Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

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Moi-même
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Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par Moi-même »

Les hélicoptères mettent à mal leurs moteurs. Ils sont toujours à fond (en exagérant à peine).
Raisons :
- Le moteur d'un hélico sert à assurer directement la translation mais aussi la sustentation. Il doit donc fournir davantage d'énergie par rapport à un aéronef à voilure fixe car sur ce dernier la sustentation se fait indirectement et de façon plus économique grâce à un phénomène aérodynamique sur ses ailes. Pour parler plus clairement : par rapport à un avion, l'hélico doit fournir une puissance supplémentaire pour faire mouvoir sa voilure.
- La décélération d'un hélicoptère et sa mise en stationnaire nécessite un surcroit de puissance. En effet, malgré ce qui a été dit précédemment, la translation d'un hélicoptère provoque aussi un phénomène aérodynamique de portance au niveau des pales (il y a un surcroit de portance sur la pale "avançante"). Ce surcroit de portance est perdu pendant le stationnaire, il faut donc compenser par un régime moteur plus élevé.

Nos moteurs d'ULM sont déjà poussifs (leur régime est élevé car on utilise généralement des petits moteurs légers), ils sont souvent à ces fameux 75% en régime croisière, ce qui fait un régime systématiquement supérieur à 4000 tr/mn alors que les voitures sont plutôt autour de 50 % avec des variations fréquentes de régime qui permettent un certain refroidissement relatif.
Si nous utilisons nos moteurs d'ULM-avion sur des ULM-hélicos, ils seront encore plus en danger.

La solution la plus sage est d'autoriser une MTOW plus élevée pour les hélicoptères afin de pouvoir utiliser de plus gros moteurs : Moteurs de plus grosse cylindrée, fonctionnant à un régime plus faible, et avec une refroidissement par radiateur afin de permettre une meilleure stabilité thermique.

A force de se s'enfoncer inutilement dans la doctrine du léger à tout prix, on risque de rendre notre activité encore plus dangereuse. On pourrait se permettre du "un peu plus lourd". La marge est très importante avant d'atteindre les masses des avions PPL.
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Gabinger
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Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par Gabinger »

Bonjour, ce qui est sur c'est que le Kompress charlie 2 de Mathieu Dequillac marche très bien, il est dans les clous au niveau poids, très correct en perf. et motorisé par un Rotax 914.
A voir sur son site http://www.kompress.fr/, je connais le personnage c'est tout sauf un fantaisiste et un affabulateur! Il n'y a donc pas a douter de ces dires!

Gabriel.
Asso 4 - moteur lycoming basé à Albenga - Italie
Auteur du livre Monaco Pekin en paramoteur http://amzn.eu/d/eUScJ28
swiftlightpas
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Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par swiftlightpas »

Moi-même a écrit :Les hélicoptères mettent à mal leurs moteurs. Ils sont toujours à fond (en exagérant à peine).

Nos moteurs d'ULM sont déjà poussifs (leur régime est élevé car on utilise généralement des petits moteurs légers), ils sont souvent à ces fameux 75% en régime croisière, ce qui fait un régime systématiquement supérieur à 4000 tr/mn alors que les voitures sont plutôt autour de 50 % avec des variations fréquentes de régime qui permettent un certain refroidissement relatif.
Si nous utilisons nos moteurs d'ULM-avion sur des ULM-hélicos, ils seront encore plus en danger.

La solution la plus sage est d'autoriser une MTOW plus élevée pour les hélicoptères afin de pouvoir utiliser de plus gros moteurs : Moteurs de plus grosse cylindrée, fonctionnant à un régime plus faible, et avec une refroidissement par radiateur afin de permettre une meilleure stabilité thermique.

