Comment "respire" votre moteur?

[Lochardet]

Bonjour,

à l'examen de diverses machines équipées de Rotax 912 ou 912S il semble bien que ce moteur soit souvent bridé par la configuration de sa "respiration": admission et échappement. Un examen attentif de ces éléments devrait permettre, sans toucher aux réglages du moteur lui-même, d'améliorer significativement la puissance maximale disponible et son rendement en régime de "croisière".

Admission:
beaucoup d'aéronefs sont dépourvus de boîte à air. Cet "accessoire" est cependant indispensable au bon remplissage du moteur (tranquillisation, résonance).
D'autre part, même équipés d'une boîte à air, beaucoup prélèvent l'air frais (!!) sous le capot moteur (même lorsqu'ils sont équipés d'un système de "réchauffe" fonctionnel). Une mesure simple de température à l'admission permet d'observer une augmentation de 20 à 25°C de cet air "frais" par rapport à l'air extérieur qui pourrait être récupéré par une prise NACA par exemple. Cette augmentation de température correspond à une diminution de la densité de l'air admis d'environ 7%... équivalent à une augmentation d'altitude de de 2500 à 2800 ft... et à un abaissement de la puissance maximale disponible de 5 à 6 CV (-2 inches de Hg à la pression d'admission)... pour rien si l'on dispose par ailleurs d'une "réchauffe carbu" correcte.
On peut également se demander quelle est la pression de l'air à l'endroit du prélèvement sous le capot : dépression par rapport à l'air extérieur, même chose, surpression...??
Enfin une telle "technique" se prive de la possibilité d'utiliser le surcroît de pression dynamique qu'une prise d'air frontale (bien conçue) pourrait apporter. Bien sûr ce n'est pas grand chose: environ 2% à 200 km/h dans le meilleur des cas... mais bon les petits ruisseaux font les grandes rivières... .

échappement:
le système d'échappement est parfois "conçu" en fonction des paramètres d'encombrement du compartiment moteur ce qui peut conduire à des aberrations... . On peut voir des conduits d'échappement totalement désaccordés (longueur des tuyaux, branchements "conflictuels" sur le pot de détente...). On peut voir aussi dans certains cas des pots de détente de volume totalement insuffisant (galettes!!) qui étouffent l'échappement: contre-pression. Une mesure récente au banc d'un tel pot indique une perte de 10 à 11 CV de puissance maximale par rapport à un pot bien conçu... .

Ces deux facteurs: admission et échappement sont trop souvent peu travaillés et/ou ignorés par les constructeurs (et ne parlons pas des problèmes de refroidissement: traînée ... qui devraient faire l'objet de beaucoup plus d'attention également).
Bien sûr on trouve que ça marche, on trouve qu'il y a assez de pêche (il faut dire que si on compare notre ULM multiaxes de 100 CV avec un Cessna 150 de la même puissance mais pesant 180 kg de plus à vide il y a de la marge).
Si toutefois on parvenait à récupérer une dizaine de CV de puissance max sur certaines installations et/ou 1 ou 2 litres /h en croisière ce serait bien non?

Les modifs à apporter sont à la portée d'un "amateur" éclairé et ne nécessitent aucune intervention sur le moteur proprement dit... alors pourquoi s'en priver?

[JMsinus]

+2

[Claude Nowak]

Tout a fait d accord avec l analyse de Lochardet.
Sur le MCR, il y a un magnifique pot accordé, mais une prise d air dans le capot. C est dommage.
Claude

[yellow_submarin]

En effet. Je suis franchement abasourdi des atrocités que l'on voit en ULM de ce côté, qui démontre un manque de connaissance flagrant de ce côté de la part des constructeurs.

Personnellement, ce qui me choque beaucoup c'est le refroidissement. Des radiateurs disposés frontaux, sans divergents, avec des lèvres ayant un rayon monstrueux (ou sans lèvres !!!) et soufflant dans le capot, comme ça. Je crois que peu ont conscience de ce qu'apporte un refroidissement bien fait en terme de traînée ... Pour rappel, sur le P-51 par exemple, on arrive à inverser la tendance (appelé effet Meredith). On arrivera pas à ça en ULM vu le flux de chaleur à sortir, mais on peut limiter les dégâts !

Je n'avais pas eu l'occasion de remarquer des inepties de ce genre à l'admission et à l'échappement, mais il faut bien dire qu'une admission sous capot est réellement stupide et représente un gaspillage pour l'économie d'une cinquantaine d'euros à fabriquer ... Quand je vois ce genre de choses sur des machines "rapides", force est de constater qu'on a, en ULM, une certaine marge de progression ...

