Projet Turboréacteur pour Saphir !!!

[FAUVET Damien]

Salut Damien

Ouarffff !!!!!!!

C'est fort interressant ce que tu nous racontes la !!!!!!

J'ai donc switché ton message avec ouverture d'un nouveau sujet dans la partie moteur --> Cliquez ici

Le premier Piel à turbine sera certainement un Saphir alors

J'ai hate de voir la suite de cette discussion, surtout qu'il y a des amateurs pour les alternatives au moteur essence.

Vite vite vite

Salut Laurent, salut Gilles,

Voici quelques précisions sur mon projet et sa genèse :

Etant passionné d'aéronautique depuis mon plus jeune âge, mais aussi de mécanique, je me suis mis à fabriquer, depuis quelques années, des petits turboréacteurs, d'abord minuscules (4 Kg de poussée, avec des turbos automobiles), puis de plus en plus gros (35 Kg de poussée, avec des turbos de camion)...

Et un beau jour, il y a environ 1 an et demi, je me suis dit "et pourquoi ne pas développer un turboréacteur destiné à la construction amateur ???"

Je me suis donc remis sur ma planche à dessins (numérique) et, ai commencé les études d'une turbomachine capable de propulser un appareil d’environ 850 Kg…

En parallèle, et comme ce genre de projet nécessite un cerveau musclé, j’ai pris contact avec des experts en propulsion aéro (retraités du bureau d’études SNECMA, chez qui je travaille d’ailleurs), pour réaliser la pré-étude du moteur …

A l’heure actuelle, toute la conception du moteur est terminée, et, pour la réalisation des protos, nous avons des partenariats avec des industriels et des écoles (je dispose d’un sponsoring de mon employeur, d’un IUT de la région parisienne qui est en train de me réaliser les pièces et d’une grande école d’ingénieur aéro qui est partenaire pour les essais et l’optimisation du moteur)…et il y a aussi les fournisseurs pour les pompes, l’électronique, et la soufflante qui sera réalisée par la société EVRA…

Donc, pour avion type Saphir propulsé par 2 réacteurs, cela donnerait :

Masse maxi au décollage 850Kg
V croisière : 360Km/h
V maxi : 420Km/h
Autonomie avec 270Kg de carburant : 3,2 H en croisière à 0ft

Une cellule type Saphir serait donc pas mal pour un premier proto, avec 2 réacteurs montés en « moustaches » et déportés vers l’avant de l’appareil pour maintenir le centre de gravité (les 2 moteurs complets pèseront environ 55Kg, contre environ 150kg pour un GMP à pistons). Il faudrait tout de même renforcer la cellule pour porter la VNE à 450km/h au moins…

Un proto du corps HP a déjà tourné, les résultats sont très encourageants : le temps de développement du réacteur sera d’environ 2 à 3 ans, et à terme, une commercialisation est envisagée (moteur non certifié) avec un prix de vente de 2 moteurs égal à un O320 neuf+hélice+tout les équipements. Nous visons une TBO de 3OOOH.

Pour le moment, je cherche des personnes qui seraient intéressées pour commencer l’étude de renforcement et la fabrication de la cellule (dont le coût sera couvert par un sponsoring), car pour ma part, le développement des réacteurs, de la régulation, et l’entretien de mon Emeraude me prennent beaucoup de temps… avis aux amateurs !

Et voilà, vous savez tout, ci joint, une esquisse du Saphir-jet et une vue de la maquette numérique du réacteur…un petit film sur les essais du corps HP proto est également dispo !

Si quelqu’un est intéressé par ce projet pour travailler sur la cellule, n’hésitez pas…

Pour les turbos-sceptiques, voir les photos du cricri en PJ (240 Km/h avec 36Kg de poussée) …

A bientôt à LFPZ Gilles…A+

[cp1315]

Salut

Au vue des images, je me pose la question suivante :

Les gaz chaud en sortie de turbine, sur les ailes et la profondeur, en bois je le rappelle, ne pose pas de problemes ?

J'aurai plutot pensé à une turbine de travail, logé en place du moteur d'origine, avec une sortie helice et une expulsion des gaz vers le bas non ?

Laurent

[FAUVET Damien]

Très bonne question Laurent (je l'attendais...)

Il n'y aura pas de problèmes pour 2 raison :

1) ce moteur est un double flux avec un taux de dilution très élevé (16,8), cela signifie que le débit massique du flux frois est 16,8 fois suppérieur au flux chaud. Le flux chaud est donc complètement "englobé et dilué" dans le flux froid, d'ou une température du fluide propulsif très basse (comparable à une configuration turbopropulseur avec éjections latérales, genre PT6 sur les avion King)

2) quand bien même ce ne serait pas un double flux, l'inertie thermique de l'air étant ce qu'elle est (très faible), la T° des gaz diminue très vite derrière une tuyère de réacteur, le plan fixe étant à environ 5m derrière le moteur, la T° de l'air à cette distane ne serait plus que de 50° environ sur un simple flux, et proche de la T° ambiante pour mon moteur (double flux)...

PS : tu ne mets pas la photos du cricri (il n'est pas aussi beau que le saphir, mais il un bon exemple de ce qu'il est possible de faire)...

[FAUVET Damien]

Ci-joint une photo du 1er démarrage du corps HP prototype...fumant

[Gregaroulettedequeue]

Salut Damien,
voilà un petit moment que je n'étais pas venu sur le site. Et j'ai failli manquer un sujet très interessant. Plutôt sympathique comme projet ce turboréacteur et je suis impatient de voir ton bébé à l'oeuvre.
Le projet de monter ce moteur sur une machine existante est nécessaire afin de pouvoir démontrer l'utilité d'une telle évolution et même révolution. Tu pourras ainsi montrer à tous les détracteurs que ton idée de marier technologie de pointe avec des machines conventionnelles est possible.
Cependant, ne penses-tu pas qu'un avion de formule canard serait mieux adapté à ce type de motorisation ?
Le développement d'une turbine ne serait-elle pas une autre alternative interessante?

