ULMinimalist
Le projet minimaliste
La structure du projet minimaliste sera en tubes carbone et toile avec quelques parties stratifiée
Pour atteindre l'objectif principal qui est la légèreté, plusieurs techniques seront utilisées:
1 - structure triangulée en tube de carbone*
2 - stratifié technique sandwich se déclinant en trois catégories:
- plaques planes
- formes développables
- formes non développables
3 - enclenchement de la spirale vertueuse (légèreté engendre légèreté):
- légèreté ==> moteur plus petit ==> plus léger
- moteur plus petit ==> diminution de la consommation ==> moins de carburant
- légèreté ==> surface alaire plus faible ==> plus légère
La construction du prototype est en cours, le dossier de calcul a été bouclé grâce au logiciel Rdm6 qui est libre et parfait pour ce type de structure avec son module ossature, de plus il est simple d'utilisation
Premier vol effectué le 01 juin 2014 : voir en bas de cette page
* Le budget sera aussi minimaliste, car la quantité de matière utilisée sera bien plus faible que celle d'un tube et toile métallique
Moteur (suite de l'onglet "Fabrication")
Le moteur est donc un AIRMAX 220M de chez HE Paramotores
Ce moteur étant prévu pour des parapentes volant à 40 km/h et l'Agrion devant voler à 100 km/h, j'ai fait construire une hélice avec un calage 2° supérieur à l'hélice originale et un diamètre de 1,3 m (maximum pour ce moteur)
Suite aux essais en vol, je pourrai donc recouper l'hélice pour que la vitesse de rotation maxi soit de 8000 t/min au régime maxi
Un test et le rodage du moteur sont fait sur un banc d'essai avec un tachymètre laser et un thermomètre laser, une fois les essais terminés, il n'y aura plus d'instrument moteur sur l'ULM
Les résultats sont concluant, Le premier démarrage se déroule sans problème malgré l'absence de starter sur le carburateur WALBRO WB37 (une commande de moins n'est pas fait pour me déplaire), le moteur n'est pas très bruyant ni très glouton et la température reste très en deça du maximum donné par le constructeur
La vitesse maxi de rotation est faible (5200 t/min), mais c'est normal en statique avec une hélice à grand pas et la poussée statique est quand même de 60kg contre 80kg à 8000 t/min
La suite des essais se fera moteur sur l'ULM
Un bâti-moteur va maintenant être construit pour son montage sur l'ULM
Tableau de bord
Il est découpé au laser dans une plaque de carbone, puis nervuré pour la rigidité
L'ancienne radio sera remplacé par un nouvelle au pas de 8,33 MHz (réglementation oblige)
En attendant que les électroniciens me conçoivent l'horizon de mes rêves, j'ai mis un compas Plastimo au centre
Le Pitot est fait maison et intègre une prise statique pour alimenter: Badin, Altimètre et transpondeur
Toute la connectique est regroupée dans un boitier au format D 57mm pour simplification
Haubans et mise en croix
La mise en croix se fait initialement avec des haubans provisoires pour tester le pliage et pour être certain de leur longueur
L'usinage des tubes D52 à posé quelques problèmes, car les tubes ne passent pas dans la broche du tour (mais résolus)
Après quelques tâtonnements, le pliage de l'aile le long du fuselage se passe bien
Grace à cela, l'ULM rentre entier dans l’atelier
Essais statiques
Chargement à -1G: décollement d'un insert de train qui à tourné autour du tube (le montage est refait avec une languette)
Chargement à -2G: OK
Chargement à -3,2G: rupture d'un hauban (qui sera réparé et renforcé lors de son profilage)
Chargement à +3,3G: décollage de certains maillons de l'âme du longeron
Chargement à +6G: OK
Chargement moteur à +6G: OK
Couple moteur à 2 fois le couple crête sans compter l'amortissement des silent-blocs: OK
Chargement à + 3G du train: OK
Entoilage
Dans un premier temps, seuls l'aile et l'empennage seront entoilés
Il faut préalablement préparer les surfaces pour que les critères d'entoilage soient respectés
Il est aussi nécessaire de réaliser un capot au niveau du moteur sur la partie de l'aile qui ne pourra être entoilée
C'est le système ORATEX 600 qui est retenu pour sa légèreté (125g/m²)
Et c'est fini !
Les essais
C'est la météo qui va maintenant être déterminante pour la suite
Pour le moment les essais de roulage se déroulent en pointillés et ne sont pas terminés
Une rupture sur le train d'atterrissage m'oblige à reporter le premier vol
Tous les problèmes rencontrés sont maintenant résolus et les essais de roulage sont concluants
Le premier vol est maintenu pour le 01 juin à 18:00 sur l'aérodrome de Montargis Vimory (LFEM)
Premier vol effectué avec succès à 20:00 malgré un léger vent de travers; le comportement de l'appareil est excellent, particulièrement au niveau des commandes de vol.
