EQUIPEMENTS

Cette question ne sera pas traitée avant 2016...

16 janvier 2016

Avec l'avancement des travaux sur le fuselage, il devient logique de s'engager dans ce domaine assez particulier. A la fin de l'automne, je me suis penché sur la conception générale  de l'instrumentation embarquée à bord de la machine. D'abord, le retour d'expérience des collègues qui volent en Souricette, dans leur très grande majorité, font état d'un usage local, régional tout au plus. Cette machine n'a pas vocation à réaliser des voyages importants. Si elle n'est pas limitée aux tours de pistes (Gégé se ballade en père peinard dans la vallée de la Loire, et il y en a une autre qui vole du côté d'Aspres sur Buech, et une autre encore dans le Limousin), ce n'est sans doute pas très raisonnable de penser traverser la France avec. Je décide donc d'optimiser mon instrumentation sur le contrôle du vol et le contrôle du moteur. La navigation, par nature réalisée en condition de vol à vue, reposera sur le compas et sur la préparation du vol (repères, cône de sécurité...), aussi simple soit-il, dès lors qu'il dépasse le stade du tour de piste.

Par conséquent, j'envisage d'installer:

  • un badin
  • un variomètre
  • un altimètre
  • une bille
  • un compas
  • un ensemble de contrôle moteur 2 temps (Température culasse, température échappement, compte tours, jauge).
  • Contacteur démarreur, interrupteur magnéto, starter, fusibles...

En retenant des instruments au standard 57mm, tout tient sur un tableau de bord de 80 mm de haut. Ce tableau de bord devra, du point de vue des vibrations, être découplé de la cellule par un système de fixation élastique basé sur des silent-blocs, afin de protéger les instruments. En outre, comme les silent-blocs créeront un degré de liberté, il faudra s'assurer que le tableau ne peut venir heurter la cellule, ce qui sera faita avec de petits blocs de mousse polyuréthane souple. Nous voici donc au début d'une entreprise conséquente à propos de laquelle la liasse ne s'exprime pas non plus. Heureusement, il existe un bon retour d'expérience au sein de la communauté des utilisateurs de Souricette.

La première étape est donc de réaliser le circuit de prise de pression statique (Ps). Il sera complété par la confection du circuit de prise de pression totale (Pt). En effet, pour déterminer la vitesse (badin), on effectue une mesure de différence entre deux pressions: La pression statique, qui est celle de l'air immobile en contact avec l'avion, et la pression totale, celle qui résulte de la somme de la pression statique (qui s'applique partout sur la machine) et de la pression dynamique résultant du déplacement de la machine dans l'air. Notons qu'il existe deux méthodes pour mesurer cette pression totale:

  • le tube de pitot, essentiellement constitué d'un orifice placé face au déplacement et hors du vent causé par l'hélice, qui mesure une surpression.
  • le venturi, essentiellement constitué d'un convergent suivi d'un divergent, avec une prise de pression au col, placé lui aussi ce la va de soi, hors du vent de l'hélice, et qui mesure une dépression.

Un point important est de bien déterminer le point de mesure de pression statique. En effet, la Souricette étant une machine "torpédo" (pilote en plein air grâce au trou d'homme), on peut penser récupérer la pression statique à l'intérieur de l'habitacle. A ce stade, deux cas peuvent se présenter:

  • l'habitacle est très étanche, donc la seule communication avec l'extérieur sera le trou d'homme. Ceci peut engendrer une légère dépression à l'intérieur de l'habitacle, d'où une fausse mesure  de Ps. Si Pt est mesuré avec un pitot, on s'expose alors à une mesure optimiste de la vitesse, ce qui est problématique aux basses vitesses, proche de la vitesse de décrochage. Si Pt est mesuré avec un venturi, les vitesses basses seront pessimistes, ce qui est bon pour la sécurité dans ce domaine. En revanche, du côté de la vitesse à ne jamais dépasser (Vne) on aura des mesures inférieures à la réalité d'où un danger de ce côté là, danger théorique si on respecte le domaine de vol et les spécification du concepteur.
  • l'habitacle n'est pas très étanche, du fait des divers orifices techniques. Dans ce cas, on peut considérer que la pression interne de l'habitacle est égale à Ps.