[FAUVET Damien]

Salut Gregaroulettedequeue

Effectivement, la formule canard offre l'avantage de pouvoir placer les réacteurs à l'arrière de la cellule, ce qui est plus classique que la formule "Saphir-jet". Ces appareils sont d'ailleurs déjà très rapides avec des hélices : donc VNE adaptée...

Cependant, 2 raisons m’ont poussé à choisir une cellule type Saphir :

- la 1er est que les avions canards sont un peut plus chatouilleux que les avions classiques, avec un centrage très "serré" (un ami a fabriqué un cozy et il a eu quelques frayeurs...), sans parler des vitesses d'approche. Le but de ce premier proto est de démontrer la viabilité de ce type de motorisation sur des cellules conventionnelles mais rapides (Lancair, Saphir, Falco FRATTI, etc.....mais pas sur un Rally) donc avec un avion le + classique possible, pour ne pas ce taper également un "développement avion".

Mais, quand ces moteurs seront commercialisés (le pack de 2 moteurs pour le prix d'un 0320), rien ne t'empêchera de les monter sur un Vari ez ou un Cozy (en le renforçant un peut), pour filler à Mach 0,5 et 25000ft.......

- la 2ème est que le Saphir est un canon de beauté, et que j'aime les avions Piel....

Au plaisir d'une hypothétique rencontre dans un salon aéro, ou je compte bien faire des démos avec les moteurs protos, sur un banc mobile...

Damien

[FAUVET Damien]

Ah oui, j'oubliais, pour une version turbine, il suffira d'augmenter le rapport du réducteur et d'y coller une hélice.........la formule que je propose est cependant à mis chemin entre le turbo réacteur double flux classique (taux de dilution de 5 environ pour le civiles) et le turbopropulseur (taux de dilution équivalent à 40 ou 50...). Pour mémoire, je suis à 16,8.

A+

[Philippe Dejean]

Bonjour Damien,

D'abord, BRAVO pour le développement de ce réacteur à fort taux de dilution!
La critique est difficile et l'art... Air connu, mais tellement vrai.
Je n'ai pas de doute qu'un jour des jets amateurs volent avec des réacteurs à double flux.

Par contre, si j'exclus les conditions esthétiques que je me garderai bien de commenter , je ne comprends pas le choix du "Jet Saphir!!!!"


Je n'ai pu m'empêcher de faire un peu de "reverse engineering" :

En reprenant les caratéristiques du Saphir publiée sur ce site, j'ai calculé son SCx en prenant un rendement hélice de 80% (On peut théoriquement aller jusqu'à 86,5%, et même un peu plus, mais c'est assez raisonnable).

Bien entendu, il dépend de l'assiette, c'est pourquoi je trouve des résultats variant de 0,21 m2 plein gaz à la masse de 700 kg à 0,25 m2 à 75% de puissance à la masse de 870 kg.

En retranchant la trainée de refroidissement du moteur à piston, et en rajoutant la trainée directe et d'interaction des mats réacteurs, on peut espérer un SCx de 0,2 m2 pour le Jet-Saphir, mais pas beaucoup mieux.

Tu annonces une vitesse de croisière de 360 km/h, et une autonomie de 3,2h avec 270 kg de carburant au niveau du sol (je suppose sans réserve),
ça donne une consommation de 84,35 kg/h.
En supposant que la consommation spécifique de 0,935 s'applique également, ça donne une poussée de 885 N
Pour maintenir 360 km/h dans de l'air à 1,225 kg/m3 avec 885 N de poussée, il faudrait un sCx inférieur ou égal à 0,1445 m2... (C'est un biplace faisable, mais c'est plus un Saphir...)
Avec un SCx de 0,2 m2, il faudrait 1225 N de poussée, ce qui correspondrait, avec la même consommation, à une conso spécifique de 0,676... (ça je ne suis pas du tout sûr que c'est faisable...)

Bon, prenons le problème sous un autre angle : Nous disposons d'un réacteur qui a une consommation spécifique de 0,935 à 200 kt et à 2500 ft.
ça signifie que pour chaque kg de carburant brulé à l'heure, le moteur délivre une poussée de 9,81/0,935 = 10,5 N
A la vitesse de 200 kt (103 m/s), ça donne une puissance utile (poussée x vitesse) de 10,5 x 103 = 1080 watts
Le travail fourni pendant une heure est de 1.080 x 3.600 = 3.888.000 Joules
L'énergie contenue dans un kg de kéro est de 50.000.000 Joules
Le rendement propulsif global du réacteur à 200 kt est donc de 3.888.000/50.000.000 = 7,78%

A titre de comparaison, prenons un moteur diesel DeltaHawk de 200 HP, avec une hélice à pas fixe propulsant un avion à 200 kt, à 75%.
A 75%, le moteur consomme 26,2 kg de kéro à l'heure
La puissance utile est de 200 x 746 x 0,75 x 0,8 = 89.520 watts
Pendant une heure, ça correspond à un travail de 89.520 x 3.600 = 322.272.000 joules
L'énergie contenue dans les 26,2 kg de kéro est de 1.310.000.000 Joules
Le rendement propulsif global du diesel à 200 kt est donc de 322.272.000/1.310.000.000 = 24,6%

Conclusion : A 200kt, le Deltahawk consomme 3,16 fois moins de carburant pour fournir le même travail.
(Et si la vitesse de croisière est plus faible l'écart s'accroit encore...)

