Le Forum Avions Piel, consacré aux Pierres Précieuses. Super Emeraude, Beryl, Saphir, CP80 etc

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 Sujet du message: Poids du moteur :
MessagePosté: Ven 20 Juin, 2008 10:34 am 
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Bonjour à tous,

Dans un précédent message, j'écrivais :

Philippe Dejean a écrit:
ça devrait aussi suffire à motoriser un CP20 (CP216?) pas trop lourd, le CP originel avait un VW de 1134 de cm3 qui était donné pour 25 CV...


En compulsant "Mes rêves, mes combats" de René Fournier, (à défaut de "Histoire de pierres précieuses" - toujours introuvable :akuma: ), j'ai trouvé des infos concernant l'évolution du moteur VW.
En prenant quelques cm3 pour devenir commercialement le 1200, le VW originel 1134 cm3 monté sur la VW de 1936 et surtout sur les "jeeps" allemandes, le bloc avait été renforcé, et le moteur avait pris une dizaine de kilos...

Sur les photos du CP20 on ne voit pas de démarreur (et donc pas de batterie - les premières radio Joliet ER5 étaient sur... piles !)

Ensuite, en passant de la version 1200cm3 (augmentée progessivement jusqu'à 1600cm3) à la version "Gros bloc" du 1700cm3 qui sert à Limbach pour les versions 1700 à 2400 cm3, le moteur a pris une nouvelle dizaine de kilos.

Alors en repartant en arrière, je pense que le moteur du CP20 devait peser un tout petit peu plus que 50 kg, et le GMP complet (avec hélice bois) dans les 55 kg.

Avec un rotax 503 refroidi à l'air, avec réducteur, hélice carbone, demarreur et batterie, on devrait rester juste dans les clous, et avec un 582 doté de ses radiateurs, liquide de refroidissement et graissage séparé, ça risque de peser plus...

Alors ton proto de turbine, même si il est limité à 35CV, n'est pas sans intérêt pratique.

Cordialement

Philippe

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Dernière édition par Philippe Dejean le Mar 07 Juil, 2009 10:22 am, édité 1 fois.

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MessagePosté: Jeu 24 Juil, 2008 10:36 pm 
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Salut

A titre d'infos, quelle puissance de moteur éléctrique serait il neccessaire d'installer sur un Super Emeraude pour qu'il soit motorisé convenablement ?

Et dans la foulée, combien de turbine relié à des alternateurs pour alimenter ce moteur ?

Merci pour les infos.

Laurent

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MessagePosté: Ven 25 Juil, 2008 9:52 am 
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Salut Laurent,

Je pense qu’avec 70 kW (95 ch), on peut faire quelque chose.

Par contre, je ne pense pas qu’un avion hybride soit une solution intéressante :

En effet, on entend beaucoup parler de voitures hybrides (la je suis plus d’accord). Gardons à l’esprit que le profil d’utilisation d’un moteur automobile est très différent d’un moteur aéronautique.

Je m’explique :

En automobile, il faut un moteur non stationnaire. Le moteur change souvent de régime en cycle urbain, sur autoroute on n’est qu’à 30 ou 40% de la puissance maxi dudit moteur (on n’est jamais à 100% de la puissance). C’est la raison pour laquelle une turbine n’est pas adaptée à une utilisation en prise directe (mécanique) sur une boîte de vitesse auto (contrairement au moteur à piston, une turbine, même à échangeur, aura toujours un mauvais rendement à 30 ou 40% de sa puissance). C’est la raison pour laquelle les Chrysler et Rover à turbines n’ont pas marché dans les années 60.
En automobile, donc, c’est la ou le concept hybride est intéressant, car en réalisant une petite turbine avec un rendement supérieur au moteur diesel, on peut la faire tourner à son régime (donc rendement) maxi pour recharger des batteries qui alimentent le ou les moteurs électriques. Une fois les batteries rechargées, la turbine est coupée…. C’est l’avenir je pense (d’autant qu’on récupère de l’énergie au freinage)!

En aéronautique (légère), c’est différent. Nous utilisons des moteur stationnaires. Le moteur est poussé à 100% de sa puissance au décollage, puis, en croisière, on passe à 75 / 80 % de la puissance maxi. Hors, à ces régimes, une turbine possède encore un rendement proche de son rendement maxi. Il n’y a donc pas lieu de compliquer et d’alourdire un GMP qui aura un aussi bon rendement qu’en hybride (perte électriques dans la géné, les convertisseurs et les moteurs).

Bref pour conclure, je dirais :

En automobile, système hybride avec turbine à cycle régénératif + batteries Lipo + moteur électrique.

En aviation légère, turbine à cycle régénératif en prise directe sur l’hélice.

A+


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 Sujet du message: Quelle puissance pour...
MessagePosté: Ven 25 Juil, 2008 1:19 pm 
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Bonjour laurent

tu as écrit

cp1315 a écrit:
Salut

A titre d'infos, quelle puissance de moteur éléctrique serait il neccessaire d'installer sur un Super Emeraude pour qu'il soit motorisé convenablement ?

