Ulm et aviation légère du futur

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Surfeurseb
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par Surfeurseb » 30/09/09, 22:14

Michel Kieffer a écrit :
Précisons que pour nos avions de loisir, nous pouvons réaliser du vol solaire sans électricité… tout simplement en développement le concept motoplaneur. L’ascendance thermique ou dynamique est bel est bien de l’énergie solaire transformée. Voici une piste à développer (et que notre équipe aéro a commencé à travailler).

Michel


Tout à fait d'accord avec toi, Michel!

Les problèmes des ascendances thermiques, c'est aussi qu'elles sont invisibles, sauf aux pilotes les plus avertis. La clé serait un système de vision des mouvements de l'air, un peu comme un radar, qui montrerait les zones d'ascendancesur suffisamment de distance pour cheminer avec le moins de virages possible.
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Michel Kieffer
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par Michel Kieffer » 02/10/09, 19:28

Optimisation…

Vous trouverez un nouveau document avion intitulé « design, technologies, performances » sur le site http://cocyane.chez-alice.fr/aeronautique.html

L’intérêt de cette démarche d’optimisation est de diviser les puissances par 2 à 3, voire plus, par rapport aux standards avions et ULM actuels.

Michel

PS pour André (qui n’est pas frileux) : …le chauffage est compris
PS pour SurfeurSeb : les voileux détectent les ascendances en observant l’environnement et aux « fesses », ton idée de détecteur d’ascendances doit être leur Graal…
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par chatelot16 » 03/10/09, 12:44

plus l'avion est performant plus il ressemble a un planeur

il y a deja des bon ulm qui sont des meilleurs planeur que les vrai planeur d'il y a 30 ans

chercher les ascendance au lieu d'avancer tout droit vers sa destination permet de reduire la consomation jusqu'a zero

remarque que m'a faite un bon pilote de planeur et d'ulm : il prefere les aile basse avec une bonne visibilité vers le haut dans tous les sens : c'est en observant les nuages que l'on trouve les ascendances : les aile haute qui limitent la visibilité ne sont pas pratique pour jouer au planeur
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Michel Kieffer
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par Michel Kieffer » 03/10/09, 16:14

Chatelot

Les planeurs actuels ont une contrainte nécessaire pour obtenir une bonne finesse à grande vitesse (faut bien rejoindre les pompes lointaines) : la masse. Et ceci entraîne une explosion de coûts bien gênante. Sans même parler des problèmes de hangards liés aux envergures démesurées...

Par contre, les motoplaneurs peuvent s’affranchir de ce problème.

Quant à la position de l’aile, l’idéal est une aile en position médiane. La visi est préservée, mais surtout les interactions aile-fuselage sont sensiblement réduites, d’où la traînée est inférieure. Conséquence : la puissance installée peut être inférieure… et nous voici installés dans une « spirale convergente » (cf. doc « comment atteindre nos objectifs » http://cocyane.chez-alice.fr/aeronautique.html

N’hésite pas par ailleurs à relire la doc « critères de sélection destinés aux acheteurs d’aéronefs de loisirs ».

Michel
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par Michel Kieffer » 13/10/09, 18:40

Autonomie de l’avion électrique, mise à jour…

Voici une mise à jour à propos des autonomies du modèle électrique référence et de la version équivalente thermique avec une masse soit de 78 kg de batteries, soit de 78 kg de carburant. Nous obtenons 142 km à 95 km/h pour le premier, et plus de 3000 km à 150 km/h pour le second. Bien entendu une telle distance franchissable n’a pas d’utilité pour un avion léger. Voir « avion électrique, optimisation » http://cocyane.chez-alice.fr/aeronautique.html

Michel
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par Michel Kieffer » 22/02/10, 15:52

Analyse des avions légers propulsifs

Il me semble utile d'apporter quelques précisions suite au récent débat sur la formule « hélice propulsive » appliquée aux avions légers (cf. forum « prospective pour les transports du futur »).

Les « propulsifs » ont pour qualités un design de jet (si on aime) et une bonne visibilité du pilote.

