CP-70 UL

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Alayn266
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CP-70 UL

Message par Alayn266 »

Bonjour à tous,
Je suis un nouvel inscrit sur votre forum donc une petite présentation s'impose :
je pilote depuis 1975 et j'ai construis et restauré un certain nombre de machine (Leopoldoff, Stampe, Tigermoth, D112, Pitts, Starduster etc) je suis Architecte et j'ai une formation d'ingénieur.
Je suis très intéressé par les différents projets de passage en ULM pour le CP-20 et le CP-30,
mais pour ma part j'aimerai faire une étude similaire pour le CP-70 Beryl (pas le 750 trop lourd)
D'après les données glanées ça et là le CP-70 d'origine avec le Continantal 65 cv pesait 320 kg à vide et 380 kg avec le 115 cv.
En partant donc sur la structure d'origine du CP-70 65 cv je pense vraiment que cela est faisable !
J'ai lu beaucoup d'explications très précise et complexe sur le forum mais toutes ces réflexions sont données comme si la ou les personnes impliquées voulaient construire un ULM de série (prototype
pour une commercialisation des plans comme pour le Jodel D-18) !!
Je ne pense pas que cela soit la bonne direction à prendre, pour ma part cela sera un dossier isolé pour ULM 'non de série'; Mon CP-70 ULM sera un avion de pur plaisir pour faire de rond dans l'air et de la maniabilité en local épandu.
Les Dossiers ULM sont purement déclaratif ! Il ne faut pas se bloquer sur quelques kg ou quelques km/h, bien évidemment il y a une tolérance à ne pas dépasser ! Je suis pilote avion, voltige et aussi ULM et je peux vous assurer qu'une bonne partie des ULM performant de constructeurs bien connus ne décroche pas à la vitesse réglementaire ! Je vous invite aussi à aller au salon de l'ULM de Blois avec une bonne balance et vous aurez des surprises !
Si l'on part sur la base réglementaire : ULM biplace à 450 kg -156kg +1 heure de carburant soit 7 kg pour une conso à 10 l/h cela nous laisse une masse max à vide de 287 kg.
Bien sur cela est trop lourd pour un avion de voyage mais pas pour un avion volant en local terrain,
après c'est au pilote propriétaire à prendre ses responsabilités et de respecter le poids max du passager en fonction de l'essence embarqué !
De 287 kg à 320 kg du proto Beryl il faut gagner 33 kg je pense vraiment cela faisable et sans rien toucher à la structure du Beryl :
moteur plus léger (facile), enduis blanc sans peinture sur du Dacron 1500, roues nylon et pneus plus petits, verrière simplifiée ou même cockpit torpédo, instrumentation minimale, plus petit réservoir d'essence et si l'avion est basé sur un terrain ULM en herbe on peut supprimer les freins et mettre une béquille arrière comme sur les premiers Druine Turbulent et Turbi.
Pour la vitesse mini je pense vraiment que la réduction de la masse de plus de 100 kg suffira pour atteindre les 65 km/h et si cela ne suffit pas une simple pose de générateur de vortex et le tour est joué (je l'ai fait sur un Avid flyer et cela fait perdre de 6 à 7 km/h).
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Alayn266
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Re: CP-70 UL

Message par Alayn266 »

Bonjour,
Voici les trois moteurs que j'ai sélectionné pour mon projet de CP-70 UL:

AeroTwin Turbo 65 HP 4200 RPM 45kg
http://www.aerotwinmotors.com/newpages/features.htm

Global Rotary Power 80 HP Wankel 50kg
http://www.rotaryengines.ca/main/about.htm

Zoche aero diesel ZO 03A 70 HP 55 kg
http://www.zoche.de/specs.html

Je me base sur le CP-70 avec Continental A 65:
poids 320 kg - A65 78 kg reste cellule nu 242 kg
la masse max réglementaire à vide étant de 287 kg
je peux monter un AeroTwin de 45 kg et hop je suis réglementaire SANS AUCUNE MODIF sur l'avion.
Si je veux un super rapport poids puissance le rotatif Wankel reste imbatable ! 15 hp de plus pour seulement + 5 kg.
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Alayn266
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Re: CP-70 UL

Message par Alayn266 »