D'une conversation avec le concepteur, enrichi du retex de la communauté des utilisateurs, il ressort que la meilleure manière est de réaliser un circuit de Ps constitué de deux ports de mesure (de simples orifices) installés à une distance bien précise, de chaque côté, sur les flancs du fuselage.

J'ai acquis un badin d'occasion (ayant déjà eu une vie sur un Pou - Vive le Pou du Ciel!)  "Winter", de 57 mm de diamètre, qui semble en bon état et qui est accompagné de son venturi, pour la modique somme de 70€. Je vais bien voir ce qu'il donne lors de mesures terrestres faites par vent nul par comparaison avec une mesure GPS. Je vérifie sans difficulté que le badin est en bon état en raccordant la prise Pt au venturi. En soufflant à 10 cm du venturi (face au petit convergent), on constate que l'aiguille décolle et indique la vitesse du jet d'air.

On a donc tourné deux prises de pression statiques qui sont installées sur de petits supports collé sur la structure à la coter recommandée par le Retex. On utilise un tube souple spécial de 4mm de diamètre interne, accompagné d'une série de petits raccords normalisés, en Nylon. On couple les deux ports par un "T" et on ramène le tube de mesure de pression au tableau de bord. Il alimentera le badin (si Ps est pris par une prise, et non par un petit trou), le variomètre et l'altimètre. Le tube est acheminé vers le tableau de bord en étant maintenu par de petites brides démontables, réalisées avec de la sangle de colisage non tissée. Pt sera installé dans une aile, le tube étant acheminé via le hauban jusqu'en partie basse où il viendra se raccorder  sur un port installé sur le flanc, un tube interne ramenant la mesure derrière le tableau de bord. Nous n'en sommes pas encore là puisque les travaux sur la voilure n'ont pas encore débuté.

Côté tableau de bord (TDB), on le réalise dans une planchette de CTP aviation de 4mm dans laquelle on fera les découpes et les perçages requis. Pour la fixation souple sur la cellule, on utilisera quatre petits silent-blocs extra souples de type "diabolo" que j'ai trouvé pour quelques euros pièce chez HPC Europe  (voir en page liens). Ils sont fixés sur quatre équerres réalisées en tole d'aluminium pliée en coin, ce qui les rend très rigides. Un raidisseur,lui aussi en CTP, collé en partie basse du TDB, apporte une rigidité suffisante pour se passer d'un point de fixation central. Le tableau est installé à cinq mm de la structure (sur les côtés et au desus). Cet espace sera comblé par des bandes de mousse polyuréthane souple de 7mm d'épaisseur au repos (elles seront donc légèrement compressées) collées en place.

15 Avril 2016

Afin de ne pas me retrouver devant une grosse dépense à réaliser pour mes équipements, je les achètes petit à petit. Ce mois-ci, après le badin, sont venus l'altimètre et la bille. Tout est en Winter au standard 57 mm.

10 novembre 2017

Circuit électrique de puissance. le moteur Hirth acquis étant équipé d'un démarreur, il y a donc lieu de prévoir une batterie, un coupe circuit, et un relais de démarrage. Il est important de prendre en compte dès ce stade, que la batterie est un excellent moyen d'agir sur le centrage, c'est à dire sur l'emplacement du centre de gravité G de l'avion. Ce centre e gravité doit se trouver, selon les spécifications du coincepteur, entre 28 et 32% de la corde de l'aile, ce qui le situe, idéalement, sur la face arrière du longeron. Cet endroit est à 1,3m du nez du fuselage qui fait à peu près 4,5m de long. A l'avant de G, nous avons le moteur, les jambes du pilote. Autour de G nous avons le corps du pilote (100 kg dans mon cas), un peu à l'arrière, nous avons la masse variable constituée par le réservoir de carburant. En gros, il y a plus de risque de me trouver centré avant que centré arrière. (Ce serait moins probable si je ne pesais que 70 kg). Donc, toute masse située à l'arrière de G va tendre à reculer ce point, d'autant plus que l'éloignement vers l'arrière et que la masse seront importants, par effet de bras de levier. Si ma batterie pèse 5 kg, et que je la met par exemple 2,2m derrière C3 (voisin de G), je recule G de 4%. Pour obtenir la valeur nominale, il faudra ajouter un lest à l'arrière. Beaucoup de souricettes sont équipées d'un tel lest. Il sera d'autant plus léger que la batterie est reculée, d'où l'importance d'anticiper ce point au moment de déterminer l'emplacement de la batterie!