D'ailleurs, un Saphir équipé d'un DeltaHawk 200 HP avec bonne une hélice à pas variable ce serait avion (pardon, un Piel!) triplace qui croiserait à :
- 360 km/h au FL 75 à 75% en consommant 31 litres de kéro à l'heure (8,6 l/100km)
- 325 km/h à 3000 ft à 65% en consommant 26,5 litres de kéro à l'heure (8,15 l/100km)
ça n'intéresse personne?... Vraiment personne?!!!...


Mach 05 à 25000 ft?
Alors ça c'est autre chose! Là le réacteur à fort taux de dilution est à sa place... mais il faudrait une cellule très différente de celle du Saphir

Damien, pourquoi ne pas se baser sur un Orion G802 dont la forme me semble quand même plus adaptée à l'installation des réacteurs. (en "pods" à l'arrière comme sur Caravelle)

Mais il serait plus performant de chercher du côté :

- des "Pushers" de Jim Miller, comme le "Pushy Galore" SCx de 0,1 m2 tout au plus
Avec un seul réacteur, ça ne serait déjà pas ridicule, mais avec deux sur la version biplace tandem qui a déjà battu des records de vitesse ascensionnelle...

- de tout autre biplace suffisamment fin au reynolds recherché, comme un BD Biplace...

Mais ce qui me semble le plus prometteur, ce serait un trois surface biplace tandem inspiré du Fratti/Piaggio P180 à l'échelle 0,5 ou même un peu moins... (avec également les réacteurs en "pods" à l'arrière comme sur caravelle et une aile lisse)

A moi la bouteille d'oxygène!

En tout cas, encore bravo pour le réacteur!

[cp1315]

D'ailleurs, un Saphir équipé d'un DeltaHawk 200 HP avec bonne une hélice à pas variable ce serait avion (pardon, un Piel!) triplace qui croiserait à :
- 360 km/h au FL 75 à 75% en consommant 31 litres de kéro à l'heure (8,6 l/100km)
- 325 km/h à 3000 ft à 65% en consommant 26,5 litres de kéro à l'heure (8,15 l/100km)
ça n'intéresse personne?... Vraiment personne?!!!... Laughing

Salut à tous

Toujours très instructif Philippe tes analyses et exposés.

Pourquoi ne font ils pas de moteur 100cv voir 120cv chez DeltaHawk ?

Je viens de m'appercevoir qu'aux US, le Jet A1 coute aussi cher que la 100LL ? Etonnant non !!!!!!

A suivre donc ce petit 4 cylindre en V inversés !!!

Laurent

[Philippe Dejean]

Bonjour laurent,

C'est une bonne question !

la réponse est sûrement liée à la taille des états unis.
Là bas, l'avion "de base" (ça n'a rien de péjoratif, bien au contraire), un peu l'équivalent de nos D112, CP30, DR300, DR400 et du Rallye réunis, c'est le Cessna 172 de 150 CV, le plus souvent avec les reservoirs "long range" (plus de 6 heures au régime de croisière).

Les avions de puissance inférieure y sont à la fois trop peu nombreux et motorisés par des moteurs pas trop gourmands pour justifier l'investissement initial fait par Deltahawk.

Il y a actuellement 3 versions de puissances différentes 150, 180 et 200 HP sur la base du même bloc (les versions les plus puissantes ont un intercooler qui n'existe pas sur le 150 HP)
Il y a aussi un 350-400 HP (V8) en préparation, certainement très bien pour les avions US, mais je crains que ce soit un peu trop pour un CP20... même renforcé!

Pour des puissance inférieures (ou pas), il y a aussi le Wilksch (anglais) en deux versions :
- Tricylindre 120 HP
- Quadricylindre 160 HP
C'est un très beau moteur également, mais un peu plus cher au HP...
Ce moteur en ligne semble bien adapté au mono et biplaces tandem, mais le DeltaHawk ne fait guère que 60 cm de large de toute façon.
Apparemment, la version Bicylindre du Wilksch qu'on aperçoit sur une des photos de leur site a été abandonné. (80 HP?) C'est un peu dommage quand on voit le succès des ULM et du Jabiru, mais peut-être que le coût d'un diesel spécifique n'était pas compensé par la consommation de carburant... Tant pis

Sinon, dans la gamme des 100-110 CV, il y a certains moteurs automobiles (Honda 2,2 l par exemple) qui peuvent faire l'affaire...

Le vrai créneau de lancement de Deltahawk était donc logiquement celui qu'ils ont choisi...

J'ai l'air de trouver la panacée dans ce moteur : C'est faux !
C'est vrai que ses performances et sa simplicité son séduisantes, surtout si on le monte sur une cellule bourrée de qualités, mais il n'est pas parfait.
Par exemple : La voltige est fortement déconseillée car le turbo n'est pas calculé pour les forces gyroscopique induites par la voltige... (D'après le Q&A, la voltige coulée à l'ancienne devrait passer)

Comme le plus fort taux de rotation en maniabilité pilotée (pas de figures déclenchées) est sur l'axe de roulis, je pense qu'il serait utile de modifier la position du turbo pour que son axe soit parallèle à celui du vilebrequin. ça ne permettrait peut être toujours pas la voltige moderne, mais ça irait quand même dans le bon sens...

Non, c'est vrai? Un Saphir triplace DeltaHawk ça ne laisse pas indifférent?...

Bon vols

[Bee Gee]

Hello

Fantastique ! un jet c'est tellement plus simple à piloter !