Concernant la propulsion, il y a peut-être un problème au niveau de l'adaptation hélice, mais le mauvais fonctionnement du tachymètre ne m'a pas permit de savoir si le moteur tournait à un régime correct, à voir pour la suite des essais
Liens pour voir les vidéos :
Roulage sur la base LF4525 à la Selle en Hermoy : http://youtu.be/0xUkHiBzD54
Demi-tour sur piste sur la base LF4525 à la Selle en Hermoy : http://youtu.be/XGbsd5wxS1s
Franchissement de bute sur la base LF4525 à la Selle en Hermoy : http://youtu.be/yCnKlCpcYow
Mise à l'horizontale sur la base LF4525 à la Selle en Hermoy : http://youtu.be/jtxOzZ3FNg4
Saut de puce de l'AGRION réalisé le 31/05/14 à Montargis Vimory : http://youtu.be/eL1j2ZzsWOk
Roulage de l'AGRION réalisé le 31/05/14 à Montargis Vimory : http://youtu.be/Pa7_KglgQyM
Décollage de l'AGRION réalisé le 31/05/14 à Montargis Vimory : http://youtu.be/EnEgOJ3Rw9E
Montée initiale de l'AGRION réalisé le 31/05/14 à Montargis Vimory : http://youtu.be/veNhO4PVlAU
Passage de l'AGRION réalisé le 31/05/14 à Montargis Vimory : http://youtu.be/CqYqOaNTmn0
Atterrissage de l'AGRION réalisé le 31/05/14 à Montargis Vimory : http://youtu.be/e3NjasRigdQ
Retour au parking de l'AGRION réalisé le 31/05/14 à Montargis Vimory : http://youtu.be/kVKlgK3TFEk
Tour de piste réalisé le 05/06/14 à Montargis Vimory : http://youtu.be/TcGc41czE9w
Les plus
Le système de remorquage est un simple accrochage pour boule, une plaque avec des feux est fixé sur l'ULM et celui-ci roule sur ses propres roues vue que les roulements d'origine ont été remplacés par de vrais roulements
Le hangar à été réaménagé, car l'appareil une fois plié prend beaucoup moins de place que l'ancien pendulaire et me permettra de loger tous mes véhicules
Le tachymètre laser ne fonctionne pas (vibrations ?), donc je ne sais pas où j'en suis pour la vitesse hélice. J'ai commandé une tiny Tach que j'espère plus fiable pour vérifier l'adaptation hélice, en attendant, je peaufine le réglage des commandes de vol pour une bonne harmonisation roulis, tangage, lacet. L'ajout d'une bille est nécessaire. Il faut aussi durcir la commande de volet qui a tendance à se dé-cranter toute seule (ajout d'un deuxième ressort concentrique au premier). Il faut également ajouter un tab sur les ailerons car l'appareil tire légèrement à droite
D'autre part je vais réaliser un support de pliage très léger qui pourra être emmené : + 0,2 kg
Après montage de la tiny Tach, il s'avère que le moteur tourne à la bonne vitesse (7900 t/min pour 8000 t/min), il n'y a donc rien à changer coté hélice, juste améliorer l'écoulement
Profilage des haubans: Cela me fait gagner 10 km/h et 100 ft/min, mais + 1,2 kg
Apparition d'un fluter des flaperons à partir de 80 km/h résolu par l’adjonction de masselottes, +0,2 kg
A l'avenir ces masselottes seront montées plus près d'une attache et les flaperons retrouveront leur longueur d'origine
Installation d'un parachute GRS : +10 kg
Installation d'un nouveau pot d'échappement fourni aimablement par HE Paramotores augmentant nettement la puissance du moteur
Réalisation d'un cône d'hélice : le cône sera constitué d'un support très rigide sur lequel sera vissé le cône très léger : +0,7 kg
MANIFESTATION AÉRIENNE DU RSA 2014 A VICHY : L'Agrion a reçu le trophée prototype Jean Pottier
MANIFESTATION AÉRIENNE DE BLOIS : Vif succès de l'Agrion avec beaucoup de visiteurs au stand d'InterAction
Dégradation des lamelles de clapets d'admission (remplacé par des lamelles carbones taillées dans des plaquettes POLINI)
Rupture d'une pièce du lanceur, causant la dégradation de l'hélice : Etude d'un nouveau lanceur mieux dimensionné
J'en profiterai pour monter une hélice avec un pas plus grand afin de tourner moins vite (le nouveau pot le permet)
Le choix s'est porté sur une hélice E-Props à calage réglable au sol et à effet "constant speed"
L'excentrique de tension de poulie à été changé de coté pour que le décentrement de l'hélice compense le souffle hélicoïdal
Cet excentrique s'est desserré 2 fois, d'où l'adjonction d'une pièce de sécurité supplémentaire et freinage de la vis d'extrémité
Entoilage de la queue
Construction d'un nouveau réservoir de 30 litres
Remplacement de la boite à air par un filtre cornet + un starter avec liaison de la membrane à l'entrée d'air
Modification de l'emplacement de silencieux d'échappement pour une question d'aérodynamisme
Diminution de la course des lamelles du clapet d'admission qui continuent à se dégrader rapidement
Changement des roulements et modification du circuit de graissage car cylindre vers le bas les roulements sont mal lubrifiés
Version définitive
La dernière touche apportée sera l'ajout d'accessoires aérodynamiques afin d'augmenter les performances
Ces améliorations consisteront en :
un capot moteur qui joindra l'aile au cône d'hélice
Un carénage avant avec une visière
La jonction de ce nez avec l'entoilage de la queue
Cette version sera l'unique version qui remplacera le projet double : basique et caréné
La version basique était trop limite en performances à cause de la traînée excessive du fuselage
La version entièrement carénée aurait été trop complexe pour peut-être pas grand chose en plus
Le tableau de performances sera remplacé prochainement
Derniers réglages
L'axe de la profondeur sera remplacée par des rotules l'hivers prochain pour ne pas immobiliser l'appareil durant la belle saison.