J'ai trouvé une information intéressante pour tous ce qui ont un projet PIEL ULM
Emeraude ou comme moi Beryl,
le gain de poids sur un longeron bois/carbone type MC100 d'un Pena Bilouis (biplace voltige proche du CP750) est de l'ordre de 45 à 50 kg par rapport au longeron bois !!!!!
Donc CP-70 avec Continental A 65: poids 320 kg - A65 78 kg reste cellule nu 242 kg
Passage au longeron bois/carbone : La faible épaisseur constante de 28mm du longeron type MC100 impose la modification de toutes les nervures; mais le cellule nu passerai à 200 kg ajoutons un moteur de 50 kg et nous avons un avion de 250 kg de masse à vide !
En plus pour le Beryl celui ci est calculé voltige en monoplace soit +6 à 420 430 kg soit très proche de la masse max ULM en biplace, avec le longeron bois/carbone le MC100 et le bilouis sont calculé à +8 -6 (à 700kg)
je pense donc que l'on peut espèrer un +7 à 450 kg pour un Beryl longeron bois/carbone.
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Alayn266
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Re: CP-70 UL

Message par Alayn266 »

D'apres Dyn'aero le gain sur leur CR100 serait de 25 kg, de 42 kg sur le BILOUIS,
il faut donc je pense compter sur une trentaine de kilos pour un Beryl.
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Philippe Dejean
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Re: CP-70 UL

Message par Philippe Dejean »

Alayn266 a écrit :Bonjour,
Voici les trois moteurs que j'ai sélectionné pour mon projet de CP-70 UL:

AeroTwin Turbo 65 HP 4200 RPM 45kg
http://www.aerotwinmotors.com/newpages/features.htm

Global Rotary Power 80 HP Wankel 50kg
http://www.rotaryengines.ca/main/about.htm

Zoche aero diesel ZO 03A 70 HP 55 kg
http://www.zoche.de/specs.html

Je me base sur le CP-70 avec Continental A 65:
poids 320 kg - A65 78 kg reste cellule nu 242 kg
la masse max réglementaire à vide étant de 287 kg
je peux monter un AeroTwin de 45 kg et hop je suis réglementaire SANS AUCUNE MODIF sur l'avion.
Si je veux un super rapport poids puissance le rotatif Wankel reste imbatable ! 15 hp de plus pour seulement + 5 kg.
Je ne connaissais pas l'Aérotwin.
Autant la version atmosphérique me semble bonasse, autant la version turbo est susceptible de poser des pb en voltige (les efforts gyroscopiques sur les turbos dépassent très vite leur résistance mécanique et... :bye2:

Le Wankel est toujours aussi prometteur, même si sa conso spécifique est encore un peu élevée. (pour les petits wankels dont le rotor est refroidi par les gaz d'admission, on est au même niveau que les 2 temps à piston - 18 à 19 % de rendement) on attend impatiemment la mise au point de wankels à taux de compression augmenté (14:1) qui sur le papier auraint un rendement très honnête.

Le Zoche... ça fait plus de 25 ans que j'attends qu'il sorte ! (Et franchement, je crois qu'il sera dépassé le jour où ça arrivera... si ce jour arrive)

Alors le wankel reste la meilleure solution... à condition que les sous ne soient pas trop limités.

Bons Vols

Philippe Dejean
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Philippe Dejean
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Re: CP-70 UL

Message par Philippe Dejean »

Bonjour Alayn266,
Alayn266 a écrit :Bonjour à tous,
Je suis un nouvel inscrit sur votre forum donc une petite présentation s'impose :
je pilote depuis 1975 et j'ai construis et restauré un certain nombre de machine (Leopoldoff, Stampe, Tigermoth, D112, Pitts, Starduster etc) je suis Architecte et j'ai une formation d'ingénieur.
Je suis très intéressé par les différents projets de passage en ULM pour le CP-20 et le CP-30,
mais pour ma part j'aimerai faire une étude similaire pour le CP-70 Beryl (pas le 750 trop lourd)
D'après les données glanées ça et là le CP-70 d'origine avec le Continantal 65 cv pesait 320 kg à vide et 380 kg avec le 115 cv.
En partant donc sur la structure d'origine du CP-70 65 cv je pense vraiment que cela est faisable !
Effectivement, c'est faisable, d'autant que la solution biplace tandem est plus favorable que le biplace côte-à côte.