Simplement 2 remarques à ton projet Spahir TS420:

L'histoire à montré que le mariage réacteur train classique était très loin d'être l'idéal (cf le proto du Me262 qui était classique ... et totalement impilotable), de ceci on peut rediscuter ... tu as toute la place dans le nez pour faire un tricycle escamotable et à la clef beaucoup moins de soucis (quelle manie de vouloir à tout prix conserver une formule obsolette depuis 1945 !)

Cet avion très proprment dessiné aura sans doute une bonne finesse question: quelle est la poussée résiduelle au ralenti de ta turbine ? prévois tu l'installation d' aérofreins ? à mon sens indispensable sur tout jet... (re cf Me262 qui en était dépourvu)

PS j'ai donné un coup de main à l'ami Gilles qui a si fantastiquement reproduit ton CP1301 sous FS, ton avion est maintenant connu dans le monde entier des amateurs de simulation de vol, il est devenu un best seller

Jean-Pierre Bourgeois Bee Gee

[cp1315]

quelle manie de vouloir à tout prix conserver une formule obsolette depuis 1945 ?

Salut Bee Gee

Pourquoi obsolete ?

C'est tellement beau et si agréable à piloter

Laurent

[Bee Gee]

Hello

Si on veut se faire plaisir (constructeur amateur entre autre) et pour certaines activités (montagne, voltige, travail aérien) le train classique peut se justifier, la formule est parfaitement bien adaptée aux pistes en herbes bien orientées. De nos jours la majorité des pistes sont en dures et pas toujours bien orientées (vent traversier) et là le classique peut devenir une galère, il suffit d'ailleurs de comptabiliser le nb annuel d'avions classique plus ou moins cassés au sol.

On entend souvent dire que le classique forme mieux les pilotes, ce qui est totalement faux, on acquiert simplement une certaine habileté à faire rouler un avion par nature instable au sol, mais ce n'est pas du vol !

a+

[Mael]

Salut,

Le train classique est la configuration reine en belle aviation.

Il est vrai cependant que la formule tricycle reste la plus répandue pour sa plus grande facilité mais aussi pour des raisons de taille en aviation commerciale... impossible d'imaginer un A340 classique.

En matière de pilotage pure, la configuration classique reste la référence et il n'y a rien d'étonnant à ce que les machines d'exceptions, telles les pierres précieuses, en soient équipées.

Enfin, j'ai toujours retrouvé chez les pilotes aguérris aux train classique beaucoup plus de finesse et de précision dans le pilotage.

Pour terminer, je ne vois pas d'obstacle majeur au marriage du train classique et d'un ou plusieurs réacteurs. La disparition du couple lié à la rotation de l'hélice allant dans le sens d'une plus grande facilité du contrôle de la machine. Attention cependant à la tenue d'axe à basse vitesse ( début du décollage et fin d'atterrissage ) car la dérive n'étant pas soufflée par l'hélice, son efficacité se trouvera limitée. Ceci pourra être compensé par une action à cabrer permettant de coller la roulette de queue au sol et de profiter ainsi de son asservissement à la dérive.

Bon courage pour ce beau projet, et bon vols.
Maël.

[Philippe Dejean]

Si la gouverne de direction n'est pas soufflée par le réacteur, pourquoi la pas mettre une tuyère active?
(voir le JM2 - premier "pusher" de Jim Miller où la commande de lacet était deux petites surfaces verticales de l'anneau de carenage de l'hélice)

Au fait, Damien, as-tu prévu une reverse sur le flux froid ?

Mais il est vrai que pourvu qu'il soit rentrant, le tricycle est certainement plus facile, (surtout gaz réduit !)

En tout cas, Bon vols !

[Philippe Dejean]

Bonjour Damien

Tu as écrit,

Mais, quand ces moteurs seront commercialisés (le pack de 2 moteurs pour le prix d'un 0320), rien ne t'empêchera de les monter sur un Vari ez ou un Cozy (en le renforçant un peut), pour filler à Mach 0,5 et 25000ft...
Damien

Sur le coup, je n'ai regardé que la physique... Et c'est vrai qu'à ces altitudes le réacteur même relativement peu puissant permet des performances très alléchantes...

Sauf que 25000 ft... c'est plus haut que 19500 ft (Je sais c'est une Lapalissade) Mais ça veut aussi dire qu'à moins d'être en IFR et considéré comme un utilisateur de l'espace aérien supérieur aussi légitime qu'un avion de ligne, c'est rapé !

On pourrait espérer se contenter de ces 19500 ft... Sauf qu'en France, il n'est pas très probable d'être autorisé à dépasser le FL115. (voir le sujet d'Aviasport sur le Morane Paris ). Certes à cette altitude l'air plus dense porte mieux, mais c'est le rendement propulsif global du réacteur qui se casse la figure.

Pour que le réacteur soit toujours intéressant à 11500 ft par rapport à l'hélice, il faudrait continuer à voler au moins à 550-600 km/h
(attention de ne pas descendre en dessous du FL100, parce que là, il faut une autorisation pour dépasser les 250 kts!)
Le seul problème, c'est que pour voler à un bon 300 kts au FL115 avec un biplace en tandem, il faudrait au moins (calcul à la louche) dans les 400 kilos de poussée... Le réacteur de l'éclipse 500 (TF601) serait tout indiqué... Sauf que là, on explose les limites autorisées par le CNRA !

Autrement dit, on a le droit de voler avec un avion de construction amateur à réaction en France, mais dans des conditions de sous-motorisation et d'altitude qui le pénalise au point de décourager (ou de ruiner financièrement) la plupart des pilotes interressés...

La parade : A part aller voler sous des cieux plus cléments (ou du moins plus permissifs), j'en vois 3.

