Beaucoup de choses ont changées depuis l'étude initiale datant d'une douzaine d'années, principalement dues à la réalisation de l'Agrion minimaliste qui m'a fait prendre conscience d'une multitude de dures réalités.

Les principales modifications apportées sont les suivantes :

- Remplacement du Rotax 582 par un Rotax 912 ULS; puisque la réglementation permet 100 CV, autant en profiter.

- Remplacement de la verrière initiale par une verrière développable pour une simplification de réalisation.

- Remplacement du train rentrant dans le fuselage par un train rentrant dans des ballonnets latéraux avec une cinématique simplifiée.

- Cinématique de repliage de l'aile par pivotement simplifiée.

- Structure moitié stratifiée et moitié tubes de carbone entoilés pour limiter la prise de masse.

Tout cela se payera tout de même par une masse à vide passant de 200 kg à 230 kg (ce qui reste correct pour un amphibie bi-place).

Après une étude théorique étoffée, il faut y aller.

Mon idée initiale était de faire pré-fabriquer tous les blocs de PSE (polystyrène expansé) par une entreprise spécialisée.

Cela m'aurait permit de gagner du temps et de la qualité, malheureusement je n'ai trouvé personne.

Idem pour l'usinage des gueules de loup sur les tubes carbone (au nombre de 500), mais pas possible non plus.

Le temps qu'il me faudra pour usiner moi-même tout cela ne me permettra pas de tenir ma prévision de premier vol pour 2020.

J'ai donc décider de prendre mon temps et de reporter ce premier vol au printemps 2021.

Ils sont découpés en parallélépipèdes au fil chaud (voir onglet "Fabrication") et calibrés en épaisseur à la raboteuse.

Ils sont ensuite usinés avec une perceuse/fraiseuse SYDERIC modifiée en commande numérique avec un kit 3 axes.

Cette fraiseuse peut usiner des blocs de 400 x 200 maximum.

La coque sera donc constituée d'une multitude de petites briques de PSE qui seront assemblées ensuite par collage.

La machine étant une 3 axes, on ne peut pas faire de contre-dépouilles qui seront réalisées manuellement avec un mini fil chaud.

Le positionnement des "briques" est facilité par des tubes de PVC électriques qui les alignent parfaitement car les trous sont fait à la CNC.

Le collage se fait avec un mélange de résine époxy et de micro-baloon.

L'assemblage se fait sur une surface plane réalisée par 2 échelles de 5 m posées cote à cote et recouvertes par des panneaux de médium, le tout calé parfaitement horizontalement. Ce plan de travail servira également pour l'assemblage des tubes carbone.

Remarquez la plaque en carbone entre les deux demi-étraves qui renforce l'arête et transmet les efforts à la structure carbone.

L'extérieur sera fini par ponçage à la fin.

L’intérieur sera fini avant le positionnement de la structure carbone par ponçage et pose d'une couche de verre 100 g/m².

Les tubes carbone sont débités à longueur avec une scie électrique à onglet équipée d'une lame en carbure à denture fine.

Les gueules de loup sont usinées manuellement avec la perceuse/fraiseuse à l'aide de fraises à bois en carbure tournant vite.

C'est le diamètre de la fraise qui donne le diamètre de la gueule de loup, il faut donc un jeu complet de fraises de D10 à D30.

L'angle est donné par un étau tournant gradué et la profondeur par la table de la fraiseuse.

D'un coté de l'étau il y a des mors classiques et de l'autre coté des mors spéciaux tubes.

Pour ne pas abîmer les tubes carbone, ils sont préalablement emmanchés dans un fourreau métallique fendu en longueur.

Les tubes sont ensuite assemblés avec du mastic fait de résine époxy + micro-baloon 38 + silicel pour éviter les coulures.