Mais si le CP30 est bien la version biplace du CP20, le CP70 serait plutôt un 1+1... Un pilote et un passager sans double commande quasiment coincé derrière le siège du pilote. A mon avis, il faut revoir tout le fuselage (faire un peu plus mince - 70 cm aux épaules devraient suffire, mais mieux agencé, et bien sûr allégé)
Alayn266 a écrit :J'ai lu beaucoup d'explications très précise et complexe sur le forum mais toutes ces réflexions sont données comme si la ou les personnes impliquées voulaient construire un ULM de série (prototype
pour une commercialisation des plans comme pour le Jodel D-18) !!
Je ne pense pas que cela soit la bonne direction à prendre, pour ma part cela sera un dossier isolé pour ULM 'non de série'; Mon CP-70 ULM sera un avion de pur plaisir pour faire de rond dans l'air et de la maniabilité en local épandu.
Les Dossiers ULM sont purement déclaratif ! Il ne faut pas se bloquer sur quelques kg ou quelques km/h, bien évidemment il y a une tolérance à ne pas dépasser ! Je suis pilote avion, voltige et aussi ULM et je peux vous assurer qu'une bonne partie des ULM performant de constructeurs bien connus ne décroche pas à la vitesse réglementaire ! Je vous invite aussi à aller au salon de l'ULM de Blois avec une bonne balance et vous aurez des surprises !
Si l'on part sur la base réglementaire : ULM biplace à 450 kg -156kg +1 heure de carburant soit 7 kg pour une conso à 10 l/h cela nous laisse une masse max à vide de 287 kg.
Bien sur cela est trop lourd pour un avion de voyage mais pas pour un avion volant en local terrain,
après c'est au pilote propriétaire à prendre ses responsabilités et de respecter le poids max du passager en fonction de l'essence embarqué !
De 287 kg à 320 kg du proto Beryl il faut gagner 33 kg je pense vraiment cela faisable et sans rien toucher à la structure du Beryl :
moteur plus léger (facile), enduis blanc sans peinture sur du Dacron 1500, roues nylon et pneus plus petits, verrière simplifiée ou même cockpit torpédo, instrumentation minimale, plus petit réservoir d'essence et si l'avion est basé sur un terrain ULM en herbe on peut supprimer les freins et mettre une béquille arrière comme sur les premiers Druine Turbulent et Turbi.
Pour la vitesse mini je pense vraiment que la réduction de la masse de plus de 100 kg suffira pour atteindre les 65 km/h et si cela ne suffit pas une simple pose de générateur de vortex et le tour est joué (je l'ai fait sur un Avid flyer et cela fait perdre de 6 à 7 km/h).
D'accord sur la simplification (tous les "yapas" ne pèsent rien) mais pas d'accord pour jouer avec la limite de masse sous prétexte que c'est "déclaratif".
Pour moi l'objectif de masse à vide, c'est 225 kg (250 kg étant la limite maximale acceptable), et l'objectif de vitesse de décrochage moteur calé 18 m/s à la masse maximale de 450 kg.
(si la masse passe à 475 kg avec un parachute total, la vitesse de décrochage restera juste en dessous de 18,5 m/s, et ça c'est "l'épaissur du trait")

Quand un "générateur de vortex" fait de tels miracles (20% sur le Czmax) c'est que quelque chose a été raté sur l'aile originale :angel_not: ...

Bons vols

Philippe Dejean
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Alayn266
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Re: CP-70 UL

Message par Alayn266 »

Bonjour Philippe,
Les "générateur de vortex" sont maintenant généralisés en Alaska et Canada et ces gains sont éffectif sur des avions comme le Piper cub, le super Cub, le Scout etc ....et rien n'a été raté sur l'aile originale, je ne parle pas de gains par le calcul sur la planche mais de gain constattés en vol !
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Re: CP-70 UL

Message par Alayn266 »

Je pense que l'on peux considérer les baquettes de bord d'attaque des Jodels comme un générateur de vortex avant la lettre !
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Philippe Dejean
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Re: CP-70 UL

Message par Philippe Dejean »

Bonjour Alayn,
Alayn266 a écrit :Les "générateur de vortex" sont maintenant généralisés en Alaska et Canada et ces gains sont effectif sur des avions comme le Piper cub, le super Cub, le Scout etc... et rien n'a été raté sur l'aile originale, je ne parle pas de gains par le calcul sur la planche mais de gain constatés en vol !
Je pense qu'il y a différents équipements qui sont confondus sous le vocable "générateur de vortex" (en français "turbulateurs").

