MOTORISATION / ENGINE

 

Moteur JPX 425

La question du moteur est encore très ouverte. C'est un vaste problème qui combine  des contraintes assez fortes (je pèse près de 100 kg et j'aime bien manger...) avec diverses options. Je traiterai ce problème en 2015.

Si je parviens à construire vraiment très léger (moins de 100 kg pour la cellule seule) et que la technologie des batteries a progressé suffisament (durée de vie, prix des éléments et de l'electronique associée), je me poserai la question vis à vis d'un groupe motopropulseur électrique. Dans l'autre cas (le plus probable?) j'irai vers des solutions thermiques.

De ce point de vue, le concepteur a dessiné la machine autour d'un moteur JPX 2 temps qui n'est plus fabriqué aujourd'hui. Il faudrait en trouver un d'occasion avec un potentiel suffisant...pas simple.

Je pense aussi à une solution 4 temps à base de Brigg & Stratton Vangard, car il a été validé sur la Luciole de monsieur Colomban. C'est une solution séduisante financièrement parlant. L'inconvénient réside dans le poids, et aussi dans la puissance qui est faible (La Souricette est plus lourde que la Luciole). Enfin, il faut prévoir un travail significatif au niveau de l'avionnage (changement du carburateur, allégement...).

Il existe aussi un moteur industriel Subaru à injection un peu plus performant mais qui pose malgré tout les même problèmes.

Une conversation avec le concepteur m'amène également à considérer - et sans doute à privilégier - le 2 temps Hirth F23 qui serait parfait. Par contre, neuf, il est cher. Il faut que je monte une petite cagnotte...

Tout ca n'est pas très aisé.

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25 août 2011

 

Alors que j'avais écarté le JPX, j'ai pu, en rencontrant les membres d'une association locale d'ULM, dénicher un ensemble constitué d'un moteur JPX425 "neuf", c'est à dire dans son carton d'origine depuis une date indéfinie, de son pot d'échappement, et d'une hélice bipale bois "Lemire" de 107 cm de diamètre, le tout pour 600€.

Lorsque le moteur aura tourné sur un banc (à construire) et qu'avec son hélice il aura fourni la force tractive et le régime attendus, je pourrai dire que j'aurai fait une bonne affaire.

Pas avant.

Et compte tenu de mon inexpérience, je pressens que ce ne sera pas simple et qu'il y a sans doute là de quoi occuper un ou deux hivers.

Je m'apperçois par ailleurs que les connaissances disponibles en ligne sur cet engin sont en fait extrêmement réduites et lacunaires. De nombreuses réactions peuvent être trouvées sur des forums, généralement animés par la communauté du paramoteur. Le JPX 425 a bonne réputation, notamment en termes de fiabilité, mais on le taxe souvent d'être bruyant, voire peu puissant.

De fiche technique, point. De courbes de performances, point. De diagrammes, de plans ou de schémas électrique, point, point et point.

J'ai fait confiance et je n'ai pas payé cher, mais je crois que les efforts pour le faire tourner ne vont pas manquer. Comme pour le reste de la réalisation, la totalité de l'expérience, de mes problèmes, de leurs solutions lorsque je les aurai trouvées et mises en oeuvre se trouvera ici.JPX-425.

 

avril 2014

 

Je suis trop lourd pour un JPX 425... Tirée dans des conditions nominales, la Souricette n'a tout de même pas une vitesse de montée de Mirage 2000, alors avec un pépère comme moi...qui n'a pas très envie de se priver à table, en plus...ca va coincer.

En me basant sur le retour d'expérience d'un constructeur pilote de Souricette, mon ami Gégé/152, il utilise un Hirth F23. Il est à peu près deux fois plus puissant pour un poids à peine supérieur. Donc ce sera un Hirth.

Et je vends le JPX, qui n'a jamais tourné, avec son échappement et tout et tout...

16 janvier 2015

Le JPX est parti vivre sa vie chez un paramotoriste à la fin de l'année dernière. Je l'ai vendu avec l'hélice et l'échappement pour 500€. Depuis, j'ai trouvé exactement ce que je voulais: un Hirth F23 à double allumage, démarreur électrique, et réducté. Il a 20 heures de vol et va quitter le dos d'un motoplaneur dont il plombe trop la trainée pour se retrouver sur le nez de la Souricette 259. Ses quarante à cinquante chevaux, obtenus avec seulement 22 kg de métal, devraient mettre à l'abri mes cent kilos de constructeur gourmand du  décollage au second régime... Bref ce sera un vrai facteur de sécurité sans trahir l'esprit de la Souricette qui se veut avant tout légère.  Le moteur est en Espagne, dans l'aéroclub d'un collègue en qui j'ai toute confiance pour être mon intermédiaire. Dès qu'il sera arrivé, sa mise en oeuvre - qui va certainement me demander du temps - sera détaillée ici.

J'ai donc commencé à regarder la commande de gaz, car la liasse ne s'exprime pas sur ce point. C'est une affaire qui semble simple. En fait, elle comporte une dimension vitale: Il faut absolument garantir la possibilité de mettre à fond en cas de besoin urgent (remise de gaz à l'atterrissage), ou impératif (puissance max au décollage). Les choses ont été plus complexes que prévues, et c'est la qualité du dialogue et du conseil avec le concepteur qui m'a permi d'aboutir à une solution qui convient. Il y a eu quatre "générations" pour cette manette.

Ma première idée était d'utiliser une manette au tableau, type "boule" qu'on tire/pousse. En fait, cette solution résulte d'une reprise d'un système qui se trouvait parfaitement adaptée au type d'avion sur lequel elle a été utilisée pour la première fois. Elle n'est pas toujours parfaite. Souvent même, elle fonctionne mal et elle est parfois lourde. Exit donc, la boule au tableau.

Ma seconde idée s'est basée sur un levier rotatif installé sur la paroi latérale.J'ai donc conçu un levier dans une plaque d'Au4G de 4mm d'épaisseur avec un secteur circulaire de 60° centré sur le pivot. Le câble était maintenu en place par deux flasques boulonnés de chaque côtés. Le problème, c'est que j'avais oublié que le moteur Hirth-F23 possède deux carburateurs, ce qui impose de commander deux câbles, et non un seul... grrrrr !!!