Laurent


C'est un raisonnement à contrainte forte, et la solution est pratiquement fixée par l'énoncé du problème...

Pour pousser l'investigation plus loin, je propose de libérer la plupart des variables en ne fixant que les paramètres incontournables:

1/ Damien annonce une CS de 0.28 kg/kWh pour 25 kW et un poids de 10 à 15 kg. On peut donc calculer une consommation de 7 kg à l'heure et estimer une masse de GMP (moteur + bâti + hélice) à 20 kg

2/ Bien construit, un avion léger peut avoir une "masse planeur" (cellule complête à vide, mais sans le GMP) de 40% de la masse maximale au décollage

3/ La charge au cheval des avions légers dépasse rarement 10 kg/CV
(le CP20 originel était à 270 kg / 25 CV = 10,8 kg/CV, mais tous les autres sont moins chargés)
Le record du monde détenu par le Linke-Hoffman RII de 1918 est de 20 kg/CV (avec 20 tonnes pour 1000 CV !)
Quitte à se diriger vers une voilure avec un allongement assez important (typiquement 15), ce que permet la fibre de carbone dans les longerons pour une masse très raisonnable, je pense qu'il est tout à fait raisonnable de monter à 15 kg/CV
Un grand allongement permet de réduire le taux de chute à puissance nulle et donc de préserver le taux de montée avec une charge au cheval élevée

Pour la suite, considérons 2 cas, un à 10 kg/CV et 15kg/CV.

Cas 10 kg/CV
25 kW = 34 CV donc la masse maximale au décollage est de 340 kg
La masse planeur est de 340 x 40% = 136 kg
En rajoutant le GMP de 20 kg, on arrive à la masse à vide de 156 kg
La charge utile est donc de 340 - 156 = 184 kg
Cela peut représenter 28 kg de carburant pour 4 heures d'autonomie sans réserve et 156 kg de pilote + passagers (tiens, on est juste à la limite de la norme ULM pour ce critère !!!)

On voit que même si c'est aussi bien que de nombreux ULM qu'il ne vaudrait mieux pas peser... c'est quand même un peu juste pour un biplace.
En montant la charge au CV à celui du CP20 (10,8 kg/CV), on aurait une masse au décollage de 367 kg avec une masse à vide de 167 kg. La charge utile de 200 kg pourrait alors se répartir en 28 kg de carburant et 172 kg de pilote et passager (86 kg/personne avec les pleins, c'est déjà nettement plus confortable)...

Cas à 15 kg/cv
la masse maximale au décollage est de 510 kg
La masse planeur est de 510 x 40% = 204 kg
En rajoutant le GMP de 20 kg, on arrive à la masse à vide de 224 kg
La charge utile est donc de 510 - 224 = 286 kg

En gardant les 28 kg de carburant pour 4 heures d'autonomie sans réserve,cela permet d'emmener 258 kg, soit un pilote + 2 passagers pesant chacuns 86 kg...

On peut aussi prendre 56 kg de carburant (8 heures sans réserves), 1 pilote et un passager "poids lourds" (100 kg chacuns), et il reste encore de quoi prendre 30 kg de bagages...

ça peut sembler irréaliste à certains d'imaginer de faire un bi/triplace avec seulement 25 kW, mais il faut garder en mémoire la faible masse du GMP (20 kg pour 34 CV) et sa consommation spécifique très raisonnable.

Bien entendu, il ne faut pas non plus compter sur une vitesse de croisière de 300 kt (100 kt serait déjà pas mal !) mais le coût de l'aviation de loisirs doit-elle être évaluée en euros/km ou en euros/heure de plaisir de voler?
Personnellement je vous propose un critère composite euro²/(km x heure) à la vitesse de croisière... On voit alors que pour le même appareil, il est très économique de réduire la puissance en croisière, et que la limite inférieure de puissance "économique" dépend de la finesse aérodynamique de la cellule, d'où l'idée, pas du tout anodine d'augmenter l'allongement, pas seulement pour diminuer le taux de chute.

Bons vols

Philippe Dejean

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MessagePosté: Ven 25 Juil, 2008 3:37 pm 
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Salut Philippe,

A 15 kg/ch, c'est un moto-planeur ! Le taux de montée ne sera pas terrible…

L’Emeraude est à 6,8 kg/ch.


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MessagePosté: Ven 25 Juil, 2008 6:56 pm 
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Bonjour Damien,

FAUVET Damien a écrit:
A 15 kg/ch, c'est un moto-planeur ! Le taux de montée ne sera pas terrible…

L’Emeraude est à 6,8 kg/ch.


C'est vrai que le taux de montée et la charge au cheval sont directement liés.
C'est encore plus vrai si on considère le taux de montée brute, qui correspond à un avion qui n'a pas de trainée - c'est un artifice de calcul qui est bien pratique :

Avec un rendement hélice fixé à 80% on peut calculer directement le taux de montée brute en (m/s) en divisant 60 par la charge au cheval en (kg/CV).