Une fois étuvé, ces raccords sont poncés en joint congé et les ligatures sont réalisés avec du ruban carbone + roving carbone, le tout strapé avec du ruban d'arrachage 

La structure carbone est ensuite collée sur la coque en PSE

Il s'agit d'un train classique rétractable (amphibie oblige) qui plus est doit satisfaire à la fonction tout terrain

Le choix s'est porté sur des roues en plastique équipées de pneus 16/650-8

La suspension sera assurée par 4 amortisseurs de scooter montés sur une barre en zicral D40 x 2 m

Le freinage se fera par 2 freins à disques de scooter à commande hydraulique et indépendant (1 sur chaque pédale de palonnier)

Le mécanisme de rentrée sera un système vis-écrou actionné par un moteur électrique brushless, lui-même commandé par un ESC

Un deuxième dispositif interdira une rentrée intempestive au sol

Enfin un moto-réducteur permettra d'actionner le train en secours, uniquement dans le sens sortie lentement mais avec un couple plus élevé

Les deux paires de palonniers sont réglables indépendamment et assurent la transmission à la commande de direction par un câble Dyneema

Ce câble est prétendu par une poulie et un tendeur pour minimiser son élasticité

L'effort différentiel qui assure le braquage de la gouverne se fait par 4 câbles d'embrayage de moto

Le freinage différentiel est assuré par 4 câbles de frein de vélo

Commandée par le câble de dyneema, elle renvoie le mouvement à la roulette arrière par 2 autre câbles et des élastiques silicone

La gouverne intègre un gouvernail rétractable pour diriger l'appareil sur l'eau

Ce gouvernail sort par une commande pneumatique (la même que pour la commande de sortie du redan)

Il se rétracte par des élastiques de rappel

La pression pneumatique de 0,5 bar est acheminée à l'arrière par un des tubes carbone de la structure

La roue est une 300/4" pour fournir une suspension plus souple que la roulette de patinette de l'Agrion 1

En effet, la charge supérieure nécessite une barre de flexion plus solide, donc plus rigide et l'on regagne ainsi la souplesse perdue

La commande de rétraction se fait par une tige filetée terminée par une rotule en bout

Cette tige filetée est actionné par un moto-réducteur et asservie par 2 micro-switches 

Il a été nécessaire de rajouter une compensation d'effort par élastique et un aimant de fin de course pour soulager le système

Pour assurer la fonction couchette, il faut un plancher plat qui s’étende sur une longueur d'environ 2 m à l’arrière du cockpit

Ce plancher est réalisé par des dalles triangulaires en sandwich asymétrique carbone/airex/verre qui s'adaptent à la structure

Ce sera le même type que l'Agrion 1 : Central avec commande trim et PTT pour la radio, il y a juste 2 LED de signalisation 

La commande de profondeur est toujours assurée par 4 tubes carbone et un guignol de renvoie vers le haut de la dérive

Pour le gauchissement, un câble dyneema fera tourner un axe concentrique à l'axe de pivotement de la voilure

Il n'y aura donc aucune déconnexion à faire pour replier l'aile

Le longeron en tube de carbone est le prolongement de la structure de l'ULM et se termine par une fixation par rotule du stabilo monobloc

Le bord d'attaque est réalisé comme sur l'Agrion 1 par moulage de bi-axial 45° carbone dans un moule en PSE découpé au fil chaud

Mais l'aspect final sera meilleur par l’addition d'une couche de tissu sergé 200 g et on évitera son entoilage

Les nervures sont en airex cerclée par du ruban carbone

La dérive se termine par un longeronnet en PSE recouvert fibre de verre

Comme pour tous les hydravions et amphibies, pour pouvoir accélérer et s'arracher de l'eau, il faut un redan sous la coque

Un redan est un décrochement (une marche) sur la face inférieure de la coque qui facilite le déjaugeage

Dés que l'appareil a déjaugé, ce n'est plus la force d'Archimède qui porte, mais l'effet de ski nautique

Il n'y a plus de limitation de vitesse car plus on va vite, plus la surface de contact avec l'eau diminue

L'inconvénient, c'est qu'il faut subir la traînée de culot générée par ce redan durant tout le vol au détriment de la qualité aérodynamique

L'idée consiste à faire un redan rétractable qui ne sera sorti que lors des opérations aquatiques et retracté après le décollage

Ce mécanisme devra être le plus simple possible et sera associé à la sortie de la gouverne de direction aquatique

Ce sera un système pneumatique qui gonflera une chambre à air insérée entre le redan et la coque

Le rappel se fera par un vérin à gaz lorsque la pression sera supprimée grâce à une électrovalve

Un pressostat coupera la pompe lorsque la pression de 0,5 bar sera atteinte et allumera un voyant "redan sorti"

Des trappes sont nécessaires pour le glissement de l'eau sous les ballonnets et elles amélioreront la traînée pendant le vol

Pour réaliser les moules, ce seront les extrados du ballonnet opposé qui servira de master, donc ce sera réalisé à la fin de la construction