Je modifie donc ma seconde idée en plaçant deux cames circulaires de chaque côté du levier, et deux flasques pour empêcher le câble de s'échapper [image]. La friction sera réglée (le levier doit se maintenir sans glisser, à une position donnée) par le serrge de l'écrou central, qui presse via des rondelles sur deux plaquettes d'Ertalon enfermant le levier. Poids total: 111g... Je soumet le projet au concepteur. Notre conversation est très constructive. Il en ressort plusieurs points intéressants:

  •  Ce modèle de commande angulaire est précis, car il agit de façon linéaire sur le tirage du câble en fonction de l'angle de rotation. Mais dans la réalité, pour une machine simple comme la Souricette, point n'est besoin d'une telle précision. Plein réduit, à fond, et une position empirique maintenant la vitesse de croisière sont suffisants. A noter, ce type de commande angulaire a souvent été utilisé sur des avions russes.
  • Le problème, c'est qu'il s'agit d'un dispositif qui peut être dangereux s'il n'est pas parfaitement réalisé: l'axe de sortie des câbles doit être rigoureusement placé dans le plan de la commande. Toute déviation induit risque d'usure et risque de coincement. Il y a eu des accidents à cause de ca.
  • D'autre part, on ne peut pas régler la dureté de la friction avec l'écrou central, même de type Nylstop. En effet, cet écrou voit simultanément les vibrations de structure provoquées par le moteur, et l'effort de rotation appliqué lors de la commande. Cette conjonction engendre systématiquement un desserrage. Il suit qu'il faut appliquer la pression de réglage de friction d'une façon découplée du maintien central. On peut y parvenir par une patte qui frotte sur le levier à une distance suffisante de l'axe de rotation qui sera réglé quasi libre.
  • Par ailleurs, il faut faire attention au frottement du câble sur son parcours. En effet, la tension du câble au relâchement est assurée par le seul ressort du carburateur, qui n'est tout de même pas très puissant. Donc, toutes les parties droites doivent être "à nu", et les renvois ou virage doivent être à courbure aussi faible que possible et assurés par de la gaine téflonnée. 
  • En dernier lieu, l'accrochage du câble sur le levier doit être particulièrement fiable, le plus simple étant le mieux. Le concepteur préconise un petit barillet cylindrique dépassant de chaque côté du levier. Ce barillet est perçé d'une paire de trous par lesquels passeront les deux câbles des carburateurs, câbles qui seront arrêtés à l'arrière du barillet par des arrête-câbles à sertir. Par sécurité, on pourra également perçer deux trous que l'on filetera, et qui déboucheront sur les trous de passage des câbles. Une petite vis à bout plat viendra les serrer, un peu comme dans les dominos électriques. Je suggère que ce barillet pourra être maintenu en place latéralement par deux rainures dans lesquelles viendront se loger des anneaux d'épaulement style TRUARC, ce qui est validé par Michel Barry.

Ca donne ceci. Le trou du barillet est évasé conique (avec un forêt à centrer) afin de ne pas griffer le câble en cas de léger décalage angulaire de l'axe du câble en sortie de barillet. Le barillet a été réalisé au tour. Compte tenu de l'épaisseur de la plaque servant à faire le levier, il est bien positionné. Il n'y a quasi pas de jeu angulaire. Les deux rainures dans lesqulelles ont loge les anneaux TRUARC sont faites avec un outil à tronçonner. A noter également: la petite vis de maintien de câble, n'est là qu'en sécurité car le câble traverse le barillet de part en part et il est bloqué à l'arrière par une bouloche sertie. Cette vis de serrage doit être à bout plat. Attention car certains modèles de ces vis sans tête sont à bout pointu, ce qui abîme le câble, ou pire, à bout creux, ce qui risque de le couper.

Il reste à réaliser le mécanisme de friction maintenant la manette à la position désirée. La manette est donc installée sur une plaquette de CTP 4mm, sur laquelle elle est positionnée par une virole d'espacement afin de laisser la place aux deux câbles dans le plan latéral. Au centre, on a tourné un axe en aluminum qui a été fileté à une extrémité. La manette est prise en pince entre deux rondelles de polyamide et maintenue par un écrou nylstop réglé de façon à ce que la rotation de la manette soit libre. Comme la structure de la manette est basée sur une plaque d'Au4G de 5mm d'épaisseur, l'idée retenue pour le mécanisme de friction est de presser une bille sur la tranche. Le premier problème à résoudre consiste donc à former la tranche selon un secteur parfaitement circulaire, faute de quoi, on aura des irrégularités de pression au niveau de la bille. La manette est donc montée sur un axe qui est placé sur le tour. L'usinage est réalisé en faisant tourner le mandrin à la main alternativement sur la course angulaire permettant de réaliser le secteur circulaire. A chaque passe, on décale l'outil avec le chariot transversal. On obtient un résultat absolument parfait. On installe ensuite un petite vis d'indexage, constituée d'une vis creuse retenant à une extrémité une bille d'acier trempé qui dépasse, et qui est poussée par un ressort. Ca existe tout fait pour quelques euros. Une petite équerre pour la supporter, boulonnée en bonne place et le tour est joué. On obtient un déplacement extrêmement soyeux et régulier. Voici ce que ca donne. Cette vue de profil montre la pièce d'espacement et le pivot central (avant qu'on ne monte la vis presseuse).

On voit donc que du point de vue conception, cette histoire de manette des gaz méritait qu'on s'y penche attentivement.

Il s'agit maintenant de déterminer l'emplacement de cette manette dans l'habitacle, où la place est comptée. Je m'apperçois très vite que toute technique de prise de mesure et de report sur la paroi est aventureux: Il est indispensable que le siège soit installé, de même que le tableau de bord. Je m'installerai et regarderai quel est l'endroit le plus confortable. Et compte tenu des nombreux tasseaux en PO 15x15 de rigidification, la conception du support de cette manette peut varier sensiblement!