à 4 kg/CV le taux de montée brute est de 15 m/s
à 5 kg/Cv le taux de montée brute est de 12 m/s
à 6 kg/CV le taux de montée brute est de 10 m/s
à 8 kg/Cv le taux de montée brute est de 7,5 m/s
à 10 kg/CV le taux de montée brute est de 6 m/s
à 12 kg/Cv le taux de montée brute est de 5 m/s
et à 15 kg/CV le taux de montée brute est de 4 m/s

Pour passer du taux de montée brute au taux de montée réel, il faut prendre en compte la trainée de la cellule. Le plus pratique est de l'exprimer en taux de chute à puissance nulle à la vitesse correspondant à la meilleure montée.
Pour un avion ordinaire, on a environ 3 m/s à 108 km/h (30 m/s - ce qui correspond à une finesse de 10)
Pour un motoplaneur, on a plutôt 1 m/s à 90 km/h (25 m/s - ce qui correspond à une finesse de 25).

Donc, un motoplaneur de taux de chute 1 m/s chargé à 15 kg/CV aura un taux de montée réel de 4 - 1 = 3 m/s (sur une pente de 3/25 = 12%)

L'avion ordinaire de taux de chute 3 m/s chargé à 10 kg/CV aura un taux de montée réel de 6 - 3 = 3 m/s également (mais sur une pente de 3/30 = 10% seulement)

Ce petit calcul montre que la motorisation n'est pas le seul critère déterminant le taux de montée, et plus encore la pente de montée, qui est directement liée à la sécurité des vols en phase de montée initiale.

Bien sûr, si on augmente la puissance...
A 6,8 kg/CV le taux de montée brute est de l'ordre de 8,8 m/s
Avec une vitesse de meilleure montée de l'ordre de 35 m/s, taux de chute propre doit être aux alentours de 3,5 m/s, et le meilleur taux de montée d'un bon 5 m/s (1000 ft/min)

La pente de montée est alors de 5/35 soit 14 à 15 %. C'est mieux que le motoplaneur, mais l'écart n'est pas énorme, surtout si, comme il se doit, on décolle avec une composante de vent de face, dont l'effet est proportionnellement plus important pour le motoplaneur qui vole moins vite.

Le gros problème c'est qu'un gros moteur, c'est du poids en plus. Si on compte que pour les GMP à essence 1CV vaut à peu près 1 kg, qu'il faut emporter plus d'essence pour voler le même temps et que la masse planeur croit aussi pour soulever le tout, l'emballement des masses est au bout (en première approximation on peut dire que le facteur est de 2,5 : si on ajoute 1 kg de quelque chose, l'avion verra finalement sa masse au décollage augmenter de 2,5 kg pour remplir la même mission)
Il va sans dire que l'emballement des coûts va de pair...

Oui, je pense que l'avion économique est un motoplaneur, ou un TMG ou un "avion planeur" de style Fournier, ce qui est toujours à peu près la même chose... mais ça n'en fait pas un "veau" pour autant et ça ne rend pas ton turbomoteur moins intéressant, bien au contraire !

Bons vols

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Dernière édition par Philippe Dejean le Mar 30 Juin, 2009 3:40 pm, édité 3 fois.

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MessagePosté: Ven 25 Juil, 2008 7:50 pm 
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Salut

J'avoue qu'il n'est pas facile de vous suivre dés que vous entrez dans la technique. :lol: Ca semble si facile pour vous :lol: :lol: :lol:

Mais continuez, c'est très interressant.

On est pas prêt de voir un Super Emeraude Electrique avec Turbine Fauvet alors ??? :lol:

Laurent

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MessagePosté: Lun 28 Juil, 2008 11:01 am 
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Un Emeraude hybride, non, un Emeraude à turbine p'tête-ben...

Philippe, t'es d'accord ou pas...


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MessagePosté: Lun 28 Juil, 2008 11:57 am 
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Bonjour,

FAUVET Damien a écrit:
Un Emeraude hybride, non, un Emeraude à turbine p'tête-ben...

Philippe, t'es d'accord ou pas...


Je suis parfaitement d'accord !

Pour que la solution hybride soit intéressante pour un avion léger il faudrait que l'énergie massique batteries augmente au moins d'un facteur 10.
Un facteur 10 permettrait un léger gain avec un générateur à moteur à piston (environ 1,5 à 2 kg/kW).
Pour le cas d'un générateur à turbine 2 à 4 fois moins lourd, il faudrait gagner encore plus en énergie massique.

Ceci dit, ces chiffres seront peut-être bientôt atteints par les batteries à nanotubes... mais ça risque d'être quand même assez cher dans un premier temps !

Laurent, je vais essayer de clarifier mes propos ci-dessus :
En négligeant la trainée de sa cellule, le taux de monté d'un avion (comme celui d'un ascenseur...) est :
- proportionnel à la puissance motrice
- inversement proportionnel à la masse à soulever

et donc inversement proportionnel à la charge au cheval...
Taux de montés (m/s) = K / charge au cheval (kg/CV)
Il ne reste plus qu'à déterminer la valeur du coefficient K.

En prenant en compte que 1 CV = 0,736 kiloWatts, que le poids d'une masse d'un kg est de 9,81 Newton, et un rendement hélice de 80%, on trouve que K = 60, c'est pas plus compliqué que çà...

Ensuite, il faut retrouver le monde réel (celui où la trainée est inévitable)
Il y a de multiples manières de l'exprimer, mais la plus facile dans ce cas est de considérer une grandeur directement homogène au taux de montée : le taux de chute à la puissance motrice nulle.
Exprimés à la vitesse de meilleure montée (très proche de la vitesse de taux de chute mini - et pour cause), il suffit alors de faire la somme algébriques des deux grandeurs.

Par unité de temps, la hauteur réellement gagnée est alors égale à ce qu'aurait gagné l'avion sans trainée, moins la hauteur perdue dans le même temps pour compenser ses trainées (comme un planeur)

On, arrive donc à calculer le taux de montée réel.

Pour la pente de montée (petits angles), il suffit alors de diviser le taux de montée par la vitesse de vol, exprimés dans la même unité.
Bien entendu, à taux de montée égal, l'avion qui aura la plus faible vitesse de vol aura la pente la plus forte.
C'est vrai par rapport à l'air, mais encore plus par rapport au sol, car dans ce cas, la vitesse du vent se retranche des vitesses de vol. (a la limite un avion à la vitesse de vol égale au vent s'élèverait verticalement)

Voilà, j'espère que çà fait un peu moins lapin sorti du chapeau...

Bons vols !

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Dernière édition par Philippe Dejean le Mar 29 Juil, 2008 9:21 am, édité 3 fois.

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MessagePosté: Lun 28 Juil, 2008 1:24 pm 
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Merci Philippe,

je crois avoir compris, faudrait que je fasse quelques exercices par moi-même.... intéressant.

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 Sujet du message: Importance de l'adaptation hélice...
MessagePosté: Mar 26 Aoû, 2008 10:22 am 
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Bonjour,

Certains (heureux, bien sûr) possesseurs d'émeraude ont peut-être remarqué que les 1000 ft/min que j'ai calculé ci-dessus ne sont pas au rendez-vous...

Une des raisons est la sensibilité de la formule au rendement hélice, que j'avais choisi à 80%.
Ces 80% sont raisonnables avec une hélice petit pas adaptée à la montée, mais pas avec une hélice "grand pas" taillée pour la croisière. Dans ce cas, 70% risque même d'être une valeur optimiste.

Reprenons le calcul, avec nos 6,8 kg/CV, mais avec un rendement hélice de 70% au lieu de 80%.
Le taux de montée brut (sans trainée) est alors de 7,7 m/s au lieu de 8,8 m/s.
Il faut ensuite retrancher le taux de chute en vol plané à la même vitesse (estimé à 3,5 m/s)
Et on se retrouve avec guère plus de 4m/s (800 ft/min), soit 20% de moins qu'avec l'hélice "petit pas" de rendement 80%...

On peut remarquer que la perte relative est d'autant plus importante que le taux de chute est fort. Autrement dit, avec un petit moteur il n'y a que des avantages à avoir un avion fin...

Sinon, il y a la solution "riche" : peu d'allongement, gros moteur, hélice à pas variable... certes ça vole un peu plus vite en croisière, mais c'est un vrai pavé en approche, et surtout la facture carburant est très salée.

A titre de comparaison, considérons deux avions du même constructeur (Non, pas Piel : je ne veux pas ouvrir de polémiques malsaines) Piper, sensés remplir une mission identique mais à presque un demi siècle d'intervalle :
1/ le piper J3 Cub (conçu dans les années 1930) - Continental 65CV (ou même 45CV avec son ancètre le Taylor J2)
10 à 13 litres à l'heure pour un biplace école démonstratif...
2/ le piper Cadet (conçu dans les années 1980) - Lycoming 160 CV...
28 à 32 litres à l'heure pour un biplace école (dont je préfère ne pas commenter les qualités de vol!)...

Est-il absurde de croire que malgré leur grand âge, des J3 (ou leurs clones) formeront encore des pilotes quand le dernier Cadet aura été ferraillé depuis longtemps?

Bons vols

Philippe Dejean

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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Mar 30 Juin, 2009 7:44 am 
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bonjours j'aimerai savoir ou en est se magnifique projet après 1 an sans nouvelles ???????????????????


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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Mar 30 Juin, 2009 5:07 pm 
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bonjour,

sinoet a écrit:
bonjours j'aimerai savoir ou en est se magnifique projet après 1 an sans nouvelles ???????????????????


1/ Pour ce qui est du développement du turbopropulseur, je n'en sait pas plus... (Et je suis intéressé par toute nouvelle possible)

2/ pour l'avion "économique", j'ai poussé le raisonnement un peu plus loin

Le problème sur lequel je suis tombé, c'est qu'on ne peut pas calculer un avion économique sans prendre en compte que le rendement énergétique du moteur varie en fonction de la charge.
Si à une charge de l'ordre de 75 à 90% de la puissance maximale, le rendement d'un moteur quatre temps à essence est d'environ 28%, quand on réduit la puissance à 30% de la puissance maximale (sans pouvoir réduire considérablement la vitesse de rotation), on étrangle le flux de gaz frais et le taux de compression pratique diminue (avec un cycle de Carnot raplaplat), sans que les frottements internes ne varient sensiblement. Le rendement tombe alors à des valeurs nettement moins intéressantes (15% tout au plus).
Avec une voiture, le tableau est un peu moins sombre dans la mesure où on peut jouer sur la boite pour tourner moins vite. (et donc à la fois remonter la pression d'admission et le taux de compression effectif, tout en diminuant les pertes de frottements - C'est là tout l'intérêt des "rapports longs" quand la voiture est lancée).
Mais sur les avions, si on a parfois des réducteurs (Rotax 912, etc.), les boites de vitesses à plusieurs rapports sont extrêmement rares (Spitfire ?)

Il reste l'idée du "downsizing" chère aux constructeurs automobiles :
Il y a quelques années, un moteur de voiture de 100 CV était souvent un 1600cm3 maintenant c'est plutôt un 1200 cm3 (qui ferait normalement entre 60 et 70 CV) qui est mieux adapté à la faible charge qui représente 95% du temps. Pour atteindre les 100 CV, on le gave à l'aide d'un turbocompresseur à géométrie variable, pendant quelques pourcents de sa durée de vie, ce qui ne le défiabilise pas trop.

Comment transposer le "downsizing" à l'avion léger ? Mais c'est déjà fait ! Pour passer le 912 de 80 CV à 100 CV, Rotax à augmenté la cylindrée de 1100 à 1300 cm3 environ. Mais pour faire le 914 de 115 CV, Rotax a préféré retourner à la base du 912 1100 cm3 de 80 CV, avec un turbocompresseur qui le gonfle à 115 CV pendant 5 minutes maximum... (et qui lui permet de garder une puissance de croisière en altitude)
C'est efficace, mais limité à une trentaine de pourcents de puissance... Et il faut faire attention à ne pas dépasser les limites pression d'admission-temps-températures...

Un moteur Diesel s'en sort mieux dans la mesure où la variation de puissance n'est pas obtenue par étranglement des gaz à l'admission, mais juste par la quantité de carburant injectée. Le taux de compression effectif (et donc le rendement de cycle) est conservé et seul le rapport frottement interne/puissance produite qui augmente fait baisser le rendement.

Pour une turbine, même en cycle régénératif avec moultes échangeurs, le rendement diminue encore plus vite avec la baisse de charge que celui d'un moteur à essence...

Or plus le rendement baisse avec la charge, plus l'optimum énergétique sur une distance se déplace vers les vitesses de croisières élevées. (Si on ne gagne presque rien -en litres/heures- à produire moins de puissance avec un moteur donné, autant accélérer pour arriver plus tôt).
La courbe de rendement moteur en fonction de la charge influe fortement sur le rapport (puissance de croisière/puissance de décollage) et donc sur l'allongement de l'aile.

Pour faire un avion de tourisme réellement économique, genre motoplaneur, on a besoin d'un moteur qui ait un aussi bon rendement entre 25 et 30% de la puissance maximale (croisière économique) qu'entre 80 et 90 % décollage et montée...

Soit un quadriplace de voyage dont la masse maximale au décollage est d'une tonne (Pilote + 3 passagers + bagages + carburant = 500 kg environ) et Masse à Vide / Masse au décollage = 0,5

La puissance maximale est déterminée par le décollage et la montée 10 kg/CV donnent 100 CV.

En croisière, une finesse de 20 à 120 km/h, avec un rendement hélice de 80%, donne une puissance moteur de 28 CV.
A cette charge, un moteur de 100 CV qui continue à mouliner à son régime normal (hélice à pas fixe à la vitesse de croisière) a un rendement catastrophique...
En clair, il ne consomme pas 7,5 litres à l'heure comme on pourrait l'espérer, (ce qui correspondrait à 6,25 litre/100 km), mais une douzaine de litre à l'heure, (soit un dizaine de litres/100 km !)

Alors mon idée est de mettre trois moteurs sur le même arbre (avec la possibilité d'utiliser chaque moteur ou non, avec un couplage par roue libre) :

1/ Pour taxier, un seul moteur suffit.
2/ Les deux autres moteurs sont démarrés ensuite, au point d'arrêt si la mise en température est rapide.
3/ Décollage et montée initiale sur 3 moteurs
4/ Suivant les besoins (limitation d'altitude réglementaire) la montée peut se faire sur 2 ou 3 moteurs
5/ A l'altitude de croisière, poursuite du vol sur 1 seul moteur qui se retrouve chargé à 80% environ, donc à son point de meilleur rendement. (On peut utiliser 2 moteurs en cas de fort vent de face.
6/ Les deux autres moteurs ne sont remis en route qu'un peu avant l'intégration en vent-arrière, pour pouvoir remettre des gaz si nécessaire.

A part pour la phase d'approche où la sécurité liée à la disponibilité de puissance prime, tout le vol se fait avec une motorisation suffisamment chargée pour avoir un bon rendement.
La redondance des moteurs permet la poursuite du vol, y compris la montée à taux réduit avec un moteur HS

Quels moteurs pourraient convenir : Puissance 100/3 CV soit 25 kW environ, compact, le plus léger possible et avec une bonne régularité de couple (pour la fiabilité de la transmission)

L'idéal serait clairement le moteur de Damien !

A défaut, on peut se rabattre sur des solutions disponibles dans le commerce :

1/ Trois Briggs et Stratton Vanguard 626 cm3 de 26 HP à 4000 T/min
Plus adapté à un triplace de 750 kg environ qu'à un quadriplace, mais économique (environ 1500 Euros par moteur !), fiable et raisonnablement léger

2/ Trois Briggs et Stratton Vanguard 993 cm3 de 35 HP à 3600 T/min
plus lourd que le précédent, puissance adapté au quadriplace, très fiable (utilisé à sa puissance nominale de moteur stationnaire donc avec un potentiel supérieur à 2000 heures) et encore raisonnablement économique compte tenu du potentiel (environ 3500 Euros par moteur).

3/ Trois Rotax 447 de 40 HP
Le rendement du 2 temps est moins bon, mais utilisé dans la meilleure plage de charge, il reste meilleur à celui du 4 temps sous-chargé. De plus, comme cette solution est la plus légère, cela joue dans le sens des économies.

On peut aussi faire l'exercice pour un monoplace de 300 à 350 kg environ : Trois fois 10 à 12 CV... (c'est à dire des monocylindres de tondeuses de 8 à 11 CV préparés)
Consommation en croisière : 2 litres à l'heure... (encore moins si on utilise les ascendances)
Comme le dirait un présentateur au Bourget :
"Avion monoplace de supériorité économique, mission beau temps, inter-opérable avec la tondeuses du commandant de bord..." :lol:

Voilà j'espère que ça répond à ta question...

Bons vols

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Dernière édition par Philippe Dejean le Jeu 02 Juil, 2009 4:14 pm, édité 1 fois.

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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Mer 01 Juil, 2009 5:28 pm 
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Inscription: Mar 30 Juin, 2009 7:41 am
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Merci por ta réponse Philippe , je m intéresse a l'ULM depuis 6 mois maintenant, mon projet serait un ULM multi axe amphibie de 495kg (je fantasmai sur le PBY catalina étant enfants) et pour que se projet sois réalisable j ai chercher pas mal de technos innovatrice et a faible coup .

Pour le moteur il y a un des québecois qui ont inventer une sorte de moteur rotatif la quasiturbine mais c'est pas encore près pour la commercialisation malgré de nombreux avantages pour le domaine de l'aviation.
( http://quasiturbine.promci.qc.ca/ )

L'idéal serai pour moi un moteur comme selui de damien qui est capable de bruler de l'hydrogene car sela permetrai d'utiliser le procéder d 'électrolyse inversée de stanley meyers , procéder révolutionnaire permettant de transformer h2o en 2*(2h2)+o² , cela permettrai de volai exclusivement a l'eau sans les risque inhérent au transport de l'hydrogène et d'augmenter l'autonomie en vole avec une même masse de carburants,un coup nul a la pompe et en extra que des rejet de vapeur d'eau après la combustion.
http://moteuraeau.free.fr/index1.htm
http://www.moteuraeau.fr.st/
http://essenceciel.tk.free.fr/phpBB2/index.php

Ensuite une autre invention géniale qui na plus a voir avec la motorisation est l'aile collab ,une aile en caisson fermer agencer en biplan avec les ailes inférieur en flèche inverser a voir absolument :
http://conceptcollabsyste.free.fr/accueil.html
http://conceptcollabsyste.free.fr/forum/index.php

En espèrent que sa inspire Philippe , Damien ou d'autres personnes ayant des connaissances techniques en aéronautique dans votre quêtes de l'avion économique.


Dernière édition par sinoet le Ven 03 Juil, 2009 3:07 am, édité 5 fois.

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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Mer 01 Juil, 2009 5:43 pm 
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Bonjour à tous,

Cela fait en effet un moment que je n’ai pas donné de nouvelles, étant très occupé… par ce projet.

En voici donc.

