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

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 Sujet du message: Réflexions !
MessagePosté: Mer 06 Aoû, 2014 8:43 pm 
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Inscription: Mar 19 Fév, 2008 7:31 pm
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Pour rendre un peu de vie à ce forum il faudrait avoir des infos inintéressantes pour le commun des membres.
En ce qui me concerne je n'ai que peu d'expérience des avions Piel mais je veux bien m'y mettre !
Premier contact avec un CP, Tazadit Mauritanie en 1965.
Quelques heures de vol avec un instructeur sympa mais folklorique.
Puis brevet élémentaire sur D119 en suite ailleurs et beaucoup plus tard!
2007 achat du CP80 N°8 bon je passe sur les aléas et j'en viens au principal.
110 h effectuées sur le N°8, promenade, navigations et rassemblements divers.
Pas facile le bestiau mais en conciliant masse pilote (max 80 kg) et vigilance au moment du touché, ça le fait.
Pas de volets, assiette cabrée en courte, hypersensibilité en tangage et lames de trains traîtresse en cas de posé ferme.
Enfin un avion qui se respecte bien que déclaré sans pb par d'autres, sans pb mon cul oui !
Voilà le point sur la question et s'agissant du CP80 pas beaucoup de pilotes osant en parler sans chichi.
Entre une machine au départ qui n'a mi alternateur ni batterie encore moins de radio et le 08 équipé voyage donc avec 20 voir 25 kg de plus avec un centrage arrière du fait de son pilote qui dépsse les 77 kg du départ, ça fait un énorme différence.
La machine est saine et bien construite, le moteur est dans les clous, le pilote aussi je le pense, il n'en reste pas moins vrai que chaque att est une épreuve qu'il faut accomplir. Jusqu'a l'arrêt moteur au parking la vigilance est de mise mais quel pieds !
Voilà, pour les chiffres Angers, Cosne 1h06 moteur tournant avec 7 mn au départ de roulage et 4 m d'intégration à Cosne, je vous laisse calculer, pour 252 km parcouru au GPS.
Même tabac pour le retour on tombe dans les mêmes chiffres avec une conso de 19/20 litres heure pour 2500 t/mn.
Voilà monsieur le Web master, c'est déjà un début.
De ces machines dont nous avons vu le degré de finition (Béryl) à Cosne et avant aussi d'ailleurs lors de rassemblements antérieurs, rien ?
Le petit monde des constructeurs est-il- ainsi fait, on ne cause pas et pourtant...!
Voila c'est tout pour ce soir !
Pédro.

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CP80 n°8


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 Sujet du message: Re: Réflexions !
MessagePosté: Lun 20 Oct, 2014 4:18 pm 
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Inscription: Mer 29 Juin, 2005 2:15 pm
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Bonjour Pédro,

Pour ce qui est du CP80, j'aurais bien du mal à en parler (avec ou sans chichi) puisque mon expérience se limite à deux ou trois minutes passés dans le cockpit du tien à Cosne, au sol moteur arrêté.

Dans ces conditions, à part le fait qu'il n'y a pas tellement de place aux épaules...

Par contre, tu communiques des infos fort intéressantes pour les performances :

1h06 moteur (horamètre ou totalisateur de tours divisé par le régime de croisière ?)
Supposons que ce soit un temps exact.

En retranchant les 7 minutes de roulage et les 4 minutes d'intégration à Cosne, ça fait 55 minutes pour parcourir les 252 km...
Soit 275 km/h de vitesse de croisière utile...

La consommation étant de 19,5 l/h, ça fait du 7,1 litres pour 100 km

A cette consommation, la puissance du moteur C90/O-200 bien mixturé est d’environ 54,5 kW
Avec une hélice de rendement 80%, ça fait une puissance utile de 43600 Watts

Cela permet de calculer un SCx de... 0,16 m²

Il est clair que les meilleurs racers modernes font mieux... (Arletty II est au dessous de 0,1 m²)
Mais c'est avec des moyens bien différents de ceux employés par Claude Piel, avec profil laminaire, et et sans démarreur ni batterie !
(Et puis c'est aussi sans juger du comportement de la bête à l’atterrissage : Si le CP 80 n'est pas "sans problème", qu'en est-il d'un racer moderne ?)

Bref, même si on peut toujours améliorer la performance aérodynamique, ça reste le plus réussi des Piel sur ce plan !

Bons Vols

Philippe Dejean

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 Sujet du message: Re: Réflexions !
MessagePosté: Mer 22 Oct, 2014 7:14 pm 
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Inscription: Mar 19 Fév, 2008 7:31 pm
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Je dois dire que tu manie le chiffres avec virtuosité ce qui est loin d'être mon cas.
Afin de répondre a tes questions voici.
Le temps de vol Angers Cosne est noté sur le GPS (1.2) soit 1h12 et on ne sait pas si le troisième digit est entamé et de combien car c'est en dixième de vol donc en pas de 6mn.
Je ne sais pas non plus s'il commence a enregistrer le temps de vol a la mises sous tension ou a partir d'une certaine vitesse (probablement la vitesse de décrochage entrées dans les paramètres avion sur le GPS).
S'agissant du temps de vol pour après mise en route et le décollage il faut 6 à 7 mn pour décoller en 26 à Angers.
Quand à l'intégration à Cosne de la verticale au parking il y a aussi 5 bonnes minutes.
Comme tu le vois beaucoup de variables !
Ma machine est loin d'être optimisée pour la vitesses, j'ai privilégié le confort et la possibilité d'utiliser tout types de terrains au niveau des trains.
De gros progrès sont possible sur le plan aérodynamique au niveau des carénages de train et des liaisons train fuselage.
Voilà en gros le tableau mais c'est vrai aussi que les machines récentes approche les 450km/h et là il y a une marche !
Ce CP dans sa mouture d'origine, sans démarreur, batterie, alternateur, radio, transpondeur gagnerai 30kg et optimisé au niveau des trainées il pourrait rivaliser avec les Cassuts de première génération.
Mais voilà le temps passe et les amateurs travaillent sur de nouveaux concepts.
Cet avion a 40 ans, c'est une éternité en aéronautique !
Le régime moteur que je maintien en croisière est de 2500 car si c'est un C90 il est doper en O200 et j'obtiens 2700 en palier plein gaz pour 265/270 km/h indiqué. Dans toutes les phase de vol ou j'ai testé cela le GPS indiquait 10 km/h de moins donc l'anémomètre est optimiste d'autant, je pense.
J'ai en croisière normale à 2500 t/mn 235/240 Km/h pour 19/20 litres.
Quand on voit le temps gagné sur une distance donnée avec un ratio de +10 km/h et que l'on constate un conso de 3 litres heure de plus, je me calme !
Dernier point pour finir, les 2700 t/mn sont admissible mais deux raisons font que je n'ose pas y aller trop longtemps.
La première c'est que le réservoir d'huile ne fait que 3,5 litres au lieux de 5 sur le O200.
La deuxième c'est que la table arrière est différente et surtout que la pompe è huile du C90 ne donne que 31 psi (2,170 kg) au lieux de 50 psi (3,5 kg) sur le O200.
Voilà tu en sais plus sur cet avion maintenant !
Le cœur me conseil de vendre le D185, la raison le CP!
Cordialement, Pédro.

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CP80 n°8


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 Sujet du message: Re: Réflexions !
MessagePosté: Mer 22 Oct, 2014 11:26 pm 
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Inscription: Mer 29 Juin, 2005 2:15 pm
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Bonjour Pédro,

Les chiffres que tu annonces me semblent un peu moins optimistes que ceux que j’avais pris en compte...
Je ne vois pas trop où est la virtuosité, alors je vais expliquer mon raisonnement pour te montrer que ce n'est pas si compliqué :

Si je comprends bien ton temps de vol GPS comme le temps passé à une vitesse supérieure à la vitesse de décrochage, exprimé en dizièmes d’heures et tronqué au dernier dixième, on peut dire que le temps de vol y compris l’intégration à l’arrivée est entre 72 et 78 minutes.
On peut donc partir sur une moyenne de 75 minutes qui limite l’erreur en « coupant la poire en deux ».

De ces 75 minutes, il faut retirer la montée initiale avant la prise de cap, corriger le temps de la vitesse réduite en montée, et bien sûr retrancher le temps de l’intégration à l’arrivée jusqu’au début du ralentissement une fois posé (en supposant que le temps de roulage à une vitesse inférieure à la vitesse de décrochage n’est pas compté).
On peut supposer que du décollage à la prise de cap, il y a 5 minutes, et 5 autres minutes de la verticale à Cosne au ralentissement une fois posé.

Ce qui est plus difficile à compter, c’est la perte de temps due à la montée à l’altitude de croisière.
Bien sûr, la descente permet de voler plus vite que la vitesse de croisière, mais on est souvent limité par la VNE et à plus forte raison par la vitesse maximale en air agité dès qu’il y a quelques turbulences…

En altitude, l’air moins dense permet de volet plus vite, du moins tant que le moteur est toujours capable de délivrer sa puissance de croisière. La vitesse de croisière maximale pour un avion à moteur à pistons non turbocompressé est souvent entre les FL75 et FL85… Monter un peu plus haut permet de gagner encore sur la consommation de carburant sur la distance au prix d’une très légère réduction de vitesse. (On se rapproche du vol à finesse max sans trop perdre sur la vitesse, et le début de descente se fait le plus souvent en air calme…)
Mais tout cela suppose que le vol est assez long pour qu’on récupère plus en montant haut qu’on ne perd dans la montée à l’altitude de croisière. Pour un vol d’environ une heure, on ne gagne pratiquement rien en vitesse. Pour notre calcul, le plus simple est donc de négliger le temps de montée, et de considérer que le vol se fait au niveau de la mer (masse volumique de l’air 1,225 kg/m3).

Des 75 minutes, je retire donc deux fois 5 minutes et je considère que le vol de 65 minutes est fait au niveau de la mer.
252 km en 65 minutes, ça fait 233 km/h. C’est un petit peu inférieur à ta vitesse de croisière annoncée de 235-240 km/h, mais pas tellement, donc c'est assez crédible même si c'est probablement un peu pessimiste…

Ensuite pour calculer la trainée, qui est compensée par la traction du moteur, il faut calculer la puissance utile de ce dernier.
Le plus simple est de faire un calcul énergétique sur la base du constat du rendement moyen des « Katapla » aéronautique à carburateurs. L’expérience montre que :
« Un moteur d’avion léger consomme en croisière à 75%, 0,2 litre d’essence par HP nominal. »
Autrement dit, en croisière à 75%, un 180HP consommera 36 l/h, un 120HP consommera 24 l/h et un 80 HP consommera 16 l/h, et ainsi de suite…
D’autre part, le rendement du moteur varie très peu dans une plage de 55% à 80%, ce qui veut dire qu’on peut calculer la puissance réelle développée à partir de la consommation horaire, même si le moteur n’est pas exactement à 75%.

Pour une consommation de « 19-20 litres/heure », je prendrai 19,5 toujours pour limiter l’erreur, nous devrions avoir la puissance d’un 19,5/0,2 = 97,5 HP à 75%, soit 73,125 HP. En comptant que le HP vaut 0,746 kW, ça fait 54,55 kW.
Nous avons donc une bonne estimée de la puissance sur l’arbre moteur. Pour l’hélice, une adaptation parfaite permettrait de frôler la limite de 86-87%. En pratique 80% en croisière est déjà une bonne valeur.
La puissance utile développée par ton GMP est donc de 43,6 kW, soit 43600 Watts.

La puissance nécessaire est égale à la trainée multipliée par la vitesse, et la trainée est elle-même proportionnelle au carré de la vitesse. La puissance est donc proportionnelle au cube de la vitesse… (Ce qui explique qu’on gagne beaucoup de carburant sans perdre trop de temps à réduire un peu les gaz… ou à monter un peu plus haut que le FL85…)

La formule est : Puissance [watts] = ½ Ro [kg/m3] SCx(m²) (V[m/s])^3
On en tire facilement le coefficient de trainée SCx
SCx = (2 x Puissance)/(Ro x V^3)
En transformant les 233 km/h en 64,7 m/s on obtient :
SCx = 0,26 m²
Cette valeur est nettement moins bonne que les 0,16 m² que j’avais calculés, mais c’est normal : j’avais considéré une vitesse plus élevée, et dans la formule la vitesse est élevée au cube…

Refaisons le calcul pour un Racer moderne :
Vitesse = 450 km/h, soit 125 m/s
Puissance en course = 140 HP (à nettement plus de 3000 t/min…)
Rendement hélice = 85%
Puissance utile = 140 x 0,85 x 746 = 88774 watts
(plus du double que la tienne en croisière, mais au prix d’une consommation qui ne doit pas être loin des 40 litres à l’heure… Il est vrai que les courses ne durent que quelques minutes…)
On recalcule le coefficient de trainée SCx
SCx = (2 x Puissance)/(Ro x V^3)
SCx = 177548/(1,225 x 125 x 125 x 125) = 0,0742 m²
Mazette ! C’est vraiment pas beaucoup : Moins du tiers de celui de ta machine…

Mais cette différence se justifie parfaitement :
- par le profil et la géométrie de l’aile,
- par la surface mouillée du fuselage,
- par la technique employée et l’état de surface.
- et par les choix techniques (absolument légitimes !) que tu as fais pour privilégier le confort et la possibilité d'utiliser tous types de terrains…

Tu dis que de gros progrès sont possibles sur le plan aérodynamique au niveau des carénages de train et des liaisons train fuselage…
Oui, mais pourquoi faire ?

Imaginons un monoplace de voyage rapide :
Il s’agit de faire un avion très fin, mais qui emporte du carburant pour 1000 km, un pilote de 100 kg plus 25 à 30 kg de bagage, soit une charge utile d'environ 180 à 190 kg.
Cet avion sera forcément plus gros qu’un racer, même si le carburant trouve naturellement sa place dans la voilure. Disons que toutes les dimensions augmentent de 10%, donc la surface augmente de 21%... et le SCx bondit automatiquement à presque 0,09 m².
Augmentons un peu la surface de l’aile et de l’empennage pour le confort, récupérons un peu de trainée avec le braquage de volets en négatif, et encore un peu en escamotant le train d’atterrissage… Et espérons que nous n’avons pas dépassé les 0,1m²…

Le moteur ?
La turbine de Damien (pas de trainée de refroidissement, gain de masse et surtout une puissance continue de 75 kW jusqu’au FL195… pour une consommation de 27 litres/heure de kéro au niveau du sol et moins de 24 litres/heure au FL195…
Bien entendu, une hélice à pas variable automatique de rendement 80% sur tout le domaine de vol et donc une puissance utile de 60 kW.

Performances Calculées
Au niveau du sol : V (TAS) = racine cubique (2 x 60000/(1,225 x 0,1)) = 99,3 m/s = 357 km/h
(Pour une consommation de 7,6 litres de kéro aux 100 km)

Au FL 85, Ro = 0,948 kg/m3, V (TAS) = 108,2 m/s = 389 km/h
(Pour une consommation de 6,7 litres de kéro aux 100 km)

Au FL 125 (sans oxygène), Ro = 0,836 kg/m3, V (TAS) = 112,8 m/s = 406 km/h
(Pour une consommation de 6,2 litres de kéro aux 100 km)

Au FL 195 (avec oxygène), Ro = 0,664 kg/m3, V (TAS) = 121,8 m/s = 438 km/h
(Pour une consommation de 5,5 litres de kéro aux 100 km)

Ces performances ne sont pas faciles à atteindre, mais à condition de ne pas faire d’erreur, et au vu des performances de machines existantes, telles que l’AR-5 de Mike Arnold et les racers F1…
Il faut piquer pas mal pour taquiner les 250 kt (463 km/h) qui représentent la limite de vitesse autorisée sous le FL200, mais ça permet quand même de couvrir 1000 km en environ 2 heures et demie sans véritablement se ruiner en carburant…

Pour un biplace, en prenant pour référence un MC100 agrandi de 5%, toujours à train escamotable,
Les vitesses seraient de 299 km/h au niveau de la mer, 326 km/h au FL85, 340 km/h au FL125 et de 367 km/h au FL195… Évidemment la conso de carburant sur la distance augmente en rapport inverse, mais ramené au nombre de siège, c'est encore très bon.

Voilà en gros les performances qu’on pourrait tirer du fantastique turbomoteur de Damien à condition de soigner la traînée de la cellule avec la même technique que les machines récentes… Il est évident que sur un CP320, les performances seraient nettement moins impressionnantes.

Bons Vols

Philippe Dejean

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