Mais il faut prévoir le mécanisme d'ouverture/fermeture dés maintenant

Ce sera un dispositif purement mécanique constitué d'une bielle reliant 2 leviers, un sur le train et l'autre sur la trappe

Le longeron est constitué de 2 semelles en tubes de carbone dégressifs : D30 plein au centre, jusqu'à 8x10 aux extrémités

Les jonctions entre chaque tube sont coniques sur une longueur suffisante pour que le collage soit assez résistant

L'âme est constituée par un zig zag de tubes pour reprendre l'effort tranchant, sauf au niveau des réservoirs où ce sera une plaque

Les tubes de ce zig zag sont collés sur les semelles avec des ligatures du même type que sur le reste de la structure

Il reliera le longeron, le bâti moteur et le mat de liaison au fuselage avec son axe de rotation pour la mise en croix de l'aile sur le fuselage

Cet axe sera creux et permettra le passage concentrique de la commande de gauchissement par l'intermédiaire de 2 poulies afin de pouvoir mettre l'aile dans la direction du fuselage sans avoir à déconnecter la commande de gauchissement

2 autres inserts permettront un goupillage pour une fixation 3 points en position "Aile en croix"

Le bord d'attaque est réalisé en 4 parties dans des moules en polystyrène découpés au fil chaud

La stratification se fait sur une feuille de mylar avec une couche tissée de carbone/kevlar (pour l'esthétique) et du biaxial à 45°(pour la rigidité en torsion), puis le tout est mis dans une bâche à vide avec une dépression fournie par un aspirateur pour ne pas déformer le polystyrène

C'est la même technique que pour la dérive et le stabilisateur

Sur l'Agrion 1, l'aile était rectangulaire, donc toutes les nervures étaient identiques et réalisées par une défonceuse équipées d'une fraise à copier et d'un gabarit. Mais sur l'Agrion 2, ce n'est pas possible car l'aile est trapézoïdale. Aussi elles sont réalisées une par une à la CNC, c'est un peu plus long mais ça marche. Bien que plus complexe, l'aile trapézoïdale a été choisie car n'étant pas haubanée, l'épaisseur à l'emplanture permet un dimensionnement plus facile pour encaisser l'effort de flexion du longeron et donc une masse réduite. Aérodynamiquement, le rendement est également meilleur, mais au détriment de la stabilité, aussi l'aile aura un très léger dièdre, une légère flèche et un vrillage, le tout rendant la réalisation plus complexe.

Les nervures sont réalisées en mousse de PVC et en deux parties : La partie située à l'avant du longeron et celle situées à l'arrière

Les nervures avant sont collées sur le longeron, puis le bord d'attaque collé sur les nervures et le longeron afin de former un caisson de torsion très rigide.

Une fois les réservoir refermés (voir paragraphe suivant), les nervures arrières sont collées à leur tour

Les tubes de carbone que l'on voit à l'arrière du longeron sont les supports pour les commandes de vol à venir

Les réservoirs sont de type structuraux, c'est à dire que c'est la structure de l'aile (le bord d'attaque) qui est étanche par construction et qui sert de réservoirs. Cette technique est maintenant courante dans l'aviation. Elle a de multiples avantages :

1 - Un gain de masse important puisqu'il n'y a plus de réservoirs proprement dit.

2 - Un volume très grand, limité ici à 125 litres (100 kg d'essence) en utilisant seulement 1,5 m de chaque coté de l'aile.

3 - La masse de carburant ne pénalise pas le moment à l'emplanture de l'aile et entraine un gain de masse sur le longeron.

4 - Pas de carburant dans le fuselage.

Les réservoirs sont séparés en 2 fois 2 cellules pour diminuer le balourd dans l'aile et sont équipés d'1 bouchon et de 2 jaugeurs sur chaque aile

Les cellules s'écoulent dans une nourrice centrale équipées de 2 pompes : une pour l'alimentation du moteur et l'autre pour le remplissage à partir de jerricanes et le transfert des réservoirs auxiliaires vers les réservoirs principaux

La nourrice n'est pas structurale, elle est réalisée à partir d'une forme en polystyrène découpée à la CNC.