Tout d’abord, afin d’encadrer au mieux le développement de cette turbine, et grâce à une subvention du ministère de la recherche, j’ai fondé une société : TURBOTECH INDUSTRIE (normalement, il y aura bientôt un site web).

Coté technique : quelques difficultés avec la fabrication des échangeurs, mais elles sont résolues.

Ce qui a pris beaucoup de temps, c’est qu’il a fallu remettre à plat l’ensemble de la partie turbine. En effet, n’ayant pas la possibilité de réaliser un nombre suffisant de modules d’échangeurs, j’ai dû diviser par 2 le débit massique du moteur (0,5kg/s au lieu de 1kg/s pour le proto du corps HP ayant tourné il y a 1 an).

La fabrication de la nouvelle turbine est en cours : toutes les pièces sont spécifiques au moteur. J’ai reçu les fonderies du rouet de turbine et du distributeur HP la semaine dernière (Inconel 713LC). Ils sont en cours d’usinage final…
Les autres pièces sont en cours d’usinage chez divers sous-traitants.

Le turbo-moteur sera un double corps, avec 2 étages axiaux. Il fera 50kW @ 0,5kg/s pour une TET de 950°C.

J’espère faire tourner le moteur sans échangeurs en fin d’année, et avec en début 2010.

Les applications sont toujours la motorisations d’avions / ULM , mais également la génération électrique mobile, car ce moteur sera très léger et très compact au regard d’un groupe diesel (nous avons des contacts avec notre cher fabricant national d’électricité).

Voilà, je vous poste des photos des premières pièces avant la fin de la semaine.

A+..

Damien.


Dernière édition par FAUVET Damien le Mer 01 Juil, 2009 6:00 pm, édité 2 fois.

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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Mer 01 Juil, 2009 5:56 pm 
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bonjour Damien, un forum est il prévu sur ton site?


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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Mer 01 Juil, 2009 6:25 pm 
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Inscription: Mar 28 Mar, 2006 9:47 am
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Un petit commentaire sur l’évolution du rendement d’une micro-turbine en fonction de la charge.

En prenant l’exemple d’un turbine régénérative Capstone C30 de 30kW, (ici installée dans une piscine au Colorado, comme groupe de cogénération), on constate que pour une charge de 10 kW (soit 33% de la puissance max), le rendement électrique est de 22% (donc environ 25% de rendement thermomécanique, en enlevant les pertes liées à la génératrice et aux redresseur / onduleur)… c’est pas mal je trouve.

Le rendement électrique de cette turbine est de 26% @ 30kW (donc environ 30% de rendement thermomécanique)… c’est mieux qu’un moteur essence… mais d’autres turbines font encore mieux, j’espère que la mienne en fera partie !

PS : un forum... why not !


Dernière édition par FAUVET Damien le Mer 30 Sep, 2009 3:18 pm, édité 1 fois.

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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Ven 03 Juil, 2009 7:20 pm 
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Comme promis, voici quelques photos de la turbine HP : le distributeur est à l'état de fonderie, et le rouet est terminé et équilibré.

Notez la petite taille de ces pièces (dia 85mm) au regard de la puissance développée : 50kW @ 99 000tr/min.

A+


Fichiers joints:
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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Ven 03 Juil, 2009 8:34 pm 
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Salut Damien

Ça fait décoller un Super Emeraude ce que tu as dans les mains ?

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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Sam 04 Juil, 2009 7:57 am 
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Salut Laurent,

Ca, c'est la turbine du générateur de gaz (ou corps HP). Elle entraine le compresseur centrifuge (dia 91mm) qui absorbe presque 50kW (68CV). Ce qui fera décoller un Emeraude, c'est la turbine de puissance, qui transforme l'énergie potentielle du flux généré par le corps HP en puissance motrice : elle fera 100mm de dia, développera 52KW (70,6CV) @ 65000tr/min...(donc pas beaucoup plus grosse que la turbine ci-dessus !).


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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Sam 04 Juil, 2009 2:51 pm 
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Salut

Je reste sans voix tellement c'est minuscule !!!

Concernant le compresseur, il est a un seul étage ?

Par quel moyen le turbopropulseur sera t-il démarré ?

Merci Damien

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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Dim 05 Juil, 2009 10:36 am 
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Inscription: Mar 28 Mar, 2006 9:47 am
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Oui, le compresseur est un mono-étage centrifuge, qui délivre 0,5kg/s pour un rapport de compression de 3 à 99000tr/min.

Le moteur sera démarré au moyen d'un petit moteur électrique (type speed 400 en modélisme), équipé d'un Bendix pemettant le couplage / découplage sur l'arbre du corps HP. En fait, pour me simplifier la vie, j'ai acheté un démarreur de réacteur modélisme JETCAT 200, qui possède un compresseur de même taille que mon projet.


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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Mar 07 Juil, 2009 11:06 am 
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Bonjour

Heureux de te lire, Damien !
(Encore que si écrire c'est bien, réaliser, c'est autrement mieux !)