[Toms]

..."abasourdi"... "atrocités"..."manque de connaissance flagrant"..."monstrueux"..."inepties"..."stupide" ...

Voici un vocabulaire didactique qui fait avancer le débat. J'assume pour ma part le manque de connaissances (un peu moins le monstrueux et la stupidité).
N'oublions pas que les gens qui construisent sont des constructeurs amateurs, et qu'ils utilisent les moyens et connaissances qui sont à leur portée, en cédant souvent à de nombreux compromis.
Ce que dit Lochardet est évidemment très juste, mais pas toujours si simple à réaliser.

La sagesse devrait nous conduire à la bienveillance plutôt qu'à la condamnation.

[yellow_submarin]

Quand on est jeune, on est dans les extrêmes

Si j'utilise ce vocabulaire, c'est que la différence entre une installation incohérente et une installation optimisée est plutôt simple du point de vue de la réalisation, et fait appel à des connaissances qui relèvent soit du bon sens, soit de documentation maintenant rendue très accessible (je pense aux rapports NACA et NASA disponible sur sti.nasa.gov). Ceux que je blâme sont les constructeurs professionnels vantant des machines "à la pointe de l'innovation", "aux performances exceptionnelles", avec une gueule béante sur un radiateur même pas caréné. Tous n'en sont pas là heureusement, les FK planes peuvent être cités en exemple côté capot, tout comme le Gazaile côté amateur. Et en face, tu trouves des appareils comme le Skyleader qui ont un train rentrant pour diminuer la traînée, que la traînée de refroidissement doit se charger de rattraper ...

Cela vaut aussi pour l'échappement et l'admission, je trouve bien dommage de mettre de l'argent et de la masse dans un moteur fournissant 100 chevaux si c'est pour au final, avoir les mêmes performances qu'une machine équipée d'un moteur de 80 chevaux optimisé sur les deux plans ...

[Toms]

De toute façon, avec mes sabots qui avancent à 80 km/h, je ne joue pas dans la même cour...

[simonechelard]

Bonjour
Je partage avec vous l'importance d'une optimisation admission ėchappement. C'est un des paramètres de base pour tout
motoriste.
Malheureusement dans certain cas il faut choisir entre puissance, et trainėe.
Dans le cas du sinus, la trainėe a imposé un ėchappement sous dimensionnė, et le centrage, un moteur si prés de la cloison pare feu que les filtres KN ont du être raccourcis.
Le rėsultat fait qu'il manque 7cv, mais apporte des qualitės de vol qui compensent ce dėfaut.

pour rėpondre à Lochardet, une admission dinamique ne fonctionnera pas avec des carburateurs, car un moteur
fonctionnant à un même rėgime lors de vitesses diffėrentes ( dėcollage, croisière ) aura des admissions diffėrentes, donc une richesse inappropriée dans un des deux cas.
Si l'un d'entre nous a une solution, je suis preneur.
Bons vols

[yellow_submarin]

pour rėpondre à Lochardet, une admission dinamique ne fonctionnera pas avec des carburateurs, car un moteur
fonctionnant à un même rėgime lors de vitesses diffėrentes ( dėcollage, croisière ) aura des admissions diffėrentes, donc une richesse inappropriée dans un des deux cas.
Si l'un d'entre nous a une solution, je suis preneur.

Ben si c'était le cas, tu ne pourrais pas changer d'altitude !

En attendant, il est vrai que ça peut être imposé par une configuration particulière, mais ça n'empêche pas que l'aérodynamique de la machine est très soignée. C'est clairement un choix délibéré qui a sa justification. En revanche, quand c'est par ignorance ...

[simonechelard]

Il est vrai que la richesse change avec l'altitude, raison pour laquelle on appauvri en avion, mais la différence avec une surpression est sans commune mesure. Si c'ėtait faisable, nous aurions un turbo à pas cher.
Si nous pouvions rėgler la richesse en vol pourquoi pas, mais imaginons la complexité de pilotage.
Cordialement

[Lochardet]

Bonjour
Je partage avec vous l'importance d'une optimisation admission ėchappement. C'est un des paramètres de base pour tout
motoriste.
Malheureusement dans certain cas il faut choisir entre puissance, et trainėe.
Dans le cas du sinus, la trainėe a imposé un ėchappement sous dimensionnė, et le centrage, un moteur si prés de la cloison pare feu que les filtres KN ont du être raccourcis.
Le rėsultat fait qu'il manque 7cv, mais apporte des qualitės de vol qui compensent ce dėfaut.

pour rėpondre à Lochardet, une admission dinