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

Bonjour à tous,

Ce sujet est généralement bien couvert lors de la formation d'un pilote, car les instructeurs sont pleinement conscients de son importance pour la sécurité.

Néanmoins, pour un pilote d'avion multi-places de construction amateur, la disposition particulière des réservoirs peut être une source de risques non identifiés. le document suivant a pour but de sensibiliser les pilotes, mais aussi les constructeurs qui voudraient apporter des modifications à leur avion.

Bons Vols

Philippe Dejean

Salut Philippe

Tu indiques dans ton analyse une limite de centrage entre 0.27 et 0.48, qu'en est il quand celui ci est exprimé en pourcentage ?

Que signifie une limite de centrage arrière de 27% et 25% pour le centrage avant ?

Merci

Bonjour !
Sauf erreur ou omission c'est le pourcentage sur la corde de profile de référence.
sur un Jodel du bord d'attaque au bord de fuite (pris sur la partie rectangulaire)
Pour une aile elliptique c'est à l'aplomb d'une nervure précise définie dans la liasse.
En règle générale on part de la référence (en général la cloison pare feux) et là on parle en distance et plus en %.
Pour faire simple une aile d'un mètre de corde de profile sera dans le cas présenté en limite avant à 27 cm et limite arrière à 48. cm du bord d'attaque.
Pour la réponse à la deuxième question, avion involable si aussi peu de tolérance dans la limite avant et arrière du CG.
Certaines machines ont peut de tolérance ((ailes volantes ou similaire mais c'est encore gérable, là 2% ça ne l'est plus!
Pas taper si je me trompe !
Cordialement, Pedro.

Et pourtant ça vole même très bien

La référence en question est la flasque hélice du vilebrequin.

Mais ces 25%, c'est 25% de quoi ?

Bonjour !
Réponse en MP
Regarde sur la fiche du CP80 jointe dans la case "détail chiffré" et compare avec celle "distance du CG".
S'agissant des machines sans fuselage (Iles volantes type AV221 Fauvel) la version motorisée avait les deux places côte à côte donc pile au CG et la masse mono ou bi pilotes n'influençait que la vitesse de finesse max.
Sur la version planeur c'était différent car en tandem et en solo il falait faire attention si le pilote était léger.
J'ai fait quelques vols sur le F-CRON à Nancy en 77!
a +, Pédro

Merci Pedro pour ta fiche de pesée.

J'essaie en vain de comprendre les chiffres mais je ne sais toujours pas ce que représente ces 25% !!!

Sur ta fiche, on y trouve une limite de centrage avant de 18% soit un bras de levier de 0.52 et arrière de 30% avec un bras de levier de 0.67.

Quelle relation y a t-il entre ces 18% et ce 0.52 de bras de levier ? C'est 18% de quoi pour trouver 0.52 ?

N'y aurait il pas un matheux dans la salle ?

Il semble bien que les 18% soient le pourcentage (distance corde de profil de réf du bord d'attaque au bord de fuite représentant 100% sur distance du CG pat rapport au bord d'attaque une fois enlevé la distance entre la référence et le bord d'attaque. Moi je le comprends comme ça.
Du reste la distance entre la référence (cloison pare feu) et le bord d'attaque est pratiquement nulle et la flèche de l'aile pareil pour expliquer que si on prends en compte ces erreurs possibles la limite avant du CG se situe vers 20% au lieux de 18!
Enfin bon ce que ça permet de voir sur le CP du moins, c'est en cas de pilote lourd et réservoir vide, on est limite centrage arrière ce qui explique bien des choses sur le comportement de la machine en phase finale et après avoir touché ne pas se précipiter pour mettre le manche en buttée arrière.
Bon assez de prise de tête pour un dimanche pas vrais ?
Cordialement, Pédro.

Mouais, tu as raison, on verra ça lundi

Le centrage dépend d'abord du type de profil, ainsi pour un NACA 23012 (épaisseur maxi de 12 % de la corde situé à 30 % de cette même corde) les limites de centrages avant sont de 18 % pour le centrage maxi avant et de 33 % pour le centrage arrière, toujours par rapport à la corde. (et pour référence le bord d'attaque).

La corde du profil 23012 des émeraudes et super émeraude étant de 1.50 m (1500 mm) le centrage maxi avant est de 270 mm (1500 X 18 : 100) et pour le centrage maxi arrière : 495 mm (1500 X 33 : 100).

L'épaisseur maxi du profil est de 180 mm (1500 X 12 : 100) et cette épaisseur maxi est située à 450 mm du bord d'attaque (1500 X 30 : 100) ceci pour mémoire... la "portance maximale" étant située à l'endroit de l'épaisseur maxi du profil.

La référence des centrages est la verticale du bord d'attaque du profil, avion soigneusement calé en ligne de vol (la référence horizontale étant le plancher du coffre à bagages).

On mesure ensuite avec précision avec un fil à plomb centreur :

La distance de l'axe des roues à la verticale de la roulette. (L) toute les cotes en CM et les poids en Kg.
La distance qui sépare la verticale du bord d'attaque de la verticale du bord de fuite (C) (en fait, la corde du profil)
La distance entre la verticale du bord d'attaque et l'axe des roues (d)

On place l'avion sur 3 bascules bien précises, une sous chaque roues (gauche et droite) plus une sous la roulette arrière, avion en ligne de vol, il faut donc placer sous la roulette arrière un support (caisse ou tabouret par exemple) afin de placer l'avion en ligne de vol mais installé sur les bascules...

L'avion étant complet prêt à voler, avec l'huile du moteur, mais pas d'essence avant ni arrière , pas de pilote ni de passager, et pas de bagages.. on note le poids indiqué sur la bascule de droite et de gauche, ce qui donne le poids avant , et on additionne le poids arrière, pour obtenir le poids total à vide de l'avion...

L'opération suivante consiste à placer dans le coffre et à la verticale du réservoir arrière, un lest correspondant au poids de l'essence qui sera contenu par ce réservoir (40 L X 0.72 Kg/L : 28.8 Kg) On pourrait également remplir ce réservoir, mais cela impose de le vidanger pour le calcul du centrage avant, ce qui n'est pas bien pratique...

Le pilote s'installe à bord, et on place un autre lest dans le coffre qui figure les bagages, essayer avec la masse maxi indiquée sur le plans, soit 50 kg (c'est beaucoup !!!) pour ma part, j'estime que 40 kg serait un maximum...

Une autre pesée sera faite avec en plus (et enfin) le passager... notez les 3 poids...

L'avion est dans cette configuration en centrage arrière, noter les 3 valeurs de poids (G + D = AV et AR)

et passer au calcul : par une simple règle trois ou avec la méthode des bras de levier .... mais je pense que tout le monde sais comment faire l'opération.... finalement très simple.. j'abrège !!

Tout cela pour expliquer les 18 et 33 % vus plus haut...

JCA

Salut JC

Donc dans mon cas, je mesure la corde de profil de mon aile, ensuite avec mes valeurs de 25 et 27 %, j'en déduis la distance maxi avant et maxi arrière toujours par rapport au bord d'attaque, une fois ces valeurs connues, je fais ma sauce pour trouver mes valeurs mini et maxi de bras de levier depuis la référence qui est le flasque du vilebrequin, c'est bien ça ?

Pourquoi toutes ces questions : sur ma fiche CNRA, je n'ai pour info que ces 25 et 27 %

Et sur mon rapport de pesée, je ne peux trouver qu'un bras de levier !!!

Le but étant bien entendu de connaitre les valeurs avant et arrière des bras de levier à ne pas dépasser.

Une question piège cependant, comment procéder avec un profil d'aile qui en comporte 5 ?

Le calcul du centrage de ton avion s'effectue uniquement pour les centrages limites : avant et arrière, si les centrages sont placés à l'intérieur des limites : l'avion est bon pour le vol. Bien entendu, les limites (18 à 33 %) ne sont jamais utilisées en totalité, ton avion n'a qu'une plage de centrage réduite et comprises dans ces limites (par ex ton centrage va de 22 à 27 % soit une plage de 5 % en tout, ce qui serait très correct.... ) dans ce cas ton centrage moyen serait de 22 + 2.5 = 24.5 %.
mais si ton centrage se ballade entre par ex 19 % et 24 % (centrage moyen : 19 + 2.5 = 21.5 %) il est clair que l'avion serais centré plutôt avant tout en étant dans les limites permises... au contraire si tes limites sont de 26 à 32 % (centrage moyen 29 %) soit avion plutôt centré arrière, tout en étant dans les limites...
Le centrage avant va améliorer la stabilité mais est défavorable à la maniabilité
Le centrage arrière va améliorer la maniabilité, au détriment de la stabilité.
L'idéal étant un centrage "moyen" proche de 25% (par exemple un centrage de 22 à 28 % ("plage" de 6 % et moyenne 22 + 3 = 25 %)
Dans tous les cas, que tu calcule tes centrages directement avec les bascules, ou par les bras de leviers, tu a l'obligation d'effectuer une pesée réelle, donc d'utiliser un jeux de bascules, et tant que tu y est, effectue les pesées "en vrais" soit avec le pilote, et essence avant plein (75 L / 54 Kg) et pas de bagages.... ce qui place l'avion en configuration centrage avant, reste à vérifier si la limite avant n'est pas atteinte ou dépassée...
En centrage arrière : le pilote + le passager + l'essence arrière (40 L / 29 Kg) des bagages (+/- 50 kg pour voir) bien entendu l'essence avant est vide ou presque...
Le calcul du centrage avant :
Poids AR (Kg) X L en cm (dist de l'axe des roues à la roulette) / Poids total (Kg) dans la configuration Centrage Avant = ce qui donne l'emplacement exact du centre de gravité mais à partir de l'axe des roues et vers l'arrière, il reste à ajouter la distance qui sépare l'axe des roues du bord d'attaque (en CM) pour obtenir la position du centre de gravité par rapport au bord d'attaque... et traduire cette cote en % (cote obtenue X 100 / corde (150 cm)
Refaire une pesée pour la même chose mais cette fois pour le centrage arrière...
On peux améliorer le centrage arrière s'il est un peu fort, par réduction de la masse des bagages (cas ou le centrage AR est proche de la limite permise) essayer par exemple avec 30 Kg et refaire une pesée, si ça passe à l'aise, monter à 40 Kg ...la limite aux plans est de 50 à 60 Kg....(solidité du plancher du coffre).

Enfin, voici les bras de leviers des masse mobiles du CP 1310 :
Pilote + pax ( 77 kg X 2) = 154 Kg - bras + 0.59 m (ces poids reculent le centrage)
Ess avant 52 Kg - bras : (-) 0.22 m (cette masse avance le centrage)
Ess Arrière 29 Kg - bras : + 1.09 m (cette masse recule le centrage)
Huile : 4 kg - bras : (-) 0.71 m (cette masse avance le centrage) mais en principe, poids compris avec le moteur.
bagages : 50 kg - bras + 1.12 m (cette masse recule le centrage)

Dans ce cas , tu part d'une pesée à vide, et tu calcule les centrages à partir des bras de leviers (m) Attention aux signes + et (-) dans les calculs... et partir de la référence avion pour les bras de levier.

Toute cette "cuisine" est bien plus facile à comprendre par des illustrations....

Quand tu dis "que ton profil comporte 5 données" tu parle de quoi ? de même : la référence à partir du plateau d'hélice n'existe pas, soit la réf est la cloison pare - feux, soit une nervure au droit du flanc, cette réf est portée sur les plans.

JCA

Salut JC

Mon profil d'aile comporte 5 profils différents.

Sur ma fiche de pesée, la référence pour le centre de gravité est bien le plateau porte hélice, même indication dans le carton CNRA !!!

Bonjour à tous,

Je suis heureux de constater que ce sujet à suscité pas mal de réactions...

Je vais essayer de répondre aux interrogations :

1/Abscisse de référence.

Le choix de la référence peut varier d'un avion à l'autre, mais celui que j'ai utilisé est celui de la fiche de pesée du Super-Diamant F-PYQO (voir document Pdf) : le bord d'attaque de l'aile à 1,30 m de l'axe de l'avion, c'est à dire au delà des réservoirs d'apex, dans la partie rectangulaire.

Ce choix est à la fois facile à mesurer et facile à transcrire en % de la corde en divisant par... la corde de l'aile.
Le problème, c'est que l'aile n'est pas rectangulaire... Alors, de quelle corde parle-t-on ?

- La corde de la partie rectangulaire ? (1,50 m)
- La corde moyenne ? (Surface alaire divisée par l'envergure)

La deuxième solution pourrait sembler plus logique, mais il faudrait aussi prendre en compte le vrillage et le coefficient d'Oswald... Au point qu'on serait dans la confusion la plus totale !

Donc la limite de centrage avant 0,27 m correspond à 18% de la corde et la limite de centrage arrière de 0,48 m correspond à 32% de la corde (ces valeurs sont bien celles figurant sur la fiche de pesée - partie haute du diagramme)


2/ Les faibles variations de centrage auxquelles tu fais allusion, jean-Claude sont parfaitement logiques dans le cas d'un biplace côte à côte.

Dans celui d'un biplace tandem, la masse du pilote placé à l'arrière équilibre assez bien le moteur et la présence ou l'absence du passager avant ne se traduit que par des variations de centrage assez réduites.

Dans le cas du Super-Diamant, par contre, les variations de centrages sont considérables :

Comme le montre la figure suivante, avec les pleins et un(e) pilote de 45 kg, on arrive à une masse de 744,5 kg, et un bras de levier de 0,290 m, soit moins de 19,5% de la corde.

Dans le post précédent, j'ai montré qu'il était facile de tutoyer la limite arrière. C'est donc la quasi-totalité de la plage de centrage qu'on est susceptible d'utiliser...


Conclusion

Le Super-Diamant est bien un dérivé triplace de l’Émeraude, sa capacité d'emport est comparable à celle du DR400-120, avec des performances supérieures grâce à sa motorisation plus puissante.

Par contre, son centrage est beaucoup plus difficile à respecter et le plan de chargement doit être vérifié et soigneusement adapté en fonction des limitations...

Bons Vols


Philippe Dejean

Bonjour à tous,

Le document joint présente plus précisément les contraintes de masse et de centrage du Super-Diamant F-PYQO.

Bons Vols

Philippe Dejean

Bonjour à tous,

Si la fiche de pesée de l'avion contient les données indispensables au calcul du devis de masse et de centrage avant d’entamer un vol, les diagrammes ne sont pas forcément facile à utiliser graphiquement.

Voici un exemple de feuille de calcul Excel qui, en fonction des données suivantes :
- masse du pilote et du passager assis sur les sièges avant;
- masse du (ou des) passager(s) assis sur les sièges arrière;
- masse des bagages en soute;
- volume d'essence dans le réservoir avant;
- volume d'essence dans les réservoirs d'ailes;
calcule le devis de masse et de centrage au décollage (F-PYQO) ainsi qu'à la fin du vol quand il ne reste plus que 20 litres de sécurité dans le réservoir avant.

La distance franchissable sans vent et le temps de vol correspondant sont calculés en fonction de l'essence présente dans les réservoirs au départ, pour la croisière rapide (75% de puissance), ainsi que pour la croisière économique (50% de puissance).

Le chargement pendant tout le vol apparait sous forme d'un segment vert dans le diagramme de masse-centrage avec les limitations de masse en catégories U et N.

Voici quelques exemples :
1/ Un pilote standard (77 kg) avec ses bagages standards (23 kg) placés en soute.

2/ Deux personnes standard (2 x 77 kg) avec leurs bagages (2 x 23 kg) placés en soute.
Dans cet exemple, la quantité d'essence dans le réservoir avant a du être limitée à 72 litres au lieu de 75. Il est évident qu'après avoir fait chauffer le moteur, roulé jusqu'au point d'arrêt, et effectué la check-list avant de décoller, il ne faut pas voler bien longtemps pour se retrouver en règle même si on a fait les pleins complets.

3/ Trois personnes standard (3 x 77 kg) sans bagages
Dans ce dernier exemple, on voit qu'avec les pleins, la masse maximale est dépassée de... 500 grammes!
Ces 500 grammes ont largement le temps de disparaitre avant le décollage...

Bons vols

Philippe Dejean

Effectivement, comme il est dit plus haut : le centrage change au cours du vol, par allègement des réservoirs (consommation d'essence) c'est la raison pour laquelle il est impératif de bien "gérer" son carburant, ainsi sur un Emeraude et Super Emeraude, qui décolle avec les deux réservoirs pleins (vérifier si la masse maxi reste dans les normes avec le pilote, le passager, les deux réservoirs pleins et le poids des éventuels bagages) , on décollera toujours sur le réservoir avant (pompe électrique en marche)
Une fois en croisière on passe dès que possible sur le réservoir arrière, et on consomme les 3/4 du réservoir arrière, soit 30 litres approx .... le centrage est à ce moment là plutôt avant.... et on aura volé : 30 X 60 : 22 = 1 h 20.. et il reste encore pour la sécurité : 30 - 40 = 10 Litres dont 6 utilisable , soit 6 X 60 : 22 = 1/4 d'heure de vol juste pour le cas ou .....

On passe ensuite sur le réservoir avant (75 L) pour consommer le reste d'essence soit 71 Litres (ce réservoir comporte 3 à 4 litres inutilisable; idem pour l'arrière) on dispose à ce moment : 71 X 60 : 22 L/h = 3 h 15 d'autonomie ...

Le changement de réservoir se fait obligatoirement avec la pompe électrique en marche, attendre quelques secondes pour voir si le changement de réservoir n'altère pas le fonctionnement du moteur, c'est plus prudent, en cas de problème revenir illico sur l'avant.... et chercher la cause (probablement réservoir presque vide, par panne de la jauge)...

Il est prudent de se confectionner une "pige" graduée en litres, que l'on plonge directement dans le réservoir avant pour savoir avec certitude la quantité exacte d'essence du réservoir avant... ce qui n'est pas possible pour l'arrière, d'ou une gestion de ce réservoir à faire avec soins ...

Bien entendu, on ne consommera jamais la totalité des deux réservoirs, on conservera au minimum de quoi voler 45 Minutes (dites réserves de sécurité) soit 16 à 17 litres (pour voler 45 Minutes + les 15 mn de l'arrière, au total on dispose de 1 h de vol mais on est dans le rouge .... ne jamais aller à cette limite , de toutes manière rester assis en vol pendant presque 5 h (4 h 50 exactement) n'est pas raisonnable, et la vessie réclamera une pose bien avant cette limite !!! on profitera de l'escale pour refaire les pleins, ou au moins pour compléter le réservoir avant....

Note : tous les temps de vols correspondent à une consommation de 22 L/h (Continental 0-200)

JCA

Bonjour Jean-Claude,

Je suis tout à fait d'accord avec toi...

Lors de ma formation, qui ne date pas d'hier, mon instructeur de l'époque tenait à ce qu'on "sèche" les réservoirs.
Son argument était le suivant : Si un jour on se retrouve un peu court côté carburant...
(C'est totalement inexcusable quand c'est la faute du pilote qui n'a pas correctement fait son travail, mais quand c'est un plomb de chasse reçu au décollage au survol d'une palombière qui fait un petit trou dans le réservoir principal... )

Bref, si pour une raison quelconque on se retrouve un peu court côté carburant , ce n'est pas au dernier moment qu'il faut jongler avec les réservoirs où il devrait rester quelques litres.

Dans les conditions favorable (croisière à une altitude confortable et hors des régions trop "mal pavées") on vide systématiquement les réservoirs qui contiennent le moins de carburant jusqu'à ce que le moteur tombe en panne sèche.
(Nota, toujours d'après mon instructeur de l'époque, même si le moteur s'arrête complètement, ce n'est pas interdit puisque ce n'est pas le pilote qui éteint le moteur, mais le manque de carburant - Cet argument m'a toujours semblé passablement spécieux )
Toujours est-il qu'en pratique, le moteur ne s'arrête pas : l'hélice continue de mouliner. Il suffit de changer de réservoir et mettre la pompe, et le moteur repart (souvent avant même la pompe !)

Résultat, à la fin du vol, on se retrouve avec tout le carburant disponible dans un seul réservoir, ce qui simplifie la charge du pilote qui se passe très bien du souci supplémentaire de changer de réservoir au moment le moins opportun.


Une autre pratique "salutaire" est de connaitre pour son avion, les paramètres de "meilleures distance franchissable" et de consommation horaire minimale.

Par exemple, si tu réduis ton O-200 à 20 pouces d'admission, ce qui devrait te donner environ 2000 t/min, la vitesse de de ton Emeraude Standard devrait perdre 25 km/h, c'est à dire passer de 195-200 km/h à 170-175 km/h...

Mais dans le même temps, la consommation va passer de 22 à un peu moins de 15 litres à l'heure...

Sans réserve, les 110 litres utilisables correspondent à 7h30 au lieu de 5 heures, et à 1250 km au lieu de moins de 1000...

Bien entendu, il n'est pas question de rechercher ces limites sans marge, que je n'ai calculées que pour montrer que le gain est notable, et que dès que les choses ne se passent pas comme prévu, il peut être salutaire de voler "à l'économie" pour se (re)constituer une marge de sécurité.

Bons Vols

Philippe Dejean

... et permet aussi de se donner le temps de réfléchir
en volant moins vite la charge de travail est plus facilement gérable, on a plus de temps pour se repèrer si on est un peu perdu, on a plus de temps pour chercher les bonnes solutions ... le tout en consommant moins ce qui enlève aussi du stress
Bon d'accord, il ne faut pas être à la limite de la nuit aéronautique pour autant mais là on s'écarte du sujet du centrage