Beaucoup de constructeurs utilisent des batteries de moto. Par ailleurs, il y a un débat sur les technologies à employer. Les uns recommandes le Lithium-Ion, pour sa haute performance en densité d'énergie (on a des Ah "pas trop lourds"). Mais d'une part c'est assez cher, et d'autre part, ici ou là, on parle d'échauffements, voire d'explosion !  Les autres recommandent  le recours à une technologie simple et éprouvée, comme les batteries à recombinaison de gaz (papier sur le sous système électrique au dernier colloque de Cachan) ou, en d'autres termes, "étanches plomb /gel". C'est moins cher, mais c'est plus lourd. C'est employé depuis des lustres sur les motos, qui provoquent tout de même des ambiances mécanisues et thermiques assez contraignantes, même si elles sont différentes de l'ULM. Ma machine référente (Gégé/172) utilise cette technique, donc c'est mon choix. Comme la batterie sera assez loin du point d'utilisation principal (démarreur), je prévois une ligne de fort diamètre en 25mm2 par conducteur.  Il n'y aura pas beacoup de chute de tension, donc aucun risque d'échauffement. Dans l'habitacle, après avoir consulté les pilotes de Souricette, je placerai un coupe circuit rotatif. Après la traversée de la cloison pare feu (CPF), le câble négatif ira à la masse au niveau du bâti, tandis que le câble positif ira au relais de démarrage.

La batterie sera installée [ 2 ] sur un petit tabouret collé à une traverse transversale, et à une petite planchette un peu en arrière de C4. La batterie elle-même sera sanglée sur ce tabouret. On accède au tout, tant pour introduire ou extraire la batterie que pour vérifier le sanglage et le serrage des connexions, par une trappe dorsale découpée dans la peau en CTP e2.5mm. On peut escompter que cette zone sera relativement laminaire (on commence à s'éloigner de l'habitacle et on est presque dans la zone d'alimentation aérodynamique du plan fixe arrière. il faudra donc veiller à travailler proprement au niveau de cette trappe, pour obtenir un résultat bien lisse, sans aspérités.

Un autre point à surveiller porte sur le voisinage de la barre de commande en profondeur et des câbles de lacet. ces câbles doivent passer à quelques cm sur les côté et ne pas battre ou à plus forte raison frotter sur le corps de la batterie. S'agissant de la barre de commande de profondeur, deux points sont à vérifier:

  • D'une part, évidemment, en fonctionnement, la barre ne doit pas venir toucher la batterie ou les câbles. Pour s'en assurer, on réalise une maquette de la batterie en carton, à l'échelle 1. On la met en place et on vérifie que quelle que soit la position du minimanche, la barre reste suffisamment à l'écart de la batterie.
  • D'autre part, il faut aussi envisager le démontage du plan fixe. Dans ce cas, on désaccouple la barre du guignol et cette barre n'est alors plus tenue que par la rotule en tête, au niveau de l'arrière de l'ensemble latéral articulé. Il faut s'assurer que la barre ne peut pas toucher l'une des connexions, ou pire provoiquer un court circuit. On peut le garantir de diverses façons, allant d'une protection plastique à un coffret recouvrant la batterie et tenu par la sangle... Je ne sais pas encore de quelle façon je vais faire, mais il faut y penser.

 

 

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This issue will not be adressed before 2016...

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