Elle possède sa propre jauge de carburant qui servira d'alarme bas niveau

Les nervures arrières se terminent par un longeronnet en PSE découpé au fil chaud qui sera recouvert de fibre de verre

Les ailerons et Spoilers seront réalisés de la même façon

Les volets seront des doubles fentes avec une envergure importante pour minimiser la surface de l'aile et seront couvert par du carbone à 45°

De ce fait les ailerons seront petits, mais aidés par 2 paires de spoilers de chaque coté

L'avantage des spoilers, en plus d'aider au gauchissement est que leurs défauts sont contraires à ceux des ailerons

Les ailerons produisent du lacet inverse, alors que les spoilers produisent du lacet induit

Les ailerons sont plus efficaces à haute vitesse, alors que les spoilers sont plus efficaces volets sortis

Le tout devrait donner une bonne efficacité à toutes les vitesses

Les Ailerons : Ils sont commandés par 2 guignols mus par un câble en dyneema (PE) reliés à la poulie centrale (voir caisson central ci-dessus)

Les Spoilers : Ils sont actionnés par des servo-moteurs 12V commandés par des modules actionnés par le câble des ailerons

leur nombre (8) assure la sécurité, car si l'un d'eux tombe en panne les autres compenseront

Les volets : Ils sont couplés par une pièce de torsion et commandés par une vis à bille commandée par un motoréducteur, ils s'articulent sur un axe déporté qui permet un recul et une rotation simultanée

Quelques paires de mains ont été nécessaires pour déplacer l'aile de la maison au hangar, merci aux valeureux déménageurs bénévoles

La mise en croix s'est effectuer en assemblant les dernier morceaux de tubes de carbone

Mais le froid n'a pas facilité les opérations, d'où les bâches bulles enfermant un petit radiateur soufflant

Les dimensions sont justes, mais ça passe (ouf !)

En attendant la suite, il faut finir de câbler l'électricité et la command de gauchissement

C'est maintenant le temps de commander le moteur, mais AVIREX est en rupture de stock

Je me rabat donc chez un moteur reconditionné de chez LORAVIA avec le même problème que chez AVIREX : Le pot d'échappement est livré en petits morceaux qu'il faut se souder soi-même 

La livraison est rapide et il faut s'atteler à la tache, car la bête est assez complexe

En plus du moteur, il faut acquérir l'hélice, les instruments et une foule de petits accessoires

L'hélice est montée avec un long prolongateur de 150 mm (conseil de LORAVIA pour les propulseurs afin de l'éloigner de l'aile et du fuselage)

J'ai choisi une E-Props tripale de 1,75 m de diamètre très légère.

Au niveau de l'instrumentation, il y aura pression d'huile, T° d'huile, T° d'eau.

J'ai préféré mettre 2 EGT et 2 sondes lambda que 4 EGT.

La batterie sera une batterie de moto LiFe, très légère, mais qui nécessite une protection de surtension et de sous-tension.

Premier essai du moteur : https://1drv.ms/v/s

Le positionnement des radiateurs, ainsi que le montage en propulsif ne permet pas pour le moment un refroidissement suffisant.

Il va falloir cloisonner le moteur et faire le capot moteur pour canaliser l'air correctement.

J'ai noté toutefois (grâce aux sondes lambda) un défaut de richesse d'un cylindre, incompréhensible, vu que l'autre cylindre du même coté, donc du même carburateur est bon... à suivre

Suite : J'ai découvert que le défaut de richesse était dû à une entrée d'huile dans le cylindre le plus bas, elle-même due à une installation trop haute du réservoir d'huile (ce problème arrivant lors d'un stationnement prolongé). Ne pouvant pas installer le réservoir d'huile plus bas, j'ai opté pour une purge automatique du carter à l'aide d'une mini pompe à air et d'un programmateur qui l'actionne 1 minute toute les 24 h

Sur l'Agrion 1, j'ai fait un test équivalent à -3G +6G, ce qui avait causé quelques petits dégâts, d'autant que j'avais dépassé les charges limites

De plus le train et les pneus étaient arrivés en butée avant d'atteindre la charge totale.

Ici je ne vais faire que -3G et sans dépassement, mais en faisant en sorte que le Train soit testé également.

Pour cela, les pneus et les amortisseurs sont gonflés à fond (2 bars pour les pneus et 10 bars pour les amortisseurs)

Le test a ainsi validé toute la chaine ==> Longeron, Mat, Fuselage, Barre de train, amortisseurs et pneus.

Merci aux copains, d'avoir accepté de partager la sueur de cette journée.

Le tableau de bord est un copier coller de celui de l'Agrion 1.