31 mars 2016

La maison Evra, qui fabrique des hélices n n'est pas très loin de chez moi. Je suis donc allé voir d'un peu plus près. La question de l'hélice est délicate. Bien sûr, on trouve ici ou là des éléments rédigés par des gens qui ont fait leur hélice eux-même. On retrouve d'ailleurs cette idée dans la littérature, en particulier dans le livre que Mignet consacre à son avionette. A AIrsouricet, nous avons la chance, à chaque assemblée générale, d'avoir un topo de Michel Barry qui traite en profondeur tel ou tel point de la construction ou de la technique aéronautique. Je suis donc allé relire son papier sur le problème de l'hélice, ainsi que les notes que j'avais prises à cette occasion. Lors de cet exposé, Michel nous avait vraiment fait pendre conscience de la complexité du problème. Les paramètres qui définissent une hélice sont très nombreux: la pas, le calage, la loi de vrillage, la loi d'effilement, le profil...etc...etc... Il nous a également dit que si on calcule une hélice sur le papier, ce qui est loin d'être simple,la variabilité des paramètres et leur nombre font que l'exécution du projet tel que calculé va conduire à un résultat approximatif. Par ailleurs, un même résultat peut être obtenu par deux conceptions très différentes. Par ailleurs, le rendement de l'hélice varie en fonction des phases du vol (décollage, montée, vol en palier). Au bout du compte, cette affaire d'hélice est une affaire de compromis... et comporte une part quasiment empirique ! Dans la pratique, quand on trouve une hélice qui fonctionne bien avec une machine et un moteur donnés, on s'y cramponne bien fort, et la machine suivante, si elle a le même moteur, s'inspirera des solutions retenues sur la première.  De ce que je comprend, l'expérience de l'hélicier, c'est un peu comme un luthier: c'est fondamental et ca dimensionne le projet. D'autant plus qu'il affine, avec le cumul d'expérience issu du nombre de réalisation, ses petites recettes qui, à l'arrivée, font qu'on dispose d'une hélice qui fonctionne à peu près bien.

Deux fabriquants m'ont été suggérés. Il y en a certainement d'autres, mais ces deux là sont sérieux et compétents, et on peut compter dessus: Cadeillan, et Evra. La maison Evra n'étant pas très loin de cehz moi, j'y suis allé pour me faire une idée ce cette affaire d'hélice. Je n'ai pas été déçu.

D'abord, chez Evra, nous sommes dans une ambiance artisanale, c'est à dire que nous sommes dans un atelier où on prend le temps de faire du bon et du beau travail. On y produit toute une gamme d'hélices, bois, ou chemisées en composites, avec des blindages de divers types, des finitions soignées et variées, des collages impeccables et caractérisés. Il y a un stock de bois, qui sèche calmement le temps qu'il faut. C'est normal. Evra fait des hélices depuis cinquante ans.

Je pense qu'on en a pour son argent. Avec la chaleur de l'accueil en plus!

Je prendrai une hélice Evra. Cette question sera largement détaillée ici le moment venu.

Lundi 27 juin 2016

Il aura fallu plusieurs mois pour que Marcos et moi même parvenions à trouver une date pour êrtre disponibles simultanément. En effet, Marcos a un collègue de hangar, qu'il connaît depuis plusieurs années, et qui vend un Hirth F23 n'ayant quasiment pas tourné. Il me le vend pas cher, mais le moteur est ancien (sans doute plus de dix ans). Marcos est un des référents de l'Association AirSouriset, à laquelle j'adhère. C'est une personne de toute confiance. Je lui pose la question suivante:

- A ma place, achèterais-tu ce moteur?

- Sans aucune hésitation.

Dès lors, je considère le problème comme réglé et je ne me pose pas de questions, car je sais que s'il y avait eu la moindre ombre au tableau, Marcos m'en aurait fait part. Donc, on fait chacun la moitié du chemain et je récupère, pour une somme fort modique, le lot suivant:

  • le moteur, monté sur un support acier soudé.
  • une paire de pots quasi neufs, accordés.
  • Un échappement courbé:
  • Un ensemble de plusieurs pipes de raccord,
  • La pièce de décalage du réducteur pour pouvoir monter l"hélice en position haute.
  • Un jeu de capteurs ECT (dont un HS) et CHT.
  • Un compte tour, et deux thermomètres.

 

Le moteur n'est pas bloqué. Pas de bruits ou d'écoulement ssuspects. Son état extérieur paraît excellent.

Tout rentre dans le coffre de la voiture, et retour!

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Vendredi 15 juillet 2016

J'examine le moteur d'un peu plus près. Je commence par une série de prise de vue [Droite] [Gauche] [Dessus] [Dessous] [Face].

Comme annoncé, il est doté d'un réducteur, d'un démarreur électrique, et d'un double allumage électronique. C'est donc un ensemble particulièrement bien adapté à mon problème. Sa cylindrée est de 521cm3.

Les carbus sont de type Mikuni, série VM. J'ai trouvé le manuel utilisateur que l'on peut télécharger aisément. Les bougies sont des Denso W24 ESR-U. Il y a aussi une NGK B8ES. Le démarreur, marqué Hirth, est fabriqué par FIEM, une firme italienne. Il travaille sous 12v et consomme 600w.

La pompe est absente. Renseignements pris, il faudra acheter une pompe unique à double sortie pour alimenter les deux carburateurs. Cette pompe devra être implantée au plus près du moteur car elle est commendée par une conduite pneumatique reliant le bas moteur à la cavité de la pompe.

Le moteur est monté sur un splendide bâti réalisé en tube acier soudé autogène. Marcos m'indique que le propriétaire, qui a construit ce bâti, réalise d'une façon à peu près générale tous les bâtis moteur de son club. Sa compétence est donc établie. Les silent blocs devront être changés.

Je procède à une pesée du moteur. Moteur et son bâti + réducteur, sans pompe ni échappement : 38,3 kg (pèse personne). Les deux échappements accordés, sans les pattes ni raccords: 4.4 kg.