Mais la configuration propulsive présente quelques inconvénients :
 En cas de prise directe de l'hélice sur le moteur, l'aérodynamique est dégradée pour cause de rétreint de fuselage. Solution corrective : rajouter un arbre de transmission qui pose d'autres problèmes décrits plus loin ;
 L'hélice travaille dans le sillage du fuselage ce qui dégrade son rendement...
 L'hélice est exposée aux projections dues au roulement, ceci entraîne une usure plus rapide et surtout un risque plus élevé de rupture de l’hélice !
 L'hélice a un petit diamètre ce qui dégrade son rendement à basse vitesse. Le petit diamètre est imposé par la garde au sol de l’hélice lors de la rotation. La dégradation est moindre à grande vitesse ;
 L'hélice travaille dans le sillage des ailes donc elle est bruyante (chaque passage d’une pale dans le sillage d’une aile produit un claquement de forte intensité) ;
 Certains constructeurs améliorent l’aérodynamique en rajoutant un arbre de transmission. Cette solution permet d’obtenir une forme fuselée dans la partie arrière. Le problème est qu’un arbre rajoute de la masse et surtout soit dégrade la fiabilité, soit rend la fiabilité plus coûteuse ;
 La configuration moteur + hélice à l’arrière présente un risque supplémentaire en cas crash : l’équipage a dans son dos les masses les plus élevées…

Il est utile de préciser que 2 appareils légers français propulsifs avec arbre de transmission ont très malheureusement tués son concepteur (+ passager) pour l'un, son pilote d'essais pour l'autre. La cause est proche dans ces 2 cas : problèmes d'hélice et d’arbre de transmission ayant entrainé une destruction partielle et une perte de contrôle de l’appareil. Ces risques sont bien entendu réductibles, mais au prix d’une réflexion et d’une dépense supplémentaire (moins il y-a de composants, mieux on se porte…).

Toutefois, je souhaite toute la réussite à ce type d’appareils en cours de développement, d’autant plus que leurs design de jet est effectivement bien sympa...

Michel
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oiseautempete
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par oiseautempete » 22/02/10, 16:29

Il est inutile de viser l'hélice propulsive pour avoir un style "chasseur", L'ulm/LSA Isatis parvient au même résultat avec un moteur BMW R1200 central arrière+ un arbre de transmission en carbone
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Mais dans certains cas, le propulsif est incontournable pour des raisons techniques:
Ici sur le planeur ultra léger Swift
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Ou encore sur ce planeur Fauvel AV 361 des années 50-60 restauré et modifié en ULM
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Michel Kieffer
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par Michel Kieffer » 22/02/10, 17:49

Oiseautempete, micro analyse…

- Le premier appareil ci-dessus coûte 100.000 euros TTC, pèse 270 kg à vire et croise à 230 km/h à 75% (?) de 100 cv et au niveau de la mer (?). Un rapide calcul nous donne un coefficient équivalent plaque plane de l’ordre de... voir rectificatif page suivante.

- Les 2 appareils suivants ont pour points communs une grande légèreté, qualité majeure ! Compte-tenue de leurs faibles vitesses, leurs aérodynamiques n’ont pas trop d’importance alors que leur surfaces alaires élevées leurs permettent de minimiser leurs traînées induites. Donc, ces 2 appareils monoplaces devraient être bien optimisés pour leurs cahiers de charges.

Michel
Dernière édition par Michel Kieffer le 23/02/10, 10:56, édité 3 fois.
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par Michel Kieffer » 22/02/10, 17:52

Impact de la réglementation sur la performance aérodynamique et sur la sécurité

La réglementation ULM impose la pilotabilité à charge max de l'appareil à une vitesse inférieure ou égale à 65 km/h.

Pourquoi 65 km/h ? L'analyse des accidents met en évidence que 65 km/h représente la limite au delà de laquelle le risque d'être tué ou sérieusement blessé croit fortement en cas de panne moteur (l'énergie à dissiper en cas de crash augmente avec la vitesse au carré)*. Donc, dans ces conditions, la réglementation ULM peut accepter des moteurs non certifiés donc statistiquement moins fiable que les moteurs certifiés... et bien plus cher.

Par contre, pour garantir les 65 km/h à pleine charge (450 kg maxi pour les ULM), il faut environ 15 m2 si l'aile n'est pas équipée de volets, et 9 m2 si l'aile est équipée de volets performants (double fente mini). C'est une histoire de coefficient de portance max (Cz max) de l'aile.

Alors que faire ? Plutôt 9 m2 avec de bons volets (plus chers et plus complexes) ou plutôt 15 m2 sans volets ?

