Moteur Aéro

[cp1315]

Bonjour

Vous connaissez ? On dirait des moteurs de moto avionnés !!! -->> http://www.vija-engines.com

[Fancho]

Bonjour,

Cela y ressemble effectivement beaucoup, je préciserai même certainement marque Suzuki à l'origine. Moteur à la réputation de fiabilité réputée

[FAUVET Damien]

Salut,

Oui, je connais. Ils faisaient de la pub dans Aviasport il y a un moment: cela m'avais interpellé car le principal argument était « ce moteur est le plus sobre du marché » avec en gros la conso spécifique de 190 g/ch/h, qu’il faut multiplier par 1,36 pour obtenir la conso en g/kw/h, ce qui donne 260 g/kw/h.
A comparer avec les 250g/kw/h d’un rotax ou les 220g/kw/h d’un Thielert.

Ce moteur, en terme de conso, est donc légèrement moins bon qu’un rotax et bien évidemment moins bon q’un diesel…

[Philippe Dejean]

Bonjour,

Salut,

Oui, je connais. Ils faisaient de la pub dans Aviasport il y a un moment: cela m'avais interpellé car le principal argument était « ce moteur est le plus sobre du marché » avec en gros la conso spécifique de 190 g/ch/h, qu’il faut multiplier par 1,36 pour obtenir la conso en g/kw/h, ce qui donne 260 g/kw/h.
A comparer avec les 250g/kw/h d’un rotax ou les 220g/kw/h d’un Thielert.

Ce moteur, en terme de conso, est donc légèrement moins bon qu’un rotax et bien évidemment moins bon q’un diesel…

Que le Vija qui est un moteur de moto avionné ne soit pas moins gourmand qu'un moteur spécialement développé pour l'aéronautique, ce n'est pas très étonnant, mais l'écart est raisonnablement faible (4% apparemment) pour passer outre.
Ce qui me dérange plus, par contre, c'est que le moteur de moto avionné ne soit pas notablement moins cher qu'un moteur spécialement développé pour l'aéronautique... Où est le gain ?

Pour ce qui est de la conso spécifique déclarée, outre le fait que certains chiffres sont sujet à caution , il y a toujours à boire et à manger :

1/ D'abord, il y a toujours le joyeux mélange de CV (736watts) de HP (746watts) et de kW(1000watts, bien sûr!)

2/ ensuite, il y a l'unité de masse. Chez nous, c'est le gramme (ou le kilogramme), mais comme une bonne part des moteurs que nous utilisons viennent des USA ou du royaume uni, on se retrouve avec les "lbs" (453 grammes). En particulier, le "BSFC" est donné en lbs/HP/h

3/ après, on peut légitimement se poser la question "mais quel carburant consomme le moteur?"
Il est évident qu'on ne peut pas comparer directement "les 250g/kw/h d’un rotax" et "les 220g/kw/h d’un Thielert", le premier tournant à l'essence et l'autre au carburant diesel...
mais là encore s'agit-il de 100LL, de SP98, de SP95E5, de SP95E10, pour le premier, de JetA1, de Gazole routier, ou de FOD pour le second ?

4/ Et comme rien n'est vraiment aussi simple qu'il y parait, peut-on espérer que deux moteurs de même puissance ayant la même consommation spécifique du même carburant, à la même charge, seront identiques en terme de consommation pratique une fois montés sur un avion ?
Et bien non !
- rien ne prouve que la consommation spécifique soit identique aux charges différentes de celles de la mesure (en particulier à puissance réduite)
- si un moteur entraine son arbre hélice à 2300 t/min (continental) et l'autre à 3400 t/min (Jabiru), le rendement propulsif ne sera pas le même, surtout à basse vitesse.
- Enfin, si l'un des deux moteurs est plus lourd que l'autre, (ce qui est généralement le cas des diesels, mais pas toujours : le Deltahawk 180/200 HP soutient la comparaison avec le O-360) ça aura une influence d'autant plus grande que la mission sera de courte durée (pas beaucoup de carburant à emporter, donc masse du moteur proportionnellement grande par rapport au carburant)

Dans ces conditions, rien ne prouve que le Vija de 100 CV consomme plus (ou moins) en pratique que le Rotax 912 de 100 CV sur un avion donné, pour une mission donnée.

Alors , pour y voir un peu plus clair , je propose aux fabricants de moteurs (y compris toi, Damien) de donner systématiquement la courbe de rendement énergétique du moteur en fonction de la charge.

Le rendement a l'avantage d'être un nombre sans dimension : c'est la puissance nette sur l'arbre divisé par le flux d'énergie contenu dans le carburant consommé. Qu'on l'exprime en (kw/kw) en (HP/HP) ou en (CV/CV) ça ne change rien.

La charge a également l'avantage d'être un nombre sans dimension : C'est la puissance mesurée sur l'arbre divisée par la puissance assignée (ou nominale) du moteur.

La courbe de rendement énergétique en fonction de la charge permet donc de comparer les moteurs entre eux.

Bien sûr, ça n'empèche pas de donner aussi :
- la consommation exprimée en masse/energie produite,
- la masse du moteur, c'est important pour l'avion...
- et le prix de vente, c'est important pour le pilote !