Tu écris :
FAUVET Damien a écrit:
Un petit commentaire sur l’évolution du rendement d’une micro-turbine en fonction de la charge.

En prenant l’exemple d’un turbine régénérative Capstone C30 de 30kW, (ici installée dans une piscine au Colorado, comme groupe de cogénération), on constate que pour une charge de 10 kW (soit 33% de la puissance max), le rendement électrique est de 22% (donc environ 25% de rendement thermomécanique, en enlevant les pertes liées à la génératrice et aux redresseur / onduleur)… c’est pas mal je trouve.

Le rendement électrique de cette turbine est de 26% @ 30kW (donc environ 30% de rendement thermomécanique)… c’est mieux qu’un moteur essence… mais d’autres turbines font encore mieux, j’espère que la mienne en fera partie !

PS : un forum... why not !


Voici un comparatif des consommations spécifiques des moteurs diesel et essence.
Il manque l'échelle :akuma: mais la comparaison reste valable.

On voit que pour une charge faible d'environ 25%, comme c'est le cas en croisière dans une voiture routière, le diesel a un avantage nettement plus important que pour un avion classique où la croière est à une charge plus élevée.
Quand on ajoute qu'à puissance max égale, une adaptation aéronautique d'un diesel d'automobile pèse au moins 50% de plus que la même adaptation d'un moteur à essence d'automobile, le gain pour l'avion léger "rapide" est assez limité.

Pour un avion économique de type motoplaneur, par contre, le moteur à essence peut être compétitif avec le diesel quand on en met trois en parallèle : la figure montre qu'un moteur 3 fois plus petit fait forcément nettement mieux qu'un gros moteur à essence, mais pour peu qu'il tourne "pauvre", il fait même jeu égal avec le diesel, mais quand même pour moins lourd !

Sur le sujet du CP 500, bimoteur push/pull, il est écrit que Claude piel avait pensé à un régime économique sur un seul moteur... A condition de mettre l'autre hélice en drapeau, ça aurait très bien marché!

Damien, ce qui serait intéressant, ce serait de pouvoir comparer tout ça avec la turbine en cycle régénératif.
Le problème de la conversion des données (lb/HP/h ; kg/kW/h - pour des carburants différents) en rendement énergétique (sans dimension) est un peu pénible, mais je m'y colle.

Bons Vols


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Conso spécifique_2.jpg
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Dernière édition par Philippe Dejean le Ven 02 Oct, 2009 5:24 pm, édité 2 fois.
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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Mar 07 Juil, 2009 1:52 pm 
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Inscription: Mar 28 Mar, 2006 9:47 am
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Bonjour Philippe,

Effectivement, c’est dommage qu’il n’y ait pas d’échelle sur le graph.

J’ai vu que tu étais un « fervent » partisan de l’avion économique (motoplaneur). C’est un concept intéressant, que je respecte vraiment, mais ce n’est pas l’avion idéal pour moi.

En effet, après avoir piloté quelques modèles d’avions (de l’Emeraude au Broussard en passant par les CAP10, Piper, TB, Rallye et autre Robins… et un peu de Bell 47 et d’Alouette II aussi), j’ai pu me forger une idée de ce que serait, pour moi, l’avion parfait.

Tout d’abord, j’aime le voyage, il faut donc une machine rapide. Il est également intéressant d’avoir une machine « qui se pilote »… manœuvrante quoi ! Mais une des sensations les plus sympa à mon goût, c’est de sentir que l’on a entre les mains une machine puissante, qui lorsque l’on met plein gaz, vous propulse a grands coups de pieds dans le derrière vers l’azur infini…(sensation ressentie lors d'un vol en Wassmer 40 train rentrant / pas variable presque à vide...)
Bref, trêve de poésie : tout cela doit se faire à un coût de l’heure de vol modéré ! (à la vitesse et à la puissance près, l’Emeraude remplit bien ces missions).

Pour réduire le prix de l’heure de vol, le plus simple et le plus efficace est de jouer sur le poste motorisation :
- en réduisant la conso
- en utilisant un carburant moins cher
- en augmentant la TBO du moteur

C’est l’objectif de mon projet ! Réaliser un turbomoteur qui :
- possède une conso spécifique inférieure de 20 à 30% par rapport au moteur essence
- brûle du kéro (ou autre carburant pas cher)
- possède une TBO de 4000H minimum
Le tout pour une masse de GMP divisée par 3 par rapport au moteur essence et par 4 par rapport au Diesel… et dans un bruit feutré, sans vibration… le rêve !

Je pense qu’un tel moteur, si il est fiable (grâce à son apparente simplicité), pourrait significativement réduire le coût à l’heure de vol ! Y compris en aéroclub…

Damien.


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 Sujet du message: Re: Un Turbopropulseur pour avions légers...
MessagePosté: Mar 07 Juil, 2009 10:17 pm 
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Bonsoir

Damien, tu as trouvé une cellule pour les essais grandeur ? :yop:

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