15 m2 traînent plus que 9 m2, mais 15 m2 génèrent moins de traînée induite par la portance à basse vitesse. Pratiquement, la limite se situe à environ 150 km/h. C'est à dire que si l'appareil est optimisé pour voler à plus de 150 km/h, il vaut mieux chercher à réduire la surface alaire.

Retenons que la vitesse minimum de pilotabilité conditionne :
 de manière déterminante : la sécurité de l’équipage (on a qu'une vie...) ;
 la surface de l'aile... qui a elle même une influence conséquente sur l'efficacité aérodynamique de l'appareil.

Michel

* Ceci se constate dans les statistiques d'accidents liés aux aéronefs de loisir : les ULM pendulaires sont aujourd'hui nettement plus sûr que les « 3 axes », et ce, qu'ils soient certifiés ULM ou « avions ». Cette sécurité nettement plus élevés s'explique principalement parce que les ULM pendulaires peuvent voler bien plus lentement que la limite de 65 km/h.
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par oiseautempete » 22/02/10, 19:22

Michel Kieffer a écrit :Oiseautempete, micro analyse…

- Le premier appareil ci-dessus coûte 100.000 euros TTC, pèse 270 kg à vire et croise à 230 km/h à 75% (?) de 100 cv et au niveau de la mer (?). Un rapide calcul nous donne un coefficient équivalent plaque plane de l’ordre de 0,065 ce qui dénote une aérodynamique moyenne (légèrement meilleure à celle d’un DR400).

- Les 2 appareils suivants ont pour points communs une grande légèreté, qualité majeure ! Compte-tenue de leurs faibles vitesses, leurs aérodynamiques n’ont pas trop d’importance alors que leur surfaces alaires élevées leurs permettent de minimiser leurs traînées induites. Donc, ces 2 appareils monoplaces devraient être bien optimisés pour leurs cahiers de charges.

Michel


J'ai eu l'occasion de parler à l'ingénieur concepteur de l'Isatis: à 220km/h la consommation est de 10L/h, ce n'est donc certainement pas 75% de 98cv (puissance du moteur) qui correspondrait plutôt à 17L/h (au pif),en tenant compte du fait que la consommation spécifique de ce moteur est nettement plus basse que celle d'un 912S...La finesse de l'Isatis est si je me souvient bien de l'ordre de 16, celui d'un DR400/180 de 12...avec une consommation de 35L/h pour le second (pilote seul à bord, constaté par une connnaissance avec le DR400 de Haguenau...) à la même vitesse...je ne crois pas qu'on peut comparer...
Les 270kg de l'Isatis c'est avec le parachute de secours, autrement dit c'est un très bon résultat, surtout avec un moteur pas spécialement léger (un peu plus lourd qu'un 912S), seul un appareil encore nettement plus cher fait mieux (MCR UL)
En ce qui concerne le premier motoplaneur (Swift), son moteur actuel (si j'en crois le pot de résonance, celui de la photo est encore l'ancien solo 2 temps 18cv qui bouffait 3.5L/h) est un 4 temps de 18cv et il consomme 2L/h en pallier à 90km/h, soit 40% de moins!!! La Vne de cet appareil est de 120km/h, la vitesse de décrochage tout sorti de 27km/h...ces chiffres inhabituels sont dûs au fait que c'est originellement un planeur à décollage à pieds (sur pente évidemment) sachant que c'est un appareil Belge et qu'il n'y a pas trop de montagnes dans ce pays là... :lol:

En ce qui concerne les ulm pendulaires, un petit bémol: ceux-ci , peu rapides, sont essentiellement utilisés en vol local par beau temps (j'en ai jamais vu voler avec plus de 10 noeuds de vent) , tandis que les 3 axes volent dans des conditions souvent plus difficiles...Les pendulaires les plus performants ne peuvent pas voler plus lentement que les 3 axes...le fait qu'il y ait moins d'accident tient aussi du fait qu'on ne peut pas faire de vol dissymétrique avec un pendulaire (= départ en vrille si trop lent), reste le danger du tubling si l'on joue au con...
Une aile volante Fauvel (profil autostable) est sans doute ce qu'il se fait de plus sûr: ça ne décroche pas et ça ne part pas en vrille...et du fait de sa conception compacte c'est à la fois léger et très solide...
Quand à la traînée induite à l'atterrissage, c'est un facteur qui est plutôt recherché pour poser court: c'est pour ça qu'on met des aérofreins ou/et des spoilers sur les planeurs et...les avions à réaction...
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