1/ On peut se tourner vers un simulacre de réacteur : Un moteur à piston et une hélice carennée ( ce qui revient à augmenter encore le taux de dilution d'un ordre de grandeur ).
J'ai essayé de voir ce que donnerait un moteur deux temps de 100 CV (Simonini Victor 2+) en prise directe sur une soufflante carennée d'un peu plus de 60 cm de diamètre...
Je sais : ce n'est pas un vrai réacteur, mais bon... ça pousse quand même.

2/ Transformer ton projet de réacteur pour avion CNRA en moteur de drone. Il y en a déjà, mais il se pourrait qu'un marché de drones civils (Sorte de satellite du pauvre pour la surveillance des cultures -ou des criquets- à l'échelle d'un petit pays) se développe au niveau mondial.

3/ Partir sur la base de ta proposition de turbopropulseur qui semble plus adaptée aux limites réglementaires françaises...

Désolé de sembler un peu rabat-joie, mais j'ai fait cette remarque dans un but constructif...

Bon vols

[Anthony]

Hello,

Bien sympa ces petites turbines...petite question, le fait qu'un avion a train classique soit beaucoup plus cabré qu'un avion tricicle ne peut t'il pas rallonger le distance de décollage? En effet, le vent relatif en début de roulage(roulette de queue par terre) implique un angle important par rapport au vent relatif, le réacteurs seraient alors moins soufflés dans cette configuration or plus un réacteur est soufflé et meilleure est sa poussée...Je sais la casquette de savant me va mal! Qu'en pensez vous??

[Anthony]

Ah au fait pour Bee Gee qui considère les train classique comme obsolète , il ne faut pas non plus oublier que cette formule crée moins de trainée, sans compter que l'hélice est bien mieux protégée des impact de gravier ou autre. Pour l'esthétique et le pilotage, ça se passe de commentaires! A+ Antho

[FAUVET Damien]

Bonjour, Philippe.

Merci pour tes remarques, je vois avec grand plaisir que tu connais bien les « choses de l’air »…

Alors, voici mon point de vue sur tes précédents e-mail.

Pour l’estimation des perfos du Saphir-jet (produit S.Cx), je ne me suis pas trop cassé la tête, puisque j’ai pris une valeur pifométrique de 0,14. J’ai ensuite utilisé la formule bien connue T = S.Cx.r.(V²/2) afin de trouver V, puis arrondie à la valeur la + proche…

Il s’agit maintenant de savoir si l’aérodynamique du Saphir-jet peut atteindre le coef S.Cx = 0,1445 ?

Je te propose la démarche suivante :
l’étude d’un cas concret de petit jet, le SIPA 200, d’Yves GARDAN, qui possède une masse et des proportions proches de mon projet, et exactement la vitesse de croisière que je souhaite atteindre (ce petit avion a une bonne bouille bien ronde, ce qui n’est pas forcément très bon pour le Cx….).

Voici les données dont nous avons besoin :

Ce petit biplace côte à côte de 779 Kg est équipé d’un réacteur Turboméca Palas de 150 Kg.P (Cs 1,2 Kg/KgP/H), qui avale les 163 Kg de Kéro disponible en 1,5H à 360 Km/h et au niveau de la mer.
Cela donne une conso de 108,6 Kg/h, et donc, avec une Cs de 1,2, une poussée de 90,55 Kg (905,5 N)….

Le coef S.Cx de cet appareil à 100m/s est donc de 905,5/(1,225.(100²/2)) = 0,148….

En regardant les formes générales (voir photo jointe) du SIPA 200 et du Saphir jet, je ne me fais pas trop de souci pour le S.Cx du Saphir-jet : comme indiqué plus haut, la forme de la cellule du SIPA n’est pas un modèle de fluidité, et surtout, le réacteur est alimenté par une chambre de tranquillisation, qui évite les problèmes d’adaptation et permet un gain de pression statique à l’entrée du réacteur. Cette chambre est cependant gourmande en Cx…

Pour les 300 kts @ 10000ft (r = 0,91 Kg/m3), je trouve T = 2158 N pour un avion avec un S.Cx de 0,2 et T = 1559 N pour un S.Cx de 0,1445.

Pour confirmer tout cela, je vais essayer de lancer une simulation numérique des écoulements autour de la cellule du Saphir-jet dans Fluent (logiciel d’aérodynamique 3D), nous aurons ainsi toutes les valeurs.

Je pense que nos résultats sont différents du fait que tu à peut être un peut mésestimé la traînée générée par le refroidissement du moteur à piston : elle est assez importante, quelle valeur as-tu retranchée ?
Comme toi, en utilisant directement l’équation énergétique du vol en palier Pm.hh=(r.V3SCx)/2, et avec hh=0,8, je trouve bien un S.Cx de 0,24 pour un Saphir de 870Kg en croisière à 280 Km/h et 75% de puissance.

Pour le rendement moteur, je suis limité par la T° d’entrée de turbine (pas plus de 800°) et les perfos du compresseur centrifuge mono étage (3,9 bars), une baisse de la conso sera donc difficile. Pour avoir un moteur avec le même rendement qu’un FJ44 (Cs 0,6 à grande vitesse, il faut un cycle thermodynamique fonctionnant à P=15 bars et 1100° devant la turbine).

Pour les altitudes d’évolution, le VFR est plafonné au FL 195, et effectivement, au dessus du FL 115 il faut des instruments de R-NAV ou de BR-NAV, mais on peut y aller, il faut juste casser la tirelire pour investir dans du matériel quasi IFR (pour les 25000ft, je ne me souvenais pas si la valeur max en VFR était FL195 ou FL250… méa-coulpa).