La réduction (une deuxième fois) du débattement des lamelles de clapet d'admission résout le problème de leur dégradation rapide sans causer de perte de puissance.
La diminution de la tension de courroie de réducteur (comme préconisé par PARAMOTORES) devrait résoudre les problèmes liés au réducteur.
Les heures de vols s’enchaînent pour tester la fiabilité de l'appareil
La fin de l'entoilage et la visière terminent la version définitive
La finesse augmente et il faut bien surveiller sa vitesse d'approche pour ne pas avaler la piste
Dernière pesée = 75kg à vide et 15kg d'équipements (instruments et parachute), soit 90kg de masse de base
Des tests de décollage à masse plus élevée ont été réalisés et démontrent la possibilité de décollage sur une plate-forme ULM de 350m sans vent jusqu'à 240kg, ou 260kg avec du vent de face, soit 170kg de charge
La structure permet 40kg de plus, càd 300kg, mais ce sera sur un aérodrome ou avec un moteur plus puissant
La re-motorisation avec un THOR 250 est à l'étude pour l'année prochaine
MANIFESTATION AÉRIENNE DU RSA 2015 A VICHY : L'Agrion a reçu le trophée construction ULM Pierre LACOUR
MANIFESTATION AÉRIENNE DE BLOIS 2015 : L'Agrion était l'invité du RSA et a eu beaucoup de visites
Un test avec 100 kg de sacs de sable a été réalisé à Montargis, mais pas possible sur une base ULM courte
Journée baptême de l'air à Montcorbon le 19 septembre avec des passagers jusqu'à 65 kg sans problème sur une piste de 250 m
Plus aurait été possible, mais je préfère garder une marge
Le montage de la profondeur sur rotule a été effectué ainsi que le remplacement du mélangeur qui permet un plus grand débattement des flaperons augmentant la maniabilité et raccourcissant la distance de décollage
La saison étant terminée, je reprend la planche à dessin pour l'étude de la re-motorisation
Remotorisation
Le moteur choisi est un THOR 250 simple allumage et avec démarreur électrique
Le montage est complexe car il est plus gros avec des points de fixation différents
Il modifiera le centrage et il faudra loger la batterie et le circuit de refroidissement
La première étape est la fabrication d'un nouveau bâti-moteur se prenant sur les même fixations
La technique est la même que pour celui de l'AIRMAX : structure en tube de carbone avec des inserts métalliques
Test de résistance à +6g et à 4 fois le moment de torsion maxi ==> OK
Il faut créer une compensation d'effort pour compenser le poids supérieur de ce moteur lors du pliage de l'aile
Le montage complexe du circuit de refroidissement commandé électroniquement, de la surveillance de température, des commandes de gaz et starter dans un espace exiguë est délicat
Heureusement, l'acquisition d'une imprimante 3D me facilite grandement la tâche en faisant des pièces spécifiques à chaque problème
Le circuit électronique recevant une information du thermocouple livré avec le moteur commandera un afficheur de température, un servo-moteur qui actionnera le volet de régulation de débit d'air dans le radiateur et une alarme sonore avec retour casque (la même que l'avertisseur de décrochage) en cas d'approche de la température maxi
Premiers essais OK avec quelques mise au point nécessaires au niveau du filtre à air (qui n'est pas fait pour aller aussi vite) et au niveau de l'électronique, mais tout est sur le point d'être résolu
Le dernier aller/retour Montargis a donné entière satisfaction
Un nouveau cône d'hélice, mieux réussi que le précédant va être testé, ce qui devrait améliorer encore les performances
Des enjoliveurs de roue sont installés afin de les "aérodynamiser"
Les jambes de train et certains tubes sont profilés
Un complément d'entoilage est réalisé à l'arrière des sièges
L'ancien moule de capot est restauré afin de mouler un nouveau capot
L'appareil ainsi modifié sera présenté à Blois à la fin du mois d’août