A force de se s'enfoncer inutilement dans la doctrine du léger à tout prix, on risque de rendre notre activité encore plus dangereuse. On pourrait se permettre du "un peu plus lourd". La marge est très importante avant d'atteindre les masses des avions PPL.
Les moteurs Rotax 912 sont conçus pour pouvoir tourner à 95% de leur puissance maximale en continu, ce qui n'est pas le cas des moteurs de voiture (sauf exception comme le moteur de 2cv qui peut tourner à fond absolu...), dont le régime de couple maxi est généralement autour de 4000tr (= vitesse de croisière continue sur autoroute)
La pluspart des hélicos légers utilisent le 914 ou encore divers Subaru (jusqu'à 120cv sur un autogire), mais certains même biplaces volent avec des 2 temps Hirth trois cylindres en ligne ou quatre cylindres boxer, d'autres encore utilisent un moteur Wankel (voir d'ailleurs l'hélico Citroën des années 70 sur lequel le Wankel s'est révélé remarquable niveau puissance vibrations et même consommation...) qui me semble parfaitement adapté à cet usage (il consomme à peine plus qu'un moteur classique à régime constant: 210g/cv/h)
Les hélicos classiques à moteurs à pistons utilisent des moteurs d'avion refroidis par air mais soufflés par turbine...ce qui ne les empêche pas de se crasher de temps en temps...
A noter que l'obligation de PPL n'a rien à voir avec la masse ni la puissance du moteur (il faut un PPL pour voler en cricri...)
Hélico Citroën à Wankel birotor à injection de 190cv (175 continus) (premier vol 1975, certif de nav en 1977): il bouffait 50L/h, mais l'hélico pesait quand même 950kg maxi au décollage, donc pas un jouet...
Plafond pratique 3500m, vitesse max 175km/h, vitesse ascensionnelle à pleine charge: 6m/s, autonomie 3h30.La machine est stockée, en état de vol, au conservatoire Citroën.
Abandon du projet sur décision de Peugeot, repreneur de Citroën, et suite à la dissolution de l'entreprise Comotor conjointement avec Audi/NSU...
Image
Image
Voir l'histoire complète ici: http://www.citro-rouge-et-vert.com/CRV/ ... f=25&t=551
Moi-même
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Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par Moi-même »

swiftlightpas a écrit :Les moteurs Rotax 912 sont conçus pour pouvoir tourner à 95% de leur puissance maximale en continu, ce qui n'est pas le cas des moteurs de voiture
Le hélicos seront un excellent banc d'essai pour voir ce que vaudront réellement les 912 et 914 quand ils seront constamment à fond (à fond de leurs 95%). On prend date.
Girino

Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par Girino »

Chez eux, ça n'a pas l'air de perturber beaucoup le 914 ;)
http://www.kompress.fr/

Vidéo installée par l'admin.
Mode d'emploi :
Il faut installer la partie de l'adresse qui est après le "V=" à l'intérieur des balises youtube.
Les balises youtube s'installent en cliquant sur le bouton gris youtube qui se trouve en haut de toutes les fenêtres de rédaction des messages.


iph6qc-3ywM&feature=player_embedded#!
Moi-même
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Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par Moi-même »

swiftlightpas a écrit :Les moteurs Rotax 912 sont conçus pour pouvoir tourner à 95% de leur puissance maximale en continu, ce qui n'est pas le cas des moteurs de voiture
En quoi est-ce que les moteurs Rotax sont mieux conçus que les moteurs de voiture, pour mieux résister à ses 95% en régime continu ?
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R1
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Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par R1 »

swiftlightpas a écrit :Les moteurs Rotax 912 sont conçus pour pouvoir tourner à 95% de leur puissance maximale en continu, ce qui n'est pas le cas des moteurs de voiture
J´entend souvent cela, pourtant durant les phase de test des différent moteur auto, ils testent justement cette résistance a plein régime sur les pistes d´essai. Un ingé en méca m´avait expliqué que le rupteur était situé largement avant la zone "a risque" du moteur, il n´y a donc aucun probleme a faire tourner un moteur de voiture a fond en continu si les autres parametres suivent, notament refroidissement du moteur et de l´huile.
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Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par swiftlightpas »

