion s'est produite pendant les premières heures du samedi dernier 23 dans les locaux de l'Aeri Club Alt Camp de Vallmoll (Tarragone-Catalogne-Espagne) dont le résultat a été le vol de six moteurs Rotax 912 (100CV 3 et 3 de 80CV) et aéronautique instrumentation variée. Vous pouvez supposer que notre état d'esprit et, bien que peu de chose que nous pouvons faire, nous demandons votre collaboration pour perturber, dans la mesure où cela est possible, la vente de ce matériel.Puis vous envoyez une relation entre les numéros de série des six moteurs avec le plaidoyer de difundais il écrit tous vos champs connus, de la mécanique de vol, etc. liés aux sports aériens.Est probable que vous recevez ce courriel d'autres expéditeurs, mais cela ne devrait pas être obstacle pour cette chose, vous faire circulaire vous aussi : mieux recevoir lui plusieurs fois pour ne pas l'obtenir.Je vous remercie pour votre collaboration.Les numéros de série sont les suivants :
5645830 - 5645618 - 4407737 - 4410669 - 4406796 - 5643909







 moteurs "démontés" à la cisaille bien sûr, on croit rêver.


27 Mars:
De Julien à Papa:

Pilote automatique:
 Salut papy :) comment ça va ?
 Tu sais je fais de l'automatique en prépa, et en lisant le blog concernant le pilote automatique je me suis dit que t’étais quand même vachement calé en asservissement ! Et donc je me disais, j'aimerai bien savoir si y'a un rapport entre ce qu'on fait nous, et la pratique. Enfin je me doute qu'il y a un lien mais jusqu’à quel niveau ? Parce que ce qu'on fait nous c'est très théorique, on nous parle de diagrammes de bode, de black et de nyquist, de marge de gain, de phase, des critères de stabilité, rapidité et précision, d’intégrateurs etc.. Mais on a jamais fait d'application concrète avec un vrai système et des vrais composants électroniques. J'ai aucune idée de ce a quoi ressemble un intégrateur physiquement.. Et de ce qu'on fait à la conception d'un système réel, je me dis qu'il doit y avoir des années lumières. Dans nos contrôles on nous sert tout sur un plateau et y'a qu'à bidouiller des équations pour avoir des résultats tous beaux et tous ronds.. J'imagine qu'il doit y avoir des tas de choses à dire et je veux pas te faire perdre ton temps avec ça mais j'aimerai bien la prochaine fois qu'on se voit par exemple pouvoir discuter un peu de tout ça avec toi si ça t'ennuie pas évidemment.
 Papa m'a dit que vous retourniez au hangar demain, je suis tout ça avec un peu de retard mais beaucoup d'intérêt.
 Des bisous


De Papa:

Coucou, Jul,
Tout va bien;
Merci pour le compliment.
A l’époque (vers 85, 86) quand je me suis occupé de ça, je comprenais ce que je faisais.
Si je devais le faire maintenant, ce serait plus dur ! De toutes façons, les techniques ont changé. Tout est numérique maintenant.
Les capteurs rentrent dans un micro, et les moteurs sortent du même micro. Même le moteur est numérique !
Entre les 2, une fonction de transfert qu'on peut modeler comme on veut, et  quasiment en temps réel (pour la mise au point); C'est beaucoup plus confortable que de devoir modifier des circuits analogiques, surtout si on veut changer la topologie.
Ceci dit, les fonctions de transfert élémentaires genre intégrateur, dérivateur, ampli restent pertinentes.
On parlera de ça un jour qui t'arrange.
Tu me dis.
bisous....

31 Mars:
Allez, pour finir le mois, je vous montre le boulot en cours sur la perche anémométrique d'essai.
 J'ai moulé l’empennage en fibre de verre sur une bouteille d'eau minérale, toutes les cordes à piano sont soudées à l'étain et le cardan provient d'une boutique de modélisme (cardan de liaison entre arbre d'hélice de bateau et le moteur).
 La sonde totale est placée en haut, un simple tuyau en laiton (diamètre 4) avec une réduction à 2 pour le branchement d'un tuyau en silicone de faible diamètre.
 La statique, placée en dessous est constituée d'un tube laiton identique, mais bouché à son extrémité et comprenant 2 orifices latéraux en vis à vis.

 Il reste à équilibrer le machin, fixer l'empennage (qui tient là avec du scotch) puis construire la perche proprement dite qui devra éloigner la sonde en amont de l'aile d'au moins 1 mètre (au pif).
 Il ne restera plus qu'à peindre l'ensemble pour que ce soit bien visible pour les gens du hangar, car ça va dépasser un peu et c'est fragile (rayé rouge et blanc, j'ai vu ça sur des images d'archives US pour les programmes X, ça va en épater certains, hé hé...).



 J'attend également, par la poste, l'arrivée des tuyaux en silicone et 2 robinets 3 voies pour permettre à l'avenir (si on a encore besoin de la sonde) de pouvoir facilement modifier les références pneumatiques envoyées à l'instrument Flight2, sans avoir à démonter le tableau de bord (coté chiant dont parlait le père).