Voilà, je pense donc qu’en s’appliquant un peu sur l’aérodynamique de la cellule, les perfos annoncées sont possibles en partant d’une cellule de Saphir (360 Km/h @ 2500 ft en consommant 85 Kg/h de jet A1)…

Pour répondre aux autres questions (de BEE GEE notamment, et au passage, merci et bravo pour le modèle de vol de l’émeraude), le proto sera à train tricycle et il y aura aussi des AF (types Fouga Magister).

Amicalement.

Damien.

[Bee Gee]

Il est vrai cependant que la formule tricycle reste la plus répandue pour sa plus grande facilité mais aussi pour des raisons de taille en aviation commerciale... impossible d'imaginer un A340 classique.

En théorie rien ne s'y opposerait, de grandes machines train classiques ont existées dans l'histoire de l'aviation,... mais il y aurait tellement d'inconvénients à cette formule... d'ailleurs les classiques ont disparus du jour au lendemain de l'aviation commerciale avec justement l'apparition des pistes en dur et des jets, cela n'est pas dû au hasard ni à une marotte des constructeurs, cela a permis de faire des machines beaucoup plus chargées au m^2 et par dela beaucoup plus performantes tout en étant plus faciles à piloter, pardon, à conduire au sol.

Ah au fait pour Bee Gee qui considère les train classique comme obsolète , il ne faut pas non plus oublier que cette formule crée moins de trainée, sans compter que l'hélice est bien mieux protégée des impact de gravier ou autre. Pour l'esthétique et le pilotage, ça se passe de commentaires!

Il faut bien faire le bilan des avantages et inconvénients lié à chaque formule, disons que le train classique ETAIT très valable à l'époque où la majorité des pistes étaient en herbe, pas souvent en bon état, mais bien orientées selon les vents dominants...

Sur un avion à train fixe la formule classique apporte un indéniable gain de masse et de trainée, avec en contrepartie tellement d'inconvénients qu'il vaut souvent mieux sacrifier un peu de performance et d'un éventuel gain d'esthétique discutable d'autand plus discutable si on considère un train escamotable comme c'est le cas du (super) projet de Damien .

Pour un constructeur amateur le choix du classique peut être judicieux, simplification de la construction, plaisir de dompter un engin plus ou moins instable au sol, coût moindre, mais quand il y a du vent de travers on remet le vol au lendemain et on regarde voler les autres. Au niveau d'un aéro-club le choix est beaucoup plus discutable, et j'en parle par expérience.

Maintenant on ne forme pas de meilleurs pilotes sur classique, sinon ça se saurait et toutes les écoles de pilotage au monde seraient sur avion classique, cela fait partie des mythes, un bon pilote ce n'est pas le plus adroit avec ses pieds, c'est celui qui arrive vivant à bon port.

[Gregaroulettedequeue]

Je crois qu'on s'est totalement écartés du sujet mais je ne peux pas rester sans réagir à un tel acharnement . A chacun son point de vue, Bee Gee, mais je pense que le train classique est encore loin d'être obsolète et a encore de beaux jours devant lui, tant qu'on aura des amoureux de machines qui ont de la gueule, car quel plaisir de voir un appareil le nez pointé vers le ciel tel un véritable chasseur . Il suffit juste de comparer l'esthétique qu'offre la version classique du Saphir face à la tricycle. Concernant les "inconvénients" :

Sur un avion à train fixe la formule classique apporte un indéniable gain de masse et de trainée, avec en contrepartie tellement d'inconvénients

. Mis à part la nécessité d'être plus concentré et vigilant qu'avec un train tricycle lors des phases de manoeuvre au sol ou pour rejoindre ou quitter celui-ci. Et puis quel plaisir éprouvé lorsqu'on maîtrise un train classique. J'admire beaucoup plus un pilote venant de poser son Stampe en glissade que celui qui vient de poser son cessnouille.
Pour les limites vent de travers, les trains classiques ne sont pas aussi limités que tu sembles le dire. Prenons un avion bien connu, le cessna 172, ce dernier est limité à 18 kt de vent de travers, correspondant à environ 35 km/h. Pour le Super-Emeraude, la limite démontrée plein travers est de 20 noeuds, soit presque 40 km/h.
Concernant la qualité des pilotes formés sur train classique, je ne crois pas qu'un pilote issu d'une formation sur un avion tricycle possède l'expérience nécessaire pour pouvoir être laché de manière quasi immédiate sur un train classique, quel qu'il soit. Bon nombre de pilotes voulant passer à cette formule ont eu à passer plus d'une quinzaine d'heures pour pouvoir oublier les mauvaises habitudes liées au train tricycle. Maintenant pour ceux qui considèrent les palonniers comme un repose-pied, c'est qu'ils n'ont pas eu le bonheur d'apprendre à manier leur machine jusque sur le bout des pieds. Je suis cependant d'accord sur le fait qu'un bon pilote est celui qui arrive toujours vivant à bon port, c'est à dire connaissant ses propres limites mais là ni le train tricycle, ni le train classique n'entrent en compte.
Le train tricycle offre pour les aéroclubs une formule dont le pilotage est relativament facilité, mais n'a aucun rapport avec le niveau des élèves sortant d'une telle école. Encore faut-il avoir en ses locaux des instructeurs de qualité, capable d'enseigner toutes les subtilités du pilotage, quelque soit la machine utilisée.
On pourrait discuter de tout mais le plaisir est une question de goût personnel. Alors à chacun son plaisir de piloter, que ce soit sur tricycle ou sur classique, aucune version n'est obsolète, peut-être seulement pour celui à qui n'a pas été montré les véritables subtilités de chaque version.
(PS: VIVE LE TRAIN CLASSIQUE! )