R1 a écrit :
swiftlightpas a écrit :Les moteurs Rotax 912 sont conçus pour pouvoir tourner à 95% de leur puissance maximale en continu, ce qui n'est pas le cas des moteurs de voiture
J´entend souvent cela, pourtant durant les phase de test des différent moteur auto, ils testent justement cette résistance a plein régime sur les pistes d´essai. Un ingé en méca m´avait expliqué que le rupteur était situé largement avant la zone "a risque" du moteur, il n´y a donc aucun probleme a faire tourner un moteur de voiture a fond en continu si les autres parametres suivent, notament refroidissement du moteur et de l´huile.
Ce n'est pas exact: le rupteur limite les risques de casse mécanique dû a un sur-régime, mais pas thermique... La résistance ultime d'un moteur n'est pas testée sur circuit, mais sur un banc d'essais sur lequel sont faits les tests d'endurance et la définition des limites de service au moyen de moteurs bardés de capteurs...(j'ai indirectement participé à ces essais en produisant des pièces prototype de test bien avant le lancement de nouveaux moteurs...)
Certaines pièces sont particulièrement stressées, comme les soupapes d'échappement et surtout les pistons qui sont soumis à des pressions de plusieures tonnes et des accélérations énormes (2400G sur les moteurs de série moyens), et qui travaillent aux alentours de 250°C dans la zone la plus chaude , avec une très faible tolérance thermique , parfois ça se joue à seulement 30°C, surtout sur les diesel poussés au niveau des chambres de turbulence, avant d' entrer dans la zone de fluage de la matière... aucun moteur de voiture , sauf l'exception déjà citée qui est un moteur peu poussé et fortement refroidi au niveau de l' huile, n'est conçu pour pouvoir tourner à fond absolu en permanence (sauf peut-être dans des conditions idéales rarement rencontrées dans la vraie vie ou l'on rencontre de mauvais carburants, des défauts de réglage,des t° et vibrations élevées, etc...), pourquoi le feraient-il d'ailleurs alors que la majorité du temps un moteur de voiture moyenne tourne à moins de 20% de ses possibilités? Même un moteur d'avion certifié ne peut pas tourner à fond plus qu'un temps défini par le constructeur (généralement 5 minutes) avant d'entrer dans des niveaux de t° dangereuses voir la détonation...sur les gros moteurs, pour éviter les problèmes à ce niveau , l'on utilise une injection d'eau (qui évite également la détonation qui est un phénomène très destructif (onde de choc brisante+ fortes t°)
Il ne fait pas oublier qu'à puissance maxi, si les pipes d'échappement virent au rouge, c'est que les soupapes sont encore plus chaudes 850 à 950°C...et les gaz atteignent des t° de plus de 2000°C lors de la combustion: les moteurs, surtout refroidis par air, en montée par exemple, ne peuvent pas supporter longtemps ce régime...et le refroidissement de l'huile est le plus souvent insuffisant soit par insuffisance de surface d'échange, soit par circulation de débit insuffisant (trop chaud= cokéfaction+ rupture du film d'huile)...
Girino

Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par Girino »

swiftlightpas a écrit :............ Il ne fait pas oublier qu'à puissance maxi, si les pipes d'échappement virent au rouge, c'est que les soupapes sont encore plus chaudes 850 à 950°C...et les gaz atteignent des t° de plus de 2000°C lors de la combustion ............
Je pensais que la soupape d'échappement se refroidissait par sa tige et par le contact avec le siège.
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Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par swiftlightpas »

Girino a écrit : Je pensais que la soupape d'échappement se refroidissait par sa tige et par le contact avec le siège.
C'est le cas, mais il y a des limites...a noter que pour améliorer le transfert de chaleur, les moteurs de compétition (et de sport) utilisent des soupapes en nimonic (alliage haute résistance à la t°) creuses remplies de sodium et même parfois des sièges de soupapes en bronze...et pour les hauts niveaux de puissance, surtout sur les moteurs à air, la richesse est fortement augmentée pour...refroidir les gaz (technique toujours utilisée par exemple sur les moteurs Harley davidson...), efficace, mais gaspille le carburant...et sur les moteurs d'avion de haute puissance l'on utilisait une injection d'eau ou plus souvent un mélange à parts égales d'eau+ méthanol pour les mêmes raisons (utilisé au décollage à pleine charge par temps chaud ou en puissance d'urgence)...
Girino

Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par Girino »

Sans risques de trop se tromper, on peut dire que refroidir un moteur par enrichissement du mélange est révélateur d'un moteur mal conçut.
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Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par R1 »

Je ne dit pas le contraire, mais je trouve qu´un moteur d´avion prend justement moin contrainte qu´un moteur de voiture. A chaque passage de vitesse , acceleration et freinage, c´est le vilbrequin et les bieles qui encaisse le couple, l´embrayage fait un peu tampon mais c´est léger. Dans un avion les changements de régime se font progressivement, les efforts bielles, vilo se font plus en douceur que sur une voiture.
D´un point de vue température, meme constat, un avion a en permanence un refroidissement conséquent du au "ventilateur" a l´avant, pour les propulsifs c´est différent évidement...les températures de fonctionnement seront donc plus stable,contrairement a une voiture qui oscille en permanence entre 80-105 en fonction de la circulation.

Mais je suis d´accord avec toi sur le fait qu´il faut particulièrement soigner le refroidissement, un radiateur d´huile et un carter a ailette seront un plus. Je connais pas mal de monde ayant des boites courtes sur leur voiture sportive, sur autoroute tu te retrouve a 4500Tr/min a 130...ils n´ont pas pour autant de problème de surchauffe, meme sur long trajet autoroutier. La pompe a eau étant tributaire du régime moteur il y a une meilleure circulation d´eau a haute régime. Sur ma voiture j´ai moins de problème de surchauffe lorsque j´ai une conduite sportive (tjrs entre 4500 et 7500 Tr/min) que lorsque je roule stabilisé a 100 en 5eme a - de 3000tr/min... ;) Le choix de l´huile a aussi sont importance.

