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 relient le 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...

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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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