C'est une plaque de carbone de 2 mm d'épaisseur découpée au jet d'eau

Les instruments sont ceux de l'Agrion 1 sur lequel j'ai laissé 1 Badin, 1 compas, 1 GPS, et 1 support pour smartphone.

L'équipement de l'Agrion 2 sera donc : Badin, Horizon, Altimètre, Tachymètre, Radio, Transpondeur, GPS, Instrument carburant et Train/Volet.

Pour les instruments moteur, j'ai créer un panneau supérieur avec : EGT, Lambda T° culasse, T° d'huile, Pression d'huile, démarreur, allumeurs.

J'ai rajouté un instrument de surveillance électrique avec : Surtension, sous-tension, Commande d'un master warning.

Et évidemment un avertisseur de décrochage avec retour auditif dans le casque (même si je suis le seul à faire ça)

L'ULM est entoilé partiellement en ORATEX

Dans un premier temps, seuls l'empennage et l'aile seront entoilés avec les bords d'attaque laissés en carbone

Le système ORATEX est un peu cher, mais très léger et simple à utiliser, il est déjà coloré, donc inutile de peindre

Les parties non entoilées seront peinte ou laissées noires

Le parachute USH soft pack sera installé dans le fuseau moteur

Quelques difficultés à cause de l'exiguïté de l'emplacement et des dimensions réelles du parachute par rapport à celles annoncées

Maintenant les essais vont pouvoir commencer !

Refroidissement moteur ==> amélioration de la canalisation de l'air à travers le moteur et les radiateurs

Refroidissement huile ==> simplement dû à un problème d'indication

écoulement d'huile dans les cylindres inférieurs ==> causé par l'installation trop haute de la bâche à huile

==> installation d'une pompe à air commandé automatiquement par un programmateur afin de purger le carter toutes les 24 heures

Les volets ne sortent pas à 60° en vol ==> motoréducteur remplacé par un autre plus réducté

Mécanisme de rentré du train peu fiable ==> système entièrement repensé

Les disques de frein rouillent ==> remplacés par des disques en inox réalisés par découpe au jet d'eau car n'existant pas dans le commerce

Un déséquilibre se crée entre les réservoirs d'aile quand l'ULM n'est pas horizontal ==> Ajout de 2 robinets électromécaniques d'intercom.

Ces robinets sont commandables électriquement depuis le cockpit et mécaniquement au sol depuis la baie de remplissage

Réfection des volets d'extraction d'air du moteur (plus grands) pour les asservir à la température moteur

La verrière est développable, elle est réalisée en verre synthétique (Polyglass ou PET-G transparent)

La société Plastic Express propose des plaques sur mesure

La plaque est vissée sur un cadre en carbone

Le relevage se fait par un vérin à gaz et le baissage par un treuil électrique commandé par une télécommande

Le verrouillage se fait de l'intérieur par 2 aimants + par 2 clips de capot

La bâche de protection est une simple alèse de matelas avec une face imperméable et une face microfibre

On ne peut plus monter à bord comme avant (En mettant un pied sur le pneu et en enjambant)

J'ai opté pour un étrier pour monter à la méthode d'un cheval

https://youtu.be/cIh7qBfFBsY

Le nez et le milieu seront réalisés en PSE recouvert de fibre de kevlar, puis de verre car le kevlar ne se ponce pas

Au retour de Blois, j'ai des ratatouillements pendant l'approche, de peur que le moteur cale et que je n'arrive pas à la piste, je décide de me poser dans un grand champ pour assurer, et le moteur cale, ce qui m'a renforcé dans ma décision, mais au moment de poser, alors que tout se présentait bien, l'appareil capote.

Sur le dos j'ai beaucoup de mal à m'extraire, mais j'y parviens et je ne suis pas blessé, l'appareil est irréparable.

Causes : le champs n'était pas très carrossable et meuble, mais insuffisant pour justifier un capotage

La principale cause était que l'ULM n'était pas aussi tout terrain que je l'aurais voulu

Des grosses roues avec de vrais amortisseur et un empattement important n'ont pas suffit

Le centre de gravité de l'appareil était trop haut, peut être de pas beaucoup, mais ce n'est pas corrigible

Donc l'aventure s'arrête ici

Un incroyable défilé de force de l'ordre est monopolisé par cet accident : Pompier, gendarmerie, police de l'air et ... les démineurs !!!

Ces derniers se sont déplacés de Versailles pour faire exploser la roquette du parachute de secours !