Puis je procède à la mesure de ce moteur:

  • Plan d'attache sur pare-feu - face avant du moyeu hélice (profondeur): 400mm
  • Plan supérieur du module allumage - limite pipe d'échappement (hauteur sans réducteur): 517 mm
  • Limite bougie babord - limite bougie tribord ( largeur): 580 mm.

 

Il reste à construire un banc que l'on équipera d'une fausse cloison pare feu pour préparer le montage définitif du moteur et concevoir les cheminements des différents fluides (essence, électricité), commandes (starter, gaz, démarrage), et mesures (rpm, ECT, CHT).

Donc, cet hiver, saga moteur...

Vendredi 30 décembre 2016

Avant de fermer le fond du fuselage, je vais profiter de la liberté d'accès par en dessous pour installer le réservoir et la partie du circuit de carburant située dans le fuselage.  La liasse ne perscrit rien à propos du réservoir, si ce n'est une ouverture dans la plaque structurelle supérieure en CTP-12. J'ai donc commencé à faire le tour des solutions pour les réservoirs, en fonction d'une possibilité que je souhaite assurer sur ma machine: je voudrais pouvoir intervenir confortablement sur le réservoir en cas de problème, ou de maintenance. Donc, je voudrais bien qu'il soit amovible, par exemple en le retirant par le haut du fuselage. Assez souvent, le réservoir est constitué d'un jerrican en plastique inséré et fixé dans la cellule. C'est une solution basique, qui marche, mais dans la SOuricette, la sortie du réservoir sera alors pénible (il faut démonter le croisillon de rigidification de C3, derrière le siège du pilote). Je voudrais faire un simple parallélépipède rectangle de 300x200x600mm. Ca me donnera environ 36 l de contenance, soit de l'ordre de trois heures d'autonomie.

Un préalable absolu doit être pris en compte: Le matériau du réservoir, de ses joints, et de son éventuel dispositif d'étanchéité ne doit pas se dégrader chimiquement suite au contact avec le mélange 2 temps. Plusieurs solutions sont envisageables:

- Un réservoir en métal. Celui-ci ne doit pas s'oxyder sous l'effet des condensations internes. L'idéal est que le métal soit soudable, ce qui nous amène vers le Laiton, le Cuivre ou l'Aluminium. Ce dernier est délicat à mettre en oeuvre, surtout pour obtenir une étanchéité parfaite. Le Cuivre et le laiton sont assez chers compte tenu de l'épaisseur minimale dictée par la sécurité. En revanche, ils sont facile à souder à l'étain (brasure tendre).

- Un réservoir en composite. J'en ai vu, commercialisés ou développés par des constructeurs, de toutes matières: Fibre de verre, fibre de carbone, Kevlar, fibre de verre+ kevlar...Le résultat est assez léger, on peut le mettre à la forme et aux dimensions voulues, Ce n'est pas extrêmement cher. En revanche, il faut maitriser la technique, que je ne connais pas, et il faut employer une résine compatible avec l'essence. Et là, il y a un gros flou artistique. On trouve des fournisseurs de résines garanties compatibles avec l'essence. Mais quand on regarde les forums, on découvre que beaucoup de personnes ont des déboires, sous forme de boues ou de résidus suspects dans le fond du réservoir, des couleurs de carburant  bizarres dans les durits... Aparemment, ce n'est pas dramatique, car les machines volent. Mais de mon point de vue, c'est suffisant pour faire perdre la confiance absolue qu'on doit avoir dans sa machine, en phase de décollage par exemple. Il reste aussi à régler la question de l'étanchéité des embouts de purge, de prélèvement du carburant, de mise à l'air, et de bouchon vis à vis du composite. En effet, on se retrouve à devoir joindre du polyéthylène ou des métaux avec des composites, soit lors du moulage, soit mécaniquement par percage sur le réservoir fini. Je soupçonne à ce niveau des difficultés assez sérieuses. De plus, dans ce domaine, on peut bien entendu demander conseil. Mais dans ce cas, sauf à avoir accès à un spécialiste incontestable (un professionnel non autoproclamé du domaine), on nous dit tout et son contraire, souvent avec une assurance inversement proportionnelle à l'expérience réelle. Le gars qui a fait UN réservoir et qui s'autobombarde expert n'est hélas pas rare...Cette solution est donc très tentante, mais le contexte de réalisation ne m'apparaît pas très favorable.

J'ai aussi examiné la solution - très élégante et sécuritaire - du réservoir souple inséré dans une boite en CTP fin, mais ces réservoirs sont très chers. Or, mon objectif est d'essayer de ne pas passer par la case "achat d'un réservoir tout fait"...

Il reste la possibilité de réaliser le réservoir en polyéthylène haute densité, qui est thermoformable (donc pliable à chaud), et soudable, mais pas collable, sauf colle exotiques... J'ai commandé une petite plaque avec laquelle je vais faire des essais d'assemblage dont les résultats seront présentés ici. Si je parviens à valider une technique d'assemblage, je partirai probablement dans cette direction.

Dimanche 8 janvier 2017

La plaque de Polyéthylène haute densité (PEHD) est arrivée. J'en ai commandé un morceau de 50x50cm en 5mm d'épaisseur pour un peu plus de 10 euros. C'est un matériaux assez lourd: la plaque pèse un peu plus de 1200g. Il suit qu'en épaisseur 5mm, le réservoir pèsera à peine moins de 3,5kg. Si j'avais pris du PEHD d'épaisseur 3mm, il aurait alors pesé à peine plus de 2kg.

Le PEHD se scie très bien à la scie à ruban. On peut aussi dresser un champ au lapidaire. Dans ce cas, il reste une bavure qu'on élimine au couteau.

J'ai ensuite essayé de le plier à chaud, puisque le PEHD est thermoformable: dur, on peut le chauffer et il devient mou, pour redurcir en quelques minutes. Pour le plier bien droit sur une longueur significative, il faut prévoir un montage à base de tasseau ou de tube carré acier. On peut ensuite le chauffer au décapeur thermique. Le mien affiche la température de l'air expulsé. Je chauffe à 550°C, à 5 cm du matériau. Il faut pousser à 650°C pour qu'il brunisse, ce qui n'est pas bon. En quelques minutes, on a rammoli la PEHD et on peut le plier (avec un second tasseau ou une plaque, car c'est chaud!). Il faut le manintenir en place pendant qu'il refroidit. Lorsqu'on le sort du montage, pas d'élasticité: il sort exactement comme on l'a bridé.

Donc, le pliage du PEHD est une affaire qui se présente bien.

Le soudage, c'est plus compliqué. Dans un premier temps, je me suis souvenu d'une technique que j'employais dans les années 70 pour réparer les semelle de mes skis qui étaient en PEHD (Skis Lacroix, si je me souviens bien). Je faisais tomber des gouttes de plastiques enflammé dans les rayures. J'ai donc coupé une petite baguette de PEHD. J'ai serré sur un tasseau deux plaquettes de PEHD de façon jointive. L'une d'entre elle avait une tranche poncée à 45° ce qui libérait complètement les surfaces des épaisseurs. J'ai enflammé la baguette et fait tomber les gouttes de PEHD dans la rainure formée par les deux champs. A l'oeil, c'est super. Ca remplit bien et c'est lisse. Mais refroidie, la "soudure" casse" net au niveau de la zone d'interface de soudure. Les plaquettes n'ont pas été assez fondues par les gouttes issues de la baguette...

J'ai essayé ensuite, sur le même montage de deux autres plaquettes, de fondre à la fois les deux champs et la baguette d'apport. En fait, c'est hyper difficile car pour fondre le PEHD, il faut chauffer fort, environ 550°C. Et le PEHD se gondole, se met à couler, se rétracte et s'écarte du lieu désiré de la soudure. On peut bien le ramener avec une spatule, mais ce n'est pas terrible. J'ai obtenu une soudure qui tenait au plan structurel, mais qui n'avait pris que la moitié de l'épaisseur des plaquettes. Et l'extérieur était boursouflé. Pas question d'accepter ca pour une soudure de réservoir de carburant, évidemment.

J'ai ensuite regardé les diverses techniques de soudures "académiques". Il y a tout un ensemble de techniques (électrofusion, soudure miroir, par exemple) en usage dans le milieu du raccordement des conduites d'infrastructure enterrées. C'est hors de portée du particulier. En revanche, j'ai trouvé des choses intéressantes du côté de la communauté du kayak, et de l'installation domestique. Ils utilisent une sorte de double buse dont un accès est alimenté par un décapeur thermique, et l'autre par une baguette de PEHD de quelques mm de diamètre. L'air chaud fait fondre les deux plaques à souder et la baguette, qui fond également, vient ajouter sa matière d'apport au niveau de la jonction des deux plaques à souder.. Tout l'ensemble est maintenu chaud dans la cavité de la buse où se rencontrent la baguette et l'air chaud. Je crois que c'est la bonne solution. Il y a un compromis à trouver entre la vitesse de déplacement de la buse, la vitesse d'alimentation en baguette, et la température, bien évidemment. Je vais donc tenter cette technique et on verra ce que ca va donner.

Samedi 21 janvier 2017

Quelques recherches sur internet m'ont assez vite permis de contourner les solutions professionnelles de soudage du PEHD: On y propose des kits constitués d'un pistolet à air chaud régulé et d'un jeu assez complet de buses de soudage, pour un coût voisin de 2000 €. On est en pleine fantaisie. Dès lors que l'on possède un décapeur thermique régulé (mon Ryobi l'est) on peut alors se contenter d'une réduction universelle/9mm sur laquelle on raccorde la buse de soudage. Attention. Il faut que la réduction universelle/9mm soit trouée. En effet la réduction de diamètre s'accompagne d'une augmentation de pression dans la zone amont et donc dans la zone de chauffage. Les calories ne s'évacuent plus correctement et le décapeur passe en sécurité (ou il crame s'il n'est pas protégé). Le trou dans la réduction laisse un peu d'air chaud partir et évite la surcharge thermique au niveau de la zone de chauffe. J'ai trouvé ces éléments chez STEINEL, une société allemande pour quelques dizaines d'euros.

Pour le PEHD d'apport, j'ai entendu deux choses:

  1.  Il faut couper une mince baguette dans un matériau identique (densité...) à celui des deux pièces que l'on veut souder et s'en servir pour réaliser le cordon de soudure.
  2.  On peut utiliser un jonc de PEHD fondant plus bas que les pièces à souder.

De ce que j'ai expérimenté, il ressort que la première solution pose un problème: il faut chauffer très fort pour que à la fois les pièces et le jonc entrent en phase liquide et se soudent. Alors on a une déformation et le résultat n'est pas beau. De plus il se gondole et l'étanchéïté ne me semble pas garantie. Si on chauffe moins, on est en mode "poisseux contre poisseux" et ca casse sur l'interface de jonction des pièces.

Pour la seconde solution, les choses se passent beaucoup mieux. J'ai utilisé un jonc PEHD qui fond à 300°C. Mes pièces à souder semblent plus denses et fondent vers 380°C. Je chauffe à 320°C ce qui d'une part fait fondre mes pièces à souder en surface, sur quelques dixièmes d'épaisseur, et rend mon PEHD presque liquide, disons "miel liquide". Il y a une cohésion excellente entre le PEHD d'apport et les surfaces des pièces à souder. On obtient une solidité tout à fait excellente (sur un bord à bord, impossible de casser la soudure). Sur une pièce d'essai, j'ai coupé la soudure transversalement, poli le plus finement possible et observée au microscope: les deux matières sont intimement mélangées au niveau de la soudure, sur 3 ou 4 dixièmes de mm. Malheureusement, je ne suis pas équipé pour effectuer des photos à l'oculaire mais je suis très satisfait de ce que j'ai observé.

Il est clair, cependant, que je n'utiliserai JAMAIS cette technique pour des pièces structurales. Mais elle me semble très bien adaptée pour des pièces non soumises à des ambiances thermo-mécaniques sévères, telles que cisaillement, arrachement, vibrations dans un cycle de températures assez larges.

J'ai effectué les tests ayant abouti aux conclusions ci-dessus sur une pièce d'essai constituée de deux plaquettes assemblées à joints vifs, lequel joint est recouvert, sur le côté opposé à la soudure, par une bande soudée sur les deux côtés. Une languette est soudée en bout (T à l'envers) sur cette bande. Je suis assez satisfait du résultat en ce qu'il est conforme à ce que j'attendais. Deux remarques toutefois: 

  1. Mes zones de contact sur les assemblages de bord et en T sont à 90°. Si j'avais utilisé une gouge pour que cette forme soit courbe, j'aurais une surface de cohésion supérieure. De mon point de vue, la différence reste négligeable puisque les pièces ne travailleront pas en mode "structurel".

2. Ma soudure à joint vif ne pénètre pas jusqu'au fond. Ceci s'explique par le fait que j'ai biseauté à 45° sur la moitié de l'épaisseur. Ce qui est important, c'est que le PEHD pénètre jusqu'au fond du biseau et se mèle parfaitement à la matière des pièces à assembler. Sur une pièce réelle, je biseauterai sur les 3/4 de l'épaisseur, pas plus, car si j'ai un bord très fin (cas du biseau sur toute l'épaisseur), j'ai peur que cette arête ne se dégrade par la chaleur. A l'oeil nu (macro) voilà ce que ca donne.

Ci dessous un extrait de mon livre de construction montrant la pièce d'essai.

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Vendredi 24 mars 2017

La réalisation du réservoir s'est effectuée sans difficultés majeures. Le résultat n'est pas parfait, mais j'obtiens une pièce très solide et étanche. Mon cahier des charge était le suivant:

  1. - pouvoir aisément sortir le réservoir de la cellule, pour nettoyage ou maintenance;
  2. - disposer sur la face supérieure du réservoir, d'une plaque démontable supportant le bouchon et la traversée du tube d'alimentation en carburant, pour les mêmes raisons;
  3. - être aussi léger que possible, pour une contenance de 35 litres environ;
  4. - ne pas coûter un bras.

Je pense y être à peu près arrivé. Voici la façon dont j'ai procédé dès que j'ai reçu la plaque de PEHD de 1mx1m en 5mm d'épaisseur.

Le réservoir se compose de 5 pièces en PEHD:

  1. une pièce de fond, un simple rectangle;
  2. le corps, obtenu par pliage d'une pièce unique;
  3. une plaquette de recouvrement de la soudure à joints vifs du corps;
  4. une pièce supérieure, simple rectangle également, dans lequel on pratique une ouverture;
  5. une plaquette amovible sur laquelle viendra le bouchon et la traversée de tube d'alimentation.

Les pièces rectangulaires sont découpées à la scie sauteuse (lame bois, à grosses dents) et les champs sont poncés. On prévoit leurs dimensions en fonction du fait que le corps sera posé dessus: le fond et le haut devront déborder suffisamment pour pouvoir faire la soudure. Ce n'est pas le plus élégant, mais c'est de mon point de vue le plus solide. On ne découpe pas tout de suite l'ouverture pour le bouchon et le tube.

Ensuite, on découpe la pièce de corps. J'avais pensé mettre en pratique la théorie du chaudronnage (fibre neutre) qui permet de coter précisément à plat pour obtenir une dimension définie après pliage. Le PEHD n'est pas vraiment inerte durant la chauffe: il s'étire et se dilate un peu, de sorte qu'il est extrêmement difficile d'obtenir une cote précise au mm. Je suis arrivé à tenir des cotes à 3mm près sur des côtés de 20 - 30 cm. Donc, prévoir de la marge. J'avais rajouté 2cm. L'idée générale est de réaliser 4 plis arrondis pour obtenir un tube de section rectangulaire. Pour obtenir un pliage facile et rapide, le PEHD doit être bien mou. J'ai donc réglé mon décapeur thermique à 520°C. Classiquement, on place la plaque à plier entre deux lames bien droites, le tout serré en sandwich par des serre-joints. Je n'ai pas utilisé de métal, car il absorbe la chaleur et la chauffe du PEHD est donc plus longue et plus difficile. J'ai pris du bois. Il bronze un peu, mais ne brûle pas. Pour ne pas abîmer la matière au niveau du pli, j'ai arrondu une arrête au rabot (rayon 5mm).On serre, on chauffe, ca ramollit, on plie. J'ai dit plus haut qu'il n'y avait pas d'élasticité après pliage, pas de retour en arrière de quelques degrés. On plie donc bien à 90°, Il faut bien penser à caler à 90° pendant le refroidissement (quelques minutes). On obtient un beau pli. Il suffit ensuite de répéter l'opération jusqu'à ce qu'on obtienne le tube. Attention de commencer "en milieu de panneau" pour ne pas avoir à faire la soudure de fermeture sur un angle. Comme j'avais pris un peu de marge, j'avais un recouvrement à la fin, au niveau des deux moitiés de panneaux. J'ai donc monté le corps sur un chevron en soutien de la structure et j'ai coupé à fleur à la scie sauteuse. Je me suis fait avoir avec l'épaisseur de la lame, ce qui fait que la section est un très léger trapèze.

Pour les soudures, j'ai donc appliqué la méthode définie plus haut: soudure à l'air chaud + jonc d'apport. Attention à bien commander le bon PEHD: Souder du PEHD avec un jonc de PEBD (basse densité) pose des problèmes. Les différences de couleur ne sont pas gênantes.

J'ai commencé par la fermeture du corps avec une soudure intérieure à joints vifs. J'ai biseauté les champs sur les 3/4 de l'épaisseur. J'ai commis une erreur: je n'avais pas monté le corps sur un support, donc au milieu, comme il faut tout de même appuyer un peu avec le pistolet thermique, ca s'est enfoncé et j'ai du reprendre. Mais le pEHD s'est un peu gondolé, très localement. donc j'avais une bosse imposible à réduire, sur à peu près un cm de large le long de la soudure, le tout sur 5cm de long. J'ai raboté, ce qui a réduit l'épaisseur de 2mm à cet endroit. En fait, je pense que ce n'est pas grave car j'ai ensuite recouvert cette soudure par une bande de  PEHD de 4 cm de large soudée des deux côtés. Il y a donc 1cm d'épaisseur au niveau de la soudure de fermeture. Ca va tenir.

Ensuite, on pose le corps sur la pièce de fond. Il faut bien centrer. La difficulté est qu'il ne faut absolument pas que les pièces bougent durant la soudure. Or, on a les deux mains de prises: l'une pour le décapeur, l'autre pour pousser le jonc. Et le tout appuie assez fort... il faut donc bien brider les pièces à souder. Je m'en suis sorti en posant un bidon de 25 litre rempli d'eau sur le sommet. Ca tenait suffisament. Un point important au niveau pratique: il faut "mimer" son geste, c'est à dire réaliser la soudure "à blanc" avant de se lancer dans la "vraie" soudure. Ceci permet d'identifier les points où on risque de se retrouver coincé, les bras croisés, ou dans l'impossibilité d'atteindre l'autre côté... En effet, il est souhaitable de ne pas arrêter le processus. Il faut tout faire d'un coup. Il faut donc aussi penser à disposer les joncs prêts pour pouvoir réalimenter quand on arrive à la fin d'un premier jonc (ceux que j'avais commandé faisaient 25 cm de long). Ca s'est pas mal passé. Après refroidissement, j'ai rempli le réservoir d'eau pour voir si ca fuitait. Il y en avait deux, au niveau de la bandelette de recouvrement. Vidage. Séchage. Reprise avec un petit morceau de jonc, et nouvel essai. tout est rentré dans l'ordre. J'ai laissé le réservoir rempli pendant quinze jours. Pas de fuite.

Pendant que mon réservoir reposait plein d'eau, je me suis occupé du bouchon. Au début, je me suis dit que j'allais récupérer un bouchon sur un vieux bidon, en le découpant quelques cm autour, puis coller le tout sur la plaquette amovible. J'en ai trouvé un, et j'ai fait un essai. Ce n'est pas très satisfaisant. En fait, le résultat n'est pas très joli, et le bouchon que j'avais trouvé était sur un PEHD plus fin. J'avais des problèmes de soudure. J'ai pensé à utiliser de la plomberie laiton dans un gros diamètre, genre 42mm. En fait, c'est assez cher, c'est lourd, et les embouts cylindriques sont à fleur des faces d'écrous, donc on ne peut pas serrer en pince. La solution est venue d'un raccord pour tubes d'adduction d'eau en PEHD, enterrable. On a une noix centrale "double mâle" sur les extrémités desquelles vient se visser une forte bague (filet carré!) qui force un joint conique. Il a suffi de couper le corps central en deux, et d'y tailler un petit épaulement au tour. Impeccable. La bague de serrage a donc un évidement centrale conique. On le bouche avec deux rondelles de PEHD, l'une que l'on met dedans, et l'autre que l'on met dans un petit évidement pratiqué au tour. On les réunit par un boulon de 6 et un nylstop. On perce quatre trous dans les rondelles pour faire la mise à l'air libre du réservoir [A] [B] . En plus, comme le corps central est épais, on peut même installer une petite crépine, taillée dans une passoire en inox achetée au supermarché du coin et mise en forme sur un mandrin. Super! J'ai testé avec le deuxième bout du corps que j'avais scié, en le soudant sur une plaquette de PEHD: pas de problèmes.

Ensuite, je me suis occupé du tube d'alimentation. J'ai demandé aux pilotes de Souricette s'ils avaient mis des purges basses sur le réservoir. Personne n'en a mis. Je pense que tout le monde vide bien son réservoir avant le stockage hivernal. je n'ai donc pas prévu de purge. Mais je me suis dit que le plus mauvais moment pour pomper de l'eau, c'est durant la montée initiale. Donc j'ai prévu un tube dont l'extrémité basse est plus en avant que la partie haute. Ainsi, avec l'incidance, s'il y a un peu d'eau dans le réservoir, elle part vers l'arrière et n'est pas pompée. A l'extrémité basse du tube, j'ai prévu une pièce en Alu, vissée sur le tube qui est lui aussi en aluminium, et cette pièce reçoit une crépine elle aussi taillée dans ce qui restait de la passoire. Il n'y a rien de compliqué à ce niveau, sauf peut-être le set-up  [A] sur la perçeuse si on veut que ce soit bien régulier (ce qui n'est pas crucial) C'est assez facile à faire: On met en forme le fin grillage de la passoire sur une queue de forêt par martelage au maillet. On obtient un résultat très satisfaisant. Il restait à faire la traversée de tube, obtenue par deux pièces en Au4G tournées et filetées. On peut donc maintenant installer le bouchon et le tube sur la plaquette amovible.

On dessine cette plaquette en fonction de la plaque haute, et on dessine l'ouverture par laquelle passeront le bouchon et le tube. Cette ouvertuire a été pratiquée à la scie à chantourner, bien utile ici. La plaquette amovible est fixée sur la plaque haute par des vis à têtes fraisées. J'ai fait un essai de résistance d'un filet taraudé dans une plaque de PEHD de 5mm d'épaisseur. J'ai préperçé à la dimension préconisée, soit 4.2mm pour un boulon M5. Je peux dire qu'un filetage dans du PEHD, c'est très solide. Vraiment très solide. Il suffit donc de tarauder la plaque supérieure, et de percer/fraiser la plaquette amovible. Attention, en fin de vissage, de ne pas forcer comme un bourrin, car le bras de levier est très fort et on risque de détruire le filet. Quand ca arrive au bout, on force un poil et c'est parfait. Une vis tous les 3 cm. Pas de joints. J'obtiens un résultat parfaitement étanche: mon PEHD avait une face un peu rugueuse et une face parfaitement lisse. Bien sur, s'arranger pour mettre les deux faces lisses en contact. Pour le tube d'alimentation, s'arranger pour le cintrer (procédé de détrempe au savon de marseille) juste en dessous du passe paroi. Ainsi il est bloqué et la crépine, posée sur le fond, ne peut pas se dévisser. Voici à quoi ressemble la plaquette amovible équipée (le bouchon, dévissé, est posé sur le côté).