[FAUVET Damien]

Bonjour à tous,

Pour parler des roulettes, je rejoins plutôt l’avis de BEE GEE, qui parle effectivement en connaissance de cause. Gregaroulette (le bien nommé), tu parles avec ton cœur d’amoureux des belle choses, et c’est bien aussi, mais il faut admettre que le train tricycle est plus avantageux au niveau confort. Les vents de travers démontrés dont tu parles sont des limites de certification, les Yankee ayant une autre méthode de certif que nous, leurs valeurs sont plus basses : dès que le vent dépasse 15kt plein travers, je laisse mon petit Emeraude à la maison, alors que les autres s’amusent...
Donc, si Saphir-jet il y a, à train tricycle il sera, car point trop d’accumulation de difficultés je ne veux (il y en aura bien assez avec des turbo expérimentaux)…

Bon, pour recentrer le débat et apporter un peut d’eau à mon moulin, voici une petite étude sur la propulsion du Saphir.

Avant de commencer, je tient a dire que j’ai discuté de tout cela avec des ingénieurs aérodynamiciens. Les chiffres annoncés sont donc un bon reflet de la réalité.

Etudions donc, pour continuer le débat initié par Philippe DEJAN, la propulsion d’une cellule de Saphir à 360 km/h (100 m/s) ; 2500ft (0,762 Km) puis 11500ft (3,5052 Km) ainsi que les coûts liés à la conso.

D’abord pour une version à moteur Lycoming + hélice :

Posons les bases : pour aller à 100m/s à 2500 ft, il faut une certaine puissance moteur que l’on peut calculer comme suit :

Pm = (Ro.V3.SCx) / 2.Hh
Avec
Pm : puissance délivrée par le moteur en W
Ro : densité de l’aire en Kg/m3 (1,135 à 2500ft et 0,86 à 11500ft)
V3 : vitesse au cube en m/s
SCx : surface de traîné équivalente en m2, nous prendrons 0,24m2 (à cause du gros moteur)
Hh : rendement de l’hélice = 0,8

En remplaçant par le valeurs numériques, nous avons :
à 2500ft : Pm = 170250W soit 231,32ch
à 11500ft : Pm = 129000W soit 175,27ch

Il faut donc un moteur qui délivre à 75% de sa puissance 231,32ch à 2500ft et 175,27ch à 11500ft ; soit un moteur de 310ch au décollage (cela correspond à la motorisation des Biplaces Lancair, qui croisent à des vitesses voisines).
Ce moteur, chez Lycoming, est le IO-540, il pèse 241Kg sans les équipements et sans l’hélice. Le GMP complet aura donc une masse voisine de 280Kg.
La conso spécifique de ce moteur tourne à environ 0,26Kg/KW/h (et je suis gentil, car c’est plutôt 0,29).
Nous aurons donc pour notre Saphir une conso de 44,265Kg/h à 2500ft et 33,54Kg/h à 11500ft, soit respectivement 60,63L/h et 45,94L/h.
Je paye la 100LL 1,62Euros/L à St Cyr, cela donne donc du 98,22E/H à 2500ft et 74,43E/H à 11500ft.
L’avion aura une masse maxi de 904Kg, et devra emporter un 154Kg (210L)de 100LL pour 3,5H d’autonomie.

CONCLUSION :
POUR CROISER A 360Km/H A 2500ft AVEC UNE CELLULE DE SAPHIR, IL FAUT UN IO-540 QUI CONSOMMERA AU MOINS 60L/H ET DONC 98,22 EUROS/H (et 45L/H donc 74,43 euros/H à 11500ft).

Et maintenant, mon projet de Saphir-jet :

Après avoir discuté avec un ingénieur de la soufflerie Eiffel, il m’a été confirmé que le SCx de 0,14 est accessible pour la cellule du Saphir-jet, et qu’en soignant l’aérodynamique, une valeur plus basse est envisageable (0,12).
Nous prendrons donc une valeur conservative de 0,14 pour le SCx du projet.

Nous désirons toujours croiser à 100m/s à 2500ft et 11500ft, il nous faut donc calculer la poussée que doivent fournir les 2 TS420 pour maintenir cette vitesse (cette poussée sera bien évidemment = à la traîné de la cellule à cette vitesse).
Nous avons donc :
T = (Ro.SCx.V2) / 2
Avec
T : traîné en N
Ro : densité de l’aire en Kg/m3 (1,135 à 2500ft et 0,86 à 11500ft)
SCx : surface de traîné équivalente en m2, ici 0,14m2
V2 : vitesse au carré en m/s

En remplaçant par le valeurs numériques, nous avons :
à 2500ft : T = 794,5N soit 77,94Kgf
à 11500ft : T = 602N soit 59,06Kgf

Les réacteurs ayant une conso spé de 0,935 à 100m/s, nous aurons donc une consommation horaire de 72,87Kg/h à 2500ft et un peut plus de 55Kg/h à 11500ft (la Cs du réacteur augmente avec l’altitude), soit respectivement 91,09L/h un peut plus de 69L/h de Kéro.
Le Jet A1 étant à 0,903Euros/L, cela donne donc du 82,25E/h à 2500ft et un peut plus de 62E/h à 11500ft.

IMPORTANT : les 2 moteurs auront une masse de 60Kg (30Kg chacun), à comparer au 280Kg du IO-540, l’avion pourra emporter 270Kg de kéro et aura une masse plus faible : 850Kg pour une autonomie de 3,5h à 2500ft et environ 5,2h à 11500ft.

CONCLUSION :
POUR CROISER A 360Km/H A 2500ft, UNE CELLULE DE SAPHIR-JET EQUPEE DE 2 TS420 CONSOMMERA 91L/H ET DONC 82 EUROS/H (et un peut plus de 69L/H donc 62euros/H à 11500ft).

CONCLUSION GENERALE :
SI ON NE REGARDE QUE LE COÛT A LA POMPE, LE SAPHIR-JET EST PLUS ECONOMIQUE DE PRES DE 16,5% PAR RAPPORT AU SAPHIR IO-540…..merci la détaxe du jet A1…

Et je ne parle pas du prix d’achat d’un IO-540 avec tout ces équipements (51000 Dollars pour le moteur +
Au moins 15000 Dollars pour l’hélice et les magnétos, démarreur, alterno…)

Evidement, si on prend un hypothétique moteur diesel capable de sortir 230ch en continu et tournant au kéro, on allie faible conso (Cs = 0,2) et faible coût du carburant (Jet A1 à 0,9E/L), mon réacteur se classe alors entre les deux au niveau du coût d’exploitation (pas d’achat), mais un tel moteur diesel existe t’il ??????? NON ? PAS ENCORE !

Un réacteur moins gourmand est techniquement réalisable, mais mon objectif est de fabriqué un turbofan accessible aux amateurs, donc pas chère ; VRAIMENT PAS CHERE, donc avec des technos simples…le rendement thermo-propulsif en pâti un peut.

Voilà, de toute façon, le Saphir-jet ne sera qu’une première application de ces réacteurs, qui évolueront…vers un meilleur rendement…

Tchao….A+

[Bee Gee]

Hello Damien

Je sais que l'ami Gilles se penche sur la réalisation de ton projet Saphir sous Fight simulator, autand dire que je suis très intéressé par ce projet (autand réel que virtuel) je pense que FS permet un certain réalisme au niveau des performances, surtout dans le cadre d'une machine nettement subsonique.

Je trouve ton projet formidable de courage car allant à l'encontre de toute idée préconçue.

Déjà quelques questions, quelle sera la charge alaire à 850 kg ?, dans le cadre du CNRA est tu astreint à une Vso maximale compte tenu que tu est bimoteur ? Vu les vitesses atteintes as tu évalué les éventuels problèmes de flutter ? Ne crains tu pas des perturbations sur l'empennage horizontal situé dans le souffle des réacteurs, selon la poussée, l'incidence ?


Pour finir et pour répondre à Gregaroulettedequeue, personnellement je n'ai rien contre la formule classique, , dire que c'est une formule obsolète n'est pas un crime de lèse majesté ni porter atteinte à un saint sacrement, c'est une simple réalité. Ce serait comme remettre des R8 Gordini sur le marché automobile, cela amuserait une petite frange de la population des conducteurs, mais pas ceux qui utilisent la voiture comme un moyen de déplacement fiable et facile à conduire.. Comme a dit Damien les ricains sont beaucoup plus prudent que nous autres, quand Cessna annonce un vent traversier démontré de 17 kt sur un 172 cela signifie "sans technique particulière de pilotage" cela veut dire que cet avion est posable par un pilote moyen dans ces conditions sans décraber.... ce qui ne serait évidemment pas conseillé de tenter sur un CP301... Pour mon compte, avec 30 kt de travers je préfère être dans le Cessna que dans le traine queue... Reste que bien évidemment pour le plaisir pur du vol il n'y a pas grand chose de mieux qu'un Piel (à part Fratti) et le meilleur que j'ai eu l'occasion de piloter était un Diamant à train tricycle escamotable, un vrai petit bijou....



A+ !

[FAUVET Damien]

Salut BEE GEE,

La plupart des réponses à tes questions sont dans les mails que nous venons d'échanger.

Pour la VSO, il n'y a pas de valeur imposée dans la réglementation CNRA.

Pour le flutter, il faudra regarder si les bords de fuite des parties mobiles ne sont pas trop fins.

Pour les interactions flux moteur/plan fixe, I don't know...mais je ne pense pas qu'il y ai trop de problème de ce côté là...

Pour tout le monde (mais surtout toi Grégory), voici un re-design du Saphir-jet avec les légères modifs nécessaires pour avoir un bon avion à réaction: train tricycle, verrière plus profilée avec légère modif de la "cabane arrière" pour avoir un raccordement verrière/fuselage sans trop de décollements aérodynamiques.

Je le trouve plutôt beau cet avion moi !!!

[bezard philippe]

Bonjour à tous,

Désolé de prendre le train en marche, mais je suis tout nouveau sur le site, votre existance ne m'ayant été signalé qu'aujourd'hui. Je ne passerais pas sur les Félicitations naturelles qui doivent aller à l'adminstrateur, aussi bien qu'aux intervenants. Tout cela est très interressant.

Pour ce qui est du SIPA 200, je pense que la réalité est un peu moins bonne que les performandes théoriques affichées dans la brochure, qui ce base sur les performances du prototype N°1. En fait (outre le PB du puissance insuffisante) là où le problème est le plus important c'est + la consommation qu'autre chose. Le Palas 2 des autres prototypes donne 160 Kp. Mais la consommation spécifique est de 1kg/kp/h soit (~1,25l/kp/h). Par habitude, on peut dire que le Sipa consomme environ 180l / h lors d'un vol circum terrain.

L'aerodynamique de la cellule n'est pas si mal que cela, il faut que je retrouve les infos, que j'ai peut-être. L'aile est une dès seule que j'ai vue, avec un profil laminaire, sur un avion de cette taille. Il fallait à l'époque 17000 Heures à la SIPA pour construire un Minijet !

Amicalement

Philippe

http://perso.wanadoo.fr/philippe.bezard/index.htm