Apres c´est sur que cela demande du travail d´adaptation, ce n´est pas plug and play.
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Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par swiftlightpas »

R1 a écrit :Je ne dit pas le contraire, mais je trouve qu´un moteur d´avion prend justement moin contrainte qu´un moteur de voiture.
D´un point de vue température, meme constat, un avion a e permanence un refroidissement concéquent du au "ventilateur" a l´avant, pour les propulsif c´est différent évidement...les température de fonctionnement seront donc plus stable,contrairement a une voiture qui oscille en permanence entre 80-105 en fonction de la circulation.

Mais je suis d´accord avec toi sur le fait qu´il faut particulièrement soigné le refroidissement, un radiateur d´huile et un carter a ailette seront un plus. Je connais pas mal de monde ayant des boites courtes sur leur voiture sportive, sur autoroute tu te retrouve a 4500Tr/min a 130...ils n´ont pas pour autant de problème de surchauffe, meme sur long trajet autoroutier. La pompe a eau étant tributaire du régime moteur il y a une meilleure circulation d´eau a haute régime. Sur ma voiture j´ai moins de problème de surchauffe lorsque j´ai une conduite sportive (tjrs entre 4500 et 7500 Tr/min) que lorsque je roule stabilisé a 100 en 5eme a - de 3000tr/min... ;)
.

C'est le contraîre: un moteur d'avion subit des contraintes très supérieures: travail permanent à haut niveau de puissance, efforts torsionnels sur le vilebrequin dûs à l'hélice sur les moteurs directs, refroidissement insuffisant en roulage au sol prolongé ou en montée initiale à 100% de puissance, refroidissement excessif en descente au ralenti...les moteurs à air étant bien sûr très largement plus exposés aux variations très importantes de t°...Et il y a eu des cas de casses de vilebrequin sur des moteurs certifiés!!!
Sur une auto, les 4500tr à 130 ce n'est pas nécessairement une histoire de boîte courte mais de moteur qui a sa puissance maxi à 7000tr et plus...mais si tu fais de la "vraie conduite sportive", non pas à fond sur l'autoroute mais à fond dans les montées, le refroidissement devient vite "limite", surtout en huile...idem sur circuit lent...
swiftlightpas
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Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par swiftlightpas »

Girino a écrit :Sans risques de trop se tromper, on peut dire que refroidir un moteur par enrichissement du mélange est révélateur d'un moteur mal conçut.
Les moteurs des avions de chasse de la seconde guerre mondiale utilisaient TOUS (y compris ceux qui étaient refroidis par liquide) cette technique et tous les moteurs, y compris modernes, sont en mode "riche" à puissance maximale (ou à forte charge) ne serait-ce que pour éviter la détonation, simplement certains moteurs sont plus sensibles aux points chauds du fait notamment d'un refroidissement non homogène (cas du moteur Harley dont le cylindre arrière chauffe plus que l'avant) et de culasses à chambre hémisphériques qui y sont plus sensibles, d'ailleurs Harley Davidson programme ladoption de culasses refroidies par eau pour ses modèles futurs pour pouvoir respecter les normes de pollution sans risque de casse , sachant que pour les motos, la norme est dérogatoirement à l'Euro 3 et va passer à l'Euro 4 alors qu'on est en Euro 5 pour les voitures...
Girino

Re: Fiabilité et poids des moteurs d'hélico-ULM

Message par Girino »

swiftlightpas a écrit :
Girino a écrit :Sans risques de trop se tromper, on peut dire que refroidir un moteur par enrichissement du mélange est révélateur d'un moteur mal conçut.
Les moteurs des avions de chasse de la seconde guerre mondiale utilisaient TOUS (y compris ceux qui étaient refroidis par liquide) cette technique et tous les moteurs, y compris modernes, sont en mode "riche" à puissance maximale (ou à forte charge) ne serait-ce que pour éviter la détonation, .......
Moi j'ai une interprétation un peu différente;
Les moteurs sont en mode "riche" à puissance maximale non pas pour le refroidissement, mais pour en extraire le maximum de puissance.
Un mode "encore plus riche" permet effectivement de refroidir le moteur mais à ce stade, il n'est plus possible d'obtenir la puissance maximale.
Pour ce qui concerne les moteurs de la seconde guerre mondiale, l'objectif était de développer des moteurs le plus rapidement possible avec un TBO de moins de 50 heures et on résolvait les déficiences du refroidissement comme on pouvais; Un peu comme pour un Jabiru ;)

Je me trompe peut-être mais de mon point de vue, l'essence doit être utilisée au mieux pour produire des CV et il faut l'aisser l'huile, l'eau et l'air se charger de lubrifier et refroidir. Cette logique est pleinement appliquée sur les moteurs automobiles modernes, pourquoi certains motoristes aéronautiques hésitent encore à le faire ?
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