Il ne reste plus qu'à souder la plaque haute sur le corps. Monter à blanc l'ensemble plaque haute/plaquette amovible équipée du bouchon et du tube d'alimentation lui même équipế de sa crépine. La plaquie haute doit parfaitement s'appliquer sur le corps. Si elle se soulève un peu, c'est que le tube plongeur est un peu trop long. Modifier le cintrage. Cette vérificatoin faite, déposer la plaquette amovible pour pouvoir poser la partie haute sur l'établi et brider le corps et son fond dessus, après avoir bien centré la position de l'ensemble. J'ai réalisé le bridage avec deux planches serrées par des tiges filetées et des boulons. Là aussi, il est important de "mimer" la soudure: je devais penser à passer entre le corps et les tiges filetées. Les points de départ et d'interruption de la soudure ayant été déterminés, on peut pratiquer la soudure définitive. J'obtiens un résultat satisfaisant. Le réservoir dégage une impression de très grande solidité, de mélange de rigidité liée à la forme, et de souplesse liée au matériau.

Il s'agit maintenant d'installer le réservoir dans la cellule. Je me suis posé la question de savoir s'il fallait l'amortir ou pas. Je me suis dit que l'amortir compliquerait la chose, ce qu'il faut s'efforcer d'éviter. Donc il est monté rigide sur la structure. La plaque haute, largement débordante, vient se boulonner sur la plaque dorsale principale du fuselage. Le PEHD est tellement solide qu'au passage, il va restituer une partie de la résistance perdue par le percement de l'orifice de passage du réservoir. A l'intérieur de la cellule, le réservoir n'interfère pas avec les tubes des commandes rigides, et les câbles de palonniers passent largement à côté. Pas d'inquiétudes, donc. En dessous, le réservoir repose sur un tabouret constitué de deux tasseaux pris dans le fuselage, et d'un plancher de ctp léger positionnant le réservoir latéralement. En effet, on a un objet de 60 cm de haut, sur 20 de largeur et de 35 kg environ. Il peut y avoir des moments de forces créés par le réservoir soumis aux accélérations. Le haut solidement boulonné, et le fond positionné "avant-arrière" et babord-tribord" il ne peut plus bouiger étant solidaire de la structure. De plus, le réservoir est donc constitué d'un corps prismatique pris en pince entre les deux faces hautes et basses. Les soudures correspondantes ne vont donc pas forcer. Je pense que l'ensemble va être très sur. Comme le réservoir doit pouvoir être démonté, il ne faut pas que les écrous soient inaccessibles. Les boulons sont donc vissés en force dans un trou percé un peu faible, et garnis de frein filet. le couple de désserrage du nylstop est inférieur à celui qu'il faudrait appliquer pour débloquer le boulon. Ca marche impeccable. La difficulté est de bien positionner les douze boulons de fixation dans la plaque de fuselage, car le réservoir doit venir en place sans forcer. c'est un exercice de précision.

On monte le tabouret du réservoir en place, par en dessous, puisque le fuselage n'est pas encore fermé. Quatre tasseaux collés sur le miniplancher entourent le pied du réservoir. Ce miniplancher est lui même collé sur deux tasseaux transverses dont les extrémités reposent dans des flasques de ctp 12mm collés à la fois sur la paroi et sur la baguette principale inférieure. Là aussi, c'est un exercice un peu délicat car il ne doit pas y avoir de jeu.

Voilà. Le réservoir est fini et en place. j'ai consacré un peu plus de vingt heures en essais préalables, et en apprentissage de technique (soudage surtout). La réalisation a bien pris une trentaine d'heure. il pèse 3600g tout équipé. le prix est vraiment faible: 65€ en tout, y compris l'achat des embouts de soudage adaptables sur le décapeur thermique.

La fermeture du fuselage comme,ce à s'approcher!

 

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The issue of the engine appears still pending and open. It is a heavy problem combining some constraints (My weight is just under 100 kg and I like gastronomy...) with several solutions. I'll tackle with that in 2013.

If my plane (without engine) is light (say, less than 100 kg) and if technoloigy is reasonably available interms of duration of life and cost for batteries and associated electronic, I'll wonder about electric solution. In the other case, which will occur likely, I'll rely on classical engines.

Regarding that, the plane was designed with a JPX engine, but it is no longer built today, suggesting a second hand approach with issues of potential and reliability...not easy!

I'm considering a 4 strokes solution, based on Brigg & Stratton Vangard (used satisfacorily on Luciole, by Mr Colomban. It is an attractive way, in terms of cost, but it is very likely not powerful enough and heavy (the Luciole is lighter and smaller than the Souricette). Futhermore, a significant work must be anticipated: lightening, and carburator replacement, at least...

There is also something using 4 strokes Subaru industrial engines, equiped with fuel injection, being a little bit more powerful, but still presenting similar limitations.

Dialog with the designer led me to consider - and likely to privilegiate - 2 stroke engine from Hirth (F23 model) which should be perfect, and consequently and logically , expensive. I have to save money for that.

All that stuff are not simple...

 

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25 august 2011

 

Despite having discarded the JPX I found out, through the members of a local association dedicated to ULM, a set composed of a brand "new" engine - I say it is still in its original packing since an unknown date - the exhaust line and a two bladed wooden propeller from "Lemire" with a diameter of 106 cm , the whole package for 600 €.

When I will have enjoyed the engine running with its propeller nominally on a test bench (to be built), It will be possible to consider that story as a good deal.

Not before.

And given my very low experience in that area, I suspect the coming winter, and maybe the winter after, will be easily active...

Furthermore, I'm discovering that the published knowledge on line regarding this engine is not very frequent. Some feedback on forums can be pointed out, usually positive, particularly in terms of reliability. On the other hand, the JPX is frequetly assessed to be very noisy and sometimes, it is considered not very powerful.

Technical charts? No. Measurement of performances? No. Diagrams? Blue prints? electrical sketch? No.No and No

I trust the seller, and basically, I did not paid a lot, but the efforts required to make the engine running will not lack. As it is for the rest of the building , the whole experience, the problems and the solution - when identified and implemented - will be posted here.JPX 425.

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