Bons vols

Philippe Dejean

[FAUVET Damien]

En effet Philippe, la courbe « rendement/charge » est le meilleur moyen de comparer les différentes technos de moteurs.

Cependant, pour le moteurs aéros, les conso spé sont en général données au régime de croisière : 75%.

Ma remarque était surtout pour mettre en évidence le côté « c’est le moteur le plus sobre du monde », avec un chiffre exprimé en g/ch/h…on peut s’y laisser prendre si on ne regarde pas les unités.

Après, on peut effectivement réaliser une comparaison plus détaillée.

Mais y’a pas trop de surprise à attendre. Entre 50 et 75 % de la puissance max, pour un moteur de 80kW :

- un moteur essence aura un rendement d’environ 30 %

-un bon diesel aura un rendement d’environ 40%

- une micro turbine aura un rendement de 25 à 40% (selon la taille de l’échangeur)

L’autre point, qui est le plus important en aéro, est la fiabilité. Un moteur de moto, ça tourne vite et ça dure moins longtemps qu’un moteur de voiture…

Ce qui a amené l’aéronautique commerciale à utiliser les turbines à gaz, c’est leur extraordinaire rapport masse/puissance, mais également leur fiabilité incomparable : de nos jour, le taux d’arrêt en vol d’une turbine est extrêmement faible.
Sans parler de la durée de vie :

1500 H pour un Rotax

2000H pour un Lycoming

5000H pour une turbine d’hélico type Arriel

+ de 100 000 H pour un réacteur d’avion civil

[FAUVET Damien]

Pas terrible le rendement du RR O200 :

Ce matin, j’ai regardé dans le manuel d’Overhaul la courbe Puissance/consommation de ce moteur.

Cela donne :

- A 80% : conso 19,75kg/h puissance 58,9kw

Le pouvoir calorifique de la 100LL est de 47,3 MJ/kg.

1kwh = 3,6 MJ

Le O200 avale donc, en 1 heure, l’énergie suivante :

19,75(kg)*47,3(MJ)=934,17MJ soit 934,17(MJ)/3,6=259,5kwh

Pour calculer le rendement, y’a plus qu’à diviser l’énergie restituée par le moteur en 1h (58,9kw*1h=58,9kwh) par l’énergie consommée (259,5kwh) :

58,9/259,5=0,2269 soit 22,69%

Si on réalise le même calcul pour un régime de 50% (conso 14,22kg/h puissance 36,8kw) cela donne un rendement de 19,7% !!!!

La petite turbine Capstone C30 de 30 kw fait mieux :

A 33% de la puissance max (10kw), son rendement est : 21,9%

A 50% de la puissance max (15kw), son rendement est : 24,8%

A 67% de la puissance max (20kw), son rendement est : 26%

[Philippe Dejean]

Bonjour,

Pas terrible le rendement du RR O200 :

Ce matin, j’ai regardé dans le manuel d’Overhaul la courbe Puissance/consommation de ce moteur.

Cela donne :

- A 80% : conso 19,75kg/h puissance 58,9kw

Le pouvoir calorifique de la 100LL est de 47,3 MJ/kg.

1kwh = 3,6 MJ

Le O200 avale donc, en 1 heure, l’énergie suivante :

19,75(kg)*47,3(MJ)=934,17MJ soit 934,17(MJ)/3,6=259,5kwh

Pour calculer le rendement, y’a plus qu’à diviser l’énergie restituée par le moteur en 1h (58,9kw*1h=58,9kwh) par l’énergie consommée (259,5kwh) :

58,9/259,5=0,2269 soit 22,69%

Si on réalise le même calcul pour un régime de 50% (conso 14,22kg/h puissance 36,8kw) cela donne un rendement de 19,7% !!!!

La petite turbine Capstone C30 de 30 kw fait mieux :

A 33% de la puissance max (10kw), son rendement est : 21,9%

A 50% de la puissance max (15kw), son rendement est : 24,8%

A 67% de la puissance max (20kw), son rendement est : 26%

Tes chiffres concernant le RR me semblent un peu pessimistes - S'agit-il bien de 19,75 kg/h ?
Mon instructeur, il y a bien longtemps, m'avait enseigné la rêgle suivante :
"Correctement mixturé, un moteur d'avion léger quelconque consomme en croisière (à 75%) 0,2 litre d'essence par HP nominal"
Autrement dit, la consommation en croisière est de 13 l/h pour un 65 HP, 18 l/h poue un 90 HP, 20 l/h pour un 100 HP, 24 l/h pour un 120 HP, 30 l/h pour un 150 HP, et 36 l/h pour un 180 HP...
C'est très simple à calculer, et ça se vérifie assez bien.

Mais effectivement, le rendement de nos moteurs "aéro" est assez faible en partie à cause du refroidissement pas régulé, de la faible vitesse de rotation et de la carburation approximative, et c'est là où des moteurs rapides plus modernes comme le Suzuki peuvent bien se placer, à condition que leur prix ne soit pas prohibitif
(Je ne trouve pas le Vija 100 CV suffisamment bon marché pour ne pas choisir le rotax 912 - pour le Vija 120CV, il faudrait plutôt le comparer à un O-235...)

