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TEMPTATION : futur multi de stephane, enfin il vole !

Suivez la création et la construction d'un avion F3A de A à Z

TEMPTATION : futur multi de stephane, enfin il vole !

Message non lupar Steph bernard » 17 Déc 2009, 00:31

Se soumettre à la critique fait aussi partie de la règle du jeu. Il y a longtemps que Claude m'avait demandé d'ouvrir un post sur ma réalisation et je lui avais donné mon accord de principe. Le post est maintenant ouvert et je vais donc vous présenter ce que j'ai commencé à réaliser.

je vole avec des avions perso depuis 1996 entrecoupé de quelques épisodes plus ou moins fructueux où j'ai volé avec des kits, le dernier en date est feu mon genesis.

Genèse du projet :
la démarche que j'ai choisi d'adopter pour concevoir cet avion découle de ce que j'ai appris au travers des 3 versions d'Adventice où j'ai choisi d'expérimenter 3 configurations radicalement différentes d'ailes et stab en ayant la maitrise des paramètres qui s'y rapportent.
j'ai également trouvé une aide à travers la lecture de deux bouquins traitant de la mécanique de vol et de la stabilité de nos avions. ces deux livres sont les suivants :

-Aircraft stability and control by A. W. Babister, M. A., PhD., A.F.R.Ae.S. Senior lecturer in Aeronautical Engineering, University of Glasgow
Pergamon Press LTD
et
-Stability and control of airplanes and helicopters by Edward Seckel, department of aeronautical engineering of the James Forrestal research center, school of engineering and applied science, Princeton University, New Jersey.
Academic Press Inc.

ils sont un peu ardus à lire et un peu long mais les phénomènes sont très bien décrits et l'on comprend beaucoup de choses. Il y a aussi les équations de stabilité qui sont écrites et décrites. Tout ne nous sert pas mais il est possible d'accéder à certains paramètres et coefficients adimentionnels caractéristiques d'un comportement, et notamment en terme de stabilité statique. la stabilité dynamique quant à elle est plus compliquée à établir et nécessite la connaissance d'un plus grand nombre de données aérodynamiques dont nous ne disposons pas forcement.

La première chose que j'ai du faire c'est de me constituer une base de données en mesurant tous les avions que j'avais volontairement gardé en stock (5 au total) et en menant une analyse un peu plus réduite sur deux ou trois avions bien ciblés. toute la difficulté de ce travail est d'associer des valeurs numériques de ces paramètres à des sensations en vols. il était donc important que je me concentre sur des avions que j'ai longuement pilotés et moins sur les autres.

Fort de cela je me suis fixé quelques critères un cdc en fait. j'ai fixé les valeurs du Vé stab et du coef de stabilité de route, les surfaces de l'aile, du stab et du fuso.
Image

De cela on calcule -je vous fais grâce des formules, ceux qui sont intéressés sauront bien me les demander- notamment l'envergure à partir du coef de stabilité de route, les cordes moyennes de l'aile, du stab, le bras de levier.
le coef de roulis inverse est minimisé mais dépendant du profil du fuselage, il résulte donc d'un compromis esthétique/roulis induit acceptable comparer aux valeurs des précédents avions.

de la même manière la flèche de l'aile est fixée à partir et en comparaison aux valeurs de mes précédents modèles. sur la manière de choisir cette valeur je n'ai pas vraiment trouvé d'information et son influence dans le domaine de vol dit "faiblement compressible" (vitesse < 0,3 Mach) qui est le notre semble avoir une influence au second ordre sur le comportement de l'avion comparer aux paramètres précédents.
enfin on peut calculer les cordes d'emplantures et de saumon et leurs décalages.

Image

Image

on a maintenant la substance de base pour passer à la planche à dessin. voici ce que cela donne après quelques soirées.

Image

je vous rassure tout de suite le train sera fixe j'ai simple eu la flemme de le représenter.

Coté réalisation, c'est certainement ce qui va le plus vous intéresser; l'aile est en une seule partie. La construction sera un mix de traditionnel, de composites, et de polystyrène coffré.
Beaucoup de surfaces sont développables où que très légèrement gauche, elles se prêtes donc très bien a ce type de construction.
Coté masse je manque un peu de repères mais les premiers tests que j'ai fait sont encourageants alors je continu. je me souviens en 2001 j'avais discuté aussi bien avec Pascal Novick qu'avec Pl que je voulais faire des fuso kev/car en remplaçant le polystyrène par une armature de nomex et les deux m'avaient la même réponse ont a essayé mais ont n'a par réussi a tenir le devis poids. au bout du compte mes deux premier adventice en sortant "d'usine" étaient tous les deux en dessous de 4,5kg. le 3ieme est un cas un peu particulier car j'ai refais une paire d'aile et un stab pour le fuso du n°2 en utilisant une aile très avancée, un bras de levier très grand et un très gros stab, je ne pouvais qu'être obligé, pour assurer le centrage, de mettre une gueuse de plomb de 300g dans le pif et avec des ailes pas vraiment optimisé en masse du fait du bois dont je disposais. sa masse finale m'importait peu car c'était un avion test et pas mon avion de concours, le crash du genesis en a décidé autrement.

Revenons à nos moutons, la construction est commencée mais je mettrais des photos plus tard.

Stéphane
Modifié en dernier par Steph bernard le 10 Sep 2012, 08:00, modifié 3 fois.
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Re: futur multi de stephane

Message non lupar jc67 » 17 Déc 2009, 14:38

Bonjour tous,

Stephane, quelques questions :
- pour la surface de l'aile est-ce la surface des plans porteurs (hors fuselage) ou la surface du fuselage à l'endroit de l'aile est-elle incluse ? (j'aurai pu faire le calcul, mais je préfère ta réponse).
- la corde emplanture de l'aile (442 mm) est-ce au niveau du flanc du fuselage ou au milieu de l'aile qui est en 1 partie ?
- la flèche est bien l'angle entre les 2 lignes au niveau de l'épaisseur max de l'aile ?
- quelles sont les distances, en positif (axe moteur déporté coté intrados) ou en négatif, entre : 1. axe moteur et corde de l'aile et 2. axe moteur et corde stab ? (L'axe moteur étant le plan de l'axe de traction et non le prolongement de l'axe moteur qui a du piqueur)
- Le bras de levier est mesuré entre le CG et le centre de poussée du stab ?

Merci pour la réponse.
Beau projet, on attend le prochain feuilleton.

Jean-Claude
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Re: futur multi de stephane

Message non lupar Steph bernard » 17 Déc 2009, 17:02

je suis content que cela vous intéresse.

les surfaces indiquées sont les surfaces hors fuselage. ces morceaux de surfaces ne contribuent pas a la portance et a la stabilité on les enlève donc. la contribution du fuselage est quant a elle plus compliquée a prendre en compte et en première approximation négligée. cela reste pas trop faux comme hypothèse compte tenu du fait que nos fusos sont relativement famélique comparer aux grandeurs. pour la valeur standard de la surface je ne l'ai pas calculée parce qu'elle ne sert a rien et la valeur de Claude doit a priori être la bonne.

pourquoi une aile en une partie. et bien l'envergure redevient raisonnable coté transport ensuite, coté essais je les ai fait sur les 3 versions d'adventice en jouant de cette manière là. j'ai passé pas mal de temps pour faire ce début de base de données et aller vers un dimensionnement plus avancé que ce qui se fait habituellement. enfin et je m'en étais rendu compte des la première aile en deux parties accuses une différentiel de masse défavorable d'environ 100 150g. enfin la possibilité de régler l'incidence indépendamment est séduisant mais se révèle être lourde a gérer et rajoute un bordel de plus à régler. je ne suis pas vraiment convaincu de son intérêt. bref pour toutes ces raisons et du fait de la rapidité de construction j'ai opté pour une aile en 1 partie.

442 mm c'est sur le flanc donc Claude ton calcul est a revoir. tu l'obtiens avec la relation qui lie entre Pythagore et son chien ( Thalès)
pour la flèche JC il me semble que c'est ça mais faut que je vérifie j'ai la mémoire qui flanche et comme cela fait presque un an que le plan est pondu je ne me souviens plus très bien....
le fuselage fait en gros 160 170 mm au plus large.

pour les distances entre axe d'aile et fuso il faut que je mesure sur le plan mais dans l'esprit j'ai essaye d'être le plus symétrique possible donc de réduire le plus possible.

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Re: futur multi de stephane

Message non lupar Steph bernard » 17 Déc 2009, 20:28

sur l'aile sb00125 (emplanture) et saumon sb00136

stab : naca00015

claudecuinet a écrit:Bonsoir

NB : ah oui c'est important, quel profil pour ton projet ?



pour seb : Vstab = 1 traduit ta remarque mais cela fait un poil moins que sur adventice 3
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Re: futur multi de stephane

Message non lupar Steph bernard » 18 Déc 2009, 08:33

Les constatations que tu décris je les ai retrouvé dans les deux cales a armoires dont j'ai données les références plus haut. lorsque l'on regarde de quand date les travaux scientifiques qui font références à ces concepts on remarque que la majorité d'entre eux date de l'entre deux guerres. en gros tout est déjà découvert il suffit de lire le bon bookin et de faire de l'applicatif (et la je parle comme un livre ;) )

l'effet du dièdre est très claire et un dièdre nul supprime le mixage dérive donne profondeur. la contrepartie c'est aussi la suppression de son effet stabilisant en roulis et du coup il devient plus difficile de caler l'avion a plat sur une trajectoire ce qui combiné avec un anticouple pas tout a fait pile poil (le parfait n'est pas de ce monde) doit expliquer pourquoi ton avion partait systématiquement a droite ou a gauche.

ensuite le trim délicat à la dérive est je pense imputable à la stabilité de route (ou stabilité en lacet). C'est pour cela que j'ai essayé de le quantifier. Cette stabilité est augmentée par la flèche de l'aile et j'ai eu la sensation (c'est très subjectif) que plus tu rapprochais l'aile de de l'axe du fuselage plus la flèche devait être augmentée pour stabiliser en lacet.



claudecuinet a écrit:Bonsoir

Merci à tous les deux pour ces précisions.
Concernant la symétrie et la position de l'aile par rapport à l'axe moteur, je vous fais part de résultats d'essais qui datent de un an environ. Tests effectués sur la version "2 ailes" d'un Passion.
Il s'agissait d'une aile avec profil symétrique NACA 64012a (en fait deux demi ailes) avec dièdre 0 degré (BA et BF des deux demi-ailes alignés). L'axe de l'aile était positionné sur l'axe moteur. L'idée était de supprimer les effets induits lors de manoeuvres de la direction et donc de supprimer les habituels mixages direction/ ailerons et direction/profondeur.
Les différents vols ont validé cette idée. Quand on mettait de la direction à gauche ou à droite pour redresser l'avion sur son axe de lacet, l'avion ne chutait pas et ne roulait pas. Il restait à plat. Il conservait son nouvel axe après avoir remis la direction en position initiale. C'était génial et ceux qui ont essayé l'avion, n'en revenaient pas de la facilité à piloter avec la direction. On faisait des cercles à plat sans rien toucher d'autre que la direction.
En revanche, lors de mise à plat avec la profondeur après une verticale (par exemple un renversement), l'avion ne prenait pas l'axe de vol. Un coup il partait à gauche, un autre coup il partait à droite sur l'axe de lacet. Quasi impossible de garder le cadre de vol. De plus, les réglage de l'anti-couple du moteur ainsi que la position du volet de direction étaient très pointus. Plusieurs vols ont été faits pour confirmation.
Quelques temps après donc, des essais sont faits avec une nouvelle aile identique mais construite à plat sur extrados (facilité de construction pour donner du dièdre). Le fourreau du fuselage est enlevé et repositionné à 20 mm sous l'axe moteur (d'ou mon laius plus haut relatif au fuseau à deux ailes). Et la plus aucun problème d'axe et de cadre. En revanche l'avion chute et roule lors de manoeuvre de la direction, ce qui a été corrigé avec des mixages.
Bon, c'était un peu long. Mais je voulais en faire part au cas ou !
A+
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Re: futur multi de stephane

Message non lupar Steph bernard » 21 Déc 2009, 14:47

avant de commencer la construction les circonstances faisaient que je devais me faire un chantier de montage pour le fuselage. 3 critères essentiels ont été pris en compte pour cela :
rigidité
prix masse réduite (en dessous de 250 kg à l'épaulé jeté j'ai quelques faiblesses. :D )

je me suis fais découper des plaques de médium de 19 mm d'épaisseur chez Leroy merlin (une de 2000 x 500 et 4 de 2000x100mm) deux des 2000x100 seront retaillées à 462x100. les morceaux de 100 de large mis sur le champ viennent rigidifier la grande plaque. l'assemblage se fait par collage et vissage.

Image

le chantier ainsi réalisé pèse une trentaine de kg et se mets sure des tréteaux et se déplace facilement. la rigidité semble correcte, et j'ai effectué un contrôle de planéité rudimentaire avec une règle et des cales d'épaisseur. les défauts constatés restent inférieurs au 1/4 de mm.
j'ai tracé un axe sur la longueur. les positions des couple sont reporté anis que leurs largeurs. le maintient en position des flancs se fait avec des tubes de carton découpé perpendiculairement (scie a onglet) à son axe . leur maintien en position est assuré par de tige fileté qui se vissent dans le plateau.
Image

Stéphane
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Re: futur multi de stephane

Message non lupar Steph bernard » 28 Déc 2009, 23:37

j'ai profité des fêtes et des vacances qui vont avec pour bosser un peu sur l'avion et faire un peu de tartouille. j'ai refais un moule de carénage de roues et j'ai moulé mes deux carénages.

le moule est très classique en deux parties et en composites verranne et epoxy

Image

les carénages sont fais sous vides dans un mix de carbone 98g/m² et de fdv 80g/m². au niveau du passage de l'axe de roue une pièce de balsa 10/10 est positionnée et prise en sandwich par une couche de renfort de part et d'autre. à l'intérieur un tissus de délaminage est positionné et permet de retirer le surplus et de faire un substrat d'accroche pour un collage ultérieur éventuel. la polymérisation est sous vide et en étuve à environ 60°C et le démoulage peut intervenir 3h après la mise sous vide.
après un léger ébavurage la balance indique 10g par carénage.
Image

Image

pour mémoire j'ai pesé les carénages du Genesis que j'ai gardé ils accusent chacun une masse de 22g.

voila pour ce soir

Stéphane
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Re: futur multi de stephane