1/ Dans toutes les zones où on est susceptible de rencontrer des décollements à cause d'un gradient de courbure trop élevé, on gagne à utiliser des turbulateurs qui assurent une transition préalable laminaire-turbulent, et retardent l'apparition des décollements dans la mesure où un écoulement turbulent "décolle" moins facilement qu'un écoulement laminaire.
- C'est le cas des ailes à profils laminaire dont on provoque la transition turbulente à l'aide de turbulateurs à l'extrados entre 50 et 70% de la corde.
C'est également le cas des verrières au rétreint trop rapide où provoquer la transition turbulente à l'aide de turbulateurs permet de réduire la trainée de culot et d'augmenter l'efficacité des gouvernes.

2/ Quand le nombre de Reynolds devient trop faible, des turbulateurs placés au bord d'attaque, ou en avant du bord d'attaque (fil tendu devant l'aile de certains modèles réduits de planeurs) permettent d'améliorer les performances des profils conçus pour des nombres de Reynolds plus élevés.

3/ Les baguettes placées sur une petite partie du bord d'attaque de certains avions peuvent également être appelées "turbulateurs" mais leur but n'est pas de retarder le décrochage. Au contraire, au delà d'une certaine incidence, leur effet est de créer un écoulement décroché turbulent qui produit un vibration sensible par le pilote. C'est donc une sorte d'avertisseur de décrochage très simple, qui permet aussi une transition plus progressive en fonction de l'incidence.

Mais je pense que tu fais référence aux turbulateurs utilisé sur l'extrados d'une aile entre 10 à 20 % de la corde.
Et là, je ne peux m'empêcher de penser que le profil n'a pas été très bien choisi... (courbure maximale trop proche du bord d'attaque ou profil avec maximum d'épaisseur trop proche du bord d'attaque, ou vrillage inadapté, ou... une composition de plusieurs de ces facteurs...)
On retrouve souvent ce cas sur les VLA américains où la réglementation impose une vitesse maximale faible. Cette condition est obtenue à l'aide d'un profil épais qui traine à incidence faible (c'est aussi le cas des "caboteurs" qui ne volent pas plus vite à vide qu'à pleine charge... dont le célèbre Piper Cub et ses descendants. Il suffit de comparer les performances d'un Supercub et d'un Mercurey pour comprendre l'ampleur du phénomène).

Bons Vols
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Jean Marie
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Re: CP-70 UL

Message par Jean Marie »

Ah oui, un CP 70 UL, voilà un beau projet.
Ou en êtes vous?
Avez vous besoin d'aide? (je suis ingénieur aéro).
Coté allègement, le longeron bois carbone ou bois verre HR (moins raide et plus léger) s'impose évidemment.
L'échantillonnage du bois est important aussi (voir RF4 UL à Gap)
Le choix du moteur est primordial. En ce qui me concerne, je pense que les principaux critères sont:
-fiabilité
-légèreté
-disponibilité
De ce point de vue j'aurai tendance à me méfier des projets futuristes, certes séduisants.
Dans le disponible avec fiabilité démontrée, il n'y a pas pléthore de choix: HKS est le plus léger, Jabiru a un meilleur niveau vibratoire et un peu plus de chevaux (Rotax trop lourd, trop compliqué). Quelques 2 temps acceptables mais pas confiance. HKS me parait un bon choix. Mon rêve n'est pas de faire une bombe, non, juste un très joli petit avion avec une vraie charge utile: 2 vrais adultes (160 kG), bagages (20 à 30 kG) et 500 à 700 kM de carburant. Plus possibilité d'un peu se retourner la crêpe, mais gentiment.
J'y monterai un train monotrace rétractable (Fournier, Europa), c'est plus léger que deux amortisseurs, deux roues carénées, deux renforts de longerons et ça ne me collera pas des boutons à l'idée d'avoir des trainées inutiles qui pendent dans l'air pour rien.
Donc objectif 220 kG tout nu, c'est faisable en s'arrachant un peu.
L'acquisition de la Vs à 17 M/s ne devrait pas poser de gros problème à 450 kG.
Dites moi ou vous en êtes, je ne voudrais pas réinventer l'eau tiède en repartant du CP 70 CNRA, mais je peux peut être vous aider à finaliser le vôtre en attaquant le mien.
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Philippe Dejean
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Re: CP-70 UL

Message par Philippe Dejean »

Bonjour Jean-Marie,

Si nous avons besoin de l'aide d'un ingénieur aéro? Oh que oui!
Où nous en sommes ?
pas très loin, malheureusement (emploi du temps)

1/ pas mal d'idées :
- En étudiant les différentes technologies classiques, il apparait clairement que le revêtement le plus léger pour une machine lente d'un cinquantaine de m² de surface mouillée est la toile. Ce sera donc un bois et toile, un tube et toile ou un n'importe quoi, mais "et toile"...
- pour alléger l'aile, le longeron au carbone (ou au verre HR) peut faire gagner du poids, et c'est donc à appliquer, mais la bonne vieille formule de la poutre montre qu'il y a aussi beaucoup à gagner avec une aile plus épaisse. Le NACA 23012 de tous les avions Piel pourrait céder la place à un profil plus épais 15%, 17%, plus ? La trainée devient plus importante à grande vitesse, mais tant qu'on se limite à 180-200 km/h, on a de la marge... Surtout si on se tourne vers des profils semi-laminaires...
- Entre un longeron bois-carbone et un bord d'attaque caissonné ctp mince maroufflé tissus carbone, on arrive à un caisson en D assez rigide en torsion pour un poids intéressant.

- Alléger l'aile, c'est bien, mais il faut aussi gagner du poids sur le fuselage :
Il semble que la structure tube acier-toile soit plus légère que la structure classique en bois-toile sur le CP 750 (toutes choses égales par ailleurs)
On ne veut pas faire aussi solide mais plus léger que le CP750 lors pourquoi ne pas reprendre l'idée du tube-toile, mais en remplaçant les tubes d'acier par des tubes de carbone, comme ceux des cerfs-volants?
L'assemblage ne se fait plus par soudure, mais par collage renforcé par frettage des jonctions.
Par sécurité, on peut rajouter une corde de kevlar à l'interieur de certains tubes pour assurer la résistance en traction.
Quand on regarde une section du fuselage derrière le cockpit, il ressemble à un hexagone irrégulier... qu'on peut reproduire sous forme de deux poutres triangulaires (assemblages de tubes) imbriquées.
Ces deux poutres se rejoignent à minima sur un cadre incliné qui constitue le dossier du (des) siège(s) arrière(s) et au niveau de l'étambot.
cette solution à double poutre triangulaire assure un minimum de redondance en cas de défaillance de l'une d'entre elles.
Le cadre incliné est formé par une jante de styrodur maroufflé de tissus carbone. Les tubes s'inscrivent dans des encoches à la périférie de ce cadre, et sont maintenus par collage et frettage.
Au niveau de ce cadre, le tube supérieur doit être interrompu côté cockpit sur un monoplace ou un biplace tandem. Il peut être conservé sur un biplace côte à côte ou un quadriplace.
Les cinq autres tubes se prolongent jusqu'à la cloison pare-feu, avec les entretoises contreventées necessaires à la rigidité et à la fixation de l'aile.

Je pourrais développer le sujet pendant des heures, mais ce n'est pas l'objet de ce post.

2/réalisation
Comme on ne peut pas tout faire, j'ai pensé me limiter à un ULM monoplace pour mettre en oeuvre et évaluer les idées ci-dessus.
Pour l'aile, j'ai récupéré une épave de Bijave dont les "plumes" sont bonnes. et qui correspondent à mes idées en terme de profil (semi-laminaire épais)
Je compte les assembler de part et d'autre d'un fuselage cube de carbone-toile.
Par contre, je n'ai pas encore dessiné ni ce fuselage, ni l'empennage.
J'aurais un grand besoin d'aide à ce niveau, en particulier pour le calcul de l'empennage !

Pour le moteur, je pensais me limiter à un rotax 447. 40 Cv me semblant bien assez pour un monoplace de ce type.
Le 4 temps Briggs&Stratton de la luciole, en prise directe ou réducté comme pour les paramoteurs pourrait être une solution de rechange.



Ton cahier des charges de biplace dont la masse ne dépasse pas 220 kg tout nu (MTOW = 450 kg sans tolérance), et du reste des chiffres que tu en tires me va très bien.

Je n'ai rien contre le HKS700 pour un ULM Biplace, si ce n'est son prix et son potentiel un peu faible (compte-tenu du prix)
Personnellement, je pensais plutôt à un Rotax 503 ou 582 avec un graissage séparé... (Le potentiel n'est pas meilleur, mais c'est moins cher à l'achat)
Le 4 temps Briggs&Stratton de 993 cm3 (grand frère du 626 cm3 de la luciole) pourrait aussi être avionné à 45-50 Cv en prise directe, ou 60 cv réducté...

peut-être qu'en mettant mes plumes de bijave sur un nouveau tronçon central de moins de 2,50 m (gabarit routier), il y aurait moyen de faire directement un biplace ?

Passe-moi un MP si tu veux en parler plus longtemps

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Philippe Dejean
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