Il ne faut pas confondre durée de vie et fiabilité :
- La durée de vie, c'est la durée de fonctionnement avant que l'usure réduise les performances et fasse augmenter le taux de panne.
- La fiabilité peut être représentée comme la durée de moyenne de fonctionnement entre panne (MTTF).

Un moteur peut être usé en 600 heures, comme la plupart des 2 temps, mais avoir une excellente fiabilité (pratiquement ne jamais tomber en panne).
Les moteurs des avions de la première guerre mondiale tombaient en panne toutes les 40 heures en moyenne, ce qui ne les empêchait pas de "durer" plus de 1000 heures pour certains...

Pour l'amateur, 600 heures, c'est déjà pas mal par contre, les arrêts moteur intempestifs ne sont pas anodins
La durée de vie est donc nettement moins importante que la fiabilité.

Bons vols

Philippe Dejean

[FAUVET Damien]

Oui en effet, ces chiffres sont pessimistes !
Quand je fais le calcul avec les courbes du C90-14F, je retombe bien sur un rendement thermique de 28% (300g/kw/h) à 75% de la puissance max.
Je pense que c’est le chiffre à retenir pour le O200.

J’ai acheté le magazine « piloter » ce WE, Vija y fait de la pub avec le chiffre 195g/cv/h (=265g/kw/h) et la mention « 25% de consommation en moins que la concurrence 4 temps » : j’ai des doutes (Rotax est a 250g/kw/h)???!!!!!!!

[Philippe Dejean]

Bonjour,

Oui en effet, ces chiffres sont pessimistes !
Quand je fais le calcul avec les courbes du C90-14F, je retombe bien sur un rendement thermique de 28% (300g/kw/h) à 75% de la puissance max.
Je pense que c’est le chiffre à retenir pour le O200.

C'est effectivement un chiffre raisonnable... qui ne m'a pas l'air bien loin des "0,2 litre d'essence par HP nominal, à 75%" qui correspondent de 260 à 280 g/kWh suivant les densités possible de l'essence...
C'est également mieux que la turbine Capstone (certes sans échangeurs, mais sans réducteur non plus...)

J’ai acheté le magazine « piloter » ce WE, Vija y fait de la pub avec le chiffre 195g/cv/h (=265g/kw/h) et la mention « 25% de consommation en moins que la concurrence 4 temps » : j’ai des doutes (Rotax est a 250g/kw/h)???!!!!!!!

Les 265 g/kWh du Vija ce qui correspond à un peu mieux que 28% de rendement me semblent "atteignables"...

Les 250 g/kWh du Rotax ? ça correspond à presque 30% de rendement!
Pourquoi pas, mais alors en mixture relativement "pauvre"... et alors :
- mieux vaut ne pas chercher à regarder le taux de NOx
- on ne doit pas être loin de la limite admissible de température culasse (serait-ce pour cela que les culasses -et elles seules- sont refroidies par liquide?),
- Avec un carburateur, ou même deux carburateurs, on maitrise mal l'équilibre de la mixture entre les différents cylindres et on risque la perforation des pistons, etc, etc.
A mon humble avis, pour tenir (durablement) de tels chiffres, l'injection multipoint, une sonde Lambda par cylindre et un Fadec s'imposent...

En termes d'objectifs de consommation pour un nouveau moteur, je pense qu'il faut faire au moins aussi bien que ce fait la concurrence (Voir courbe du Deltahawk - Diesel 2 temps qui peut se monter en lieu et place d'un O-360 : même masse au kilo près et encombrement réduit.)
Nota : 1/ le carburant consommé est du kérozène JetA1 - 42,8 MJ/kg au lieu des 47,3 MJ/kg de la 100LL.
2/ le moteur est le proto version 150 HP sans intercooler, le rendement doit être légèrement meilleur dans les versions 180 HP et 200 HP avec intercooler)
3/ Le deltahawk n'est pas aussi bon en terme de consommations que les meilleurs diesels dérivés de l'automobile (Thielert), principalement à cause de sa pompe d'injection mécanique, mais c'est un gage de fiabilité (fonctionne sans électricité, comme un moteur à allumage par magnétos), et il a une meilleure puissance massique.

En clair, il faudrait que le rendement dépasse 35%, réducteur compris, c'est à dire que le moteur consomme moins de 240 g/kWh... de kéro ou même de gazole ou de FOD (Ce qui fait quand même déjà 20% de gain en masse de carburant et de 27,6% en rendement par rapport au C90-14F)

Bien sûr, les 220 g/kWh du Thielert (Ce qui fait plus de 26% de gain en masse de carburant et de 33,6% en rendement par rapport au C90-14F!) ce serait encore mieux !

Quant à égaler les meilleurs diesels lents 165 g/kWh (de Fuel Lourd - rendement 54 % !), ce serait vraiment le rêve, mais en plus de la fiabilité, de la faible masse de ton moteur, et de souplesse d'utilisation, j'ai peur que ce soit un peu trop demander...

Bon courage... Et bons vols !

Philippe Dejean