Message non lupar Steph bernard » 02 Jan 2010, 12:03

salut Guillaume,
le fait de travailler sous vide résout bcp de pb. de cette manière tu peux utiliser les technique habituelles de raccordement : soit part recouvrement d'une demi coquille sur l'autre soit avec une bande centrale, soit un panachage des deux et c'est ce que je fais généralement pour ces formes un peu tordues. le recouvrement est utilisé dans les parties dégagées avec de l'accessibilité, la bande est utilisée plutot la où c'est inaccessible comme l'arrondi fin et pointu de l'arrière du carénage.
la vessie que tu mets à l'intérieur fait le reste et plaque tout cela contre le moule une fois que tu as fait le vide.
si tu ne travailles pas sous vide le plus gros pb est la petite taille de la pièce et le manque de place pour gratter dedans. il faut se brider un peu l'esprit lors du design et bien penser a comment tu raccordes et quel outil tu utilises pour raccorder.
tu peux utiliser 2 méthodes si tu ne travaille pas sous vide, tu stratifies classiquement mais tu ne réalises l'assemblage que lorsque la résine a commencée a tirer un peu. les bords qui dépassent sont imprégnés avec de la résine fraichement préparée et tu raccordes. tu plaques ensuite ace une cap que tu auras tordu à la demande pour aller jusqu'au fond de la pièce.
l'autre possibilité c'est d'araser des deux cotés et de raccorder la encore sur de la résine en cours de polymérisation avec un petit bourrelet de résine et micro ballon en cours de durcissement.
ici le gros intérêt de travailler sous vide est que les pièces qui sortent sont optimisées en masse chacun de mes carénages pèse 10 à 11 g contre en gros 50 à 100% plus au contact et la possibilité de mouler 2 carénages par jour avec un seul moule si tu étuves à environ 60°

Stéphane


guillaume_ a écrit:Tu pourrais nous expliquer un peu ta technique pour sceller les demi-coquilles. J'en ai fait récemment pour la première fois avec la technique classique par demi recouvrement (je bosse pas sous vide) et j'ai des soucis sur les bouts notamment.
Merci et bon réveillon à tous!
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Re: futur multi de stephane

Message non lupar guillaume_ » 03 Jan 2010, 12:00

Merci steph
Si j'ai bien compris tu mets une vessie à l'intérieur que tu mets en pression, je pensais que tu faisais comme pour les fuseaux; mise sous vide des demi coquilles et assemblage par bande de scellement. Pour ce qui est du poids les carénages que j'ai obtenus ils sont en moyenne à 12g (47g fdv + 60g kevlar) je passe un coup d'essuie tout une fois la strate terminée pour absorber tout ce que je peux d'excédent de résine.
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Re: futur multi de stephane

Message non lupar Steph bernard » 03 Jan 2010, 15:59

non guillaume je suis bien sous vide mais l'assemblage intervient avant la mise sous vide. il y a bien une vessie dans le moule et celle-ci doit avoir en gros la forme du moule.
voici quelque photos pour illustrer cela.
voici la vessie, celle-ci est en latex fabriquée a la manière des capotes anglaises
Image

quelques clichés :
durant la stratification
Image

installation de la vessie
Image

à la mise sous vide
Image
on peut remarquer que l'intérieur de la vessie est à la pression atmosphérique alors que l'extérieur est sous vide. on distingue l'ouverture au niveau du scotch marron au premier plan

le vide est fait (ou en cours)
Image

pour le résultat : se reporter aux posts précédents

A+,

Stéphane
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Re: futur multi de stephane

Message non lupar Steph bernard » 03 Jan 2010, 21:58

le sujet va déraper gravement mais j'y vais !

la technique n'est pas si compliquée que cela a mettre en œuvre. le latex se passe très bien au pinceau et mouille très bien la surface du moule ! on réalise comme cela une demi coquille dans chaque partie partie du moule.
l'assemblage se fait en fermant le moule et en le remplissant de latex. avant vulcanisation il est liquide et blanc laiteux. quelques instants après le surplus est vidé et l'on recommence l'opération plusieurs fois (3 ou 4 fois) pour faire de l'épaisseur.
quand tout cela est sec on talc. c'est un très bon lubrifiant à sec et il faut faire attention si l'on en fait tomber par terre le sol est glissant très longtemps même après nettoyage.

avant d'être utilisée la vessie est ébavurée passée à la cire liquide pour permettre le démoulage qui est le point critique et parfois la cause de rupture. j'ai actuellement des vessies qui ont plus de 30 pièces.

ce qui est pratique c'est qu'il est aussi bien possible de faire une "vessie" pour un carénage de roue comme pour une fuso cela répond à un post de Remi qui buttait sur le problème pour le fuso. et c'est de cette manière que j'ai moulé fin 2001 mes deux fuso d'adventice :mrgreen:


Stéphane



claudecuinet a écrit:Bonjour

La réponse est la Christian :
Steph bernard a écrit:voici la vessie, celle-ci est en latex fabriquée à la manière des capotes anglaises
Stéphane

Super méthode Stéphane mais sans doute pas aisée à mettre en oeuvre.
Pourquoi la queue de la capote est elle relevée ?
A+
NB : entre nous, t'as vu la tronche de la capote; il n'est pas prêt d'attraper une nana avec çà. A moins que cela soit pour tirer dans les coins !
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Re: futur multi de stephane

Message non lupar Steph bernard » 03 Jan 2010, 23:25

le latex est pré-vulcanisé et il sert à faire les masques qui se colle sur la peau. tu en trouves un peu partout où l'on fait du loisir créatif. le miens je l'ai acheté il y a 9 ans (bidon de 5 L) cela se garde assez bien semble t il, chez un gars qui fait des masque et du modelage, je n'ai plus l'adresse sous la main, mais je dois avoir cela dans mon bazar chez mes parents. je me mets un pense bête pour regarder cela lorsque l'on descendra les voir.

flylulu737 a écrit:Où trouves tu du latex liquide, à vulcanisation à froid ?
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Re: futur multi de stephane

Message non lupar petitcowboy » 04 Jan 2010, 09:37

Pour le latex ... tape google tu en trouveras sans problème ;)
http://www.10doigts.fr/latex-liquide-gp1389.aspx
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Carburant: GensAce
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Récepteur: JR
Catégorie: Nationale 2B
Fréquence: 2,4GHz
licence: 0703311AD

Re: futur multi de stephane

Message non lupar Steph bernard » 05 Jan 2010, 15:45

je ne gonfle pas je vide. sur ces pieces je n'ai pas mi de mesure de pression (ce n'est pas bien je sais, et pour la peine je dirais 3 avés et 2 pateres) par contre sur les cone que je fais mouler aux etudiant je descend à -0,8 bar en sortie de sac, i.e. apres en gros 400mm de tuyau de diam interieur de 4mm.
ce que j'ai remarqué c'est que sur les piece de petite dimension on peut se passer de metrologie et vider au max de ce que sais faire la pompe.
à la maison j'utilise une pompe a membrane qui fonctionne en continue. je n'ai pas regardé pour l'instant son niveau de plafonnement en pompage. donc pas d'idee du debit et de la pression.
sur le TP au boulot j'ai monté une regul de vide et une capacité sur un compresseur de frigo et je regule avec 0,1 bar de deltaP cela suffit.

si tu gonfles -j'ai fonctionné- comme cela la premiere année du TP avant que je ne monte la pompe- il faut mettre tres peu de surpression car sinon tu risques de voir exploser ton moule surtout sur les grosses pieces et de plus résultat est moins satisfaisant que sous vide.

en fait tu choisis ta pression de vide en fonction du taux de renfort que tu souhaites. ce taux de renfort se mesure par exemple par pesée avant et aprés calcination d'une éprouvette.
par exemple sur le cone et selon comment les etudiants posent avec soin le µperforé et le feutre les taux de renforts sont de l'ordres de 60 à 65 %. c'est deja bien. le max conseillé est 70% au dela tu risques d'etre en limite d'impregnation du composite.
au contact dans le meilleur des cas tu es au voisinage de 45-50% mais avec un gros risque de porosité dans la resine, ce qui n'est plus le cas sous vide.


stephane


fabien drouet a écrit:Et tu gonfles à quelle pression pendant le moulage de tes pièces ?

Fabien
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Re: futur multi de stephane

Message non lupar flylulu737 » 05 Jan 2010, 16:27

ptite régulation de pression sur base de capsule à dépression de carbu, réglet en alu et depressiomètre de chauffage central, inspirée d'un article Modèle Mag d'y a 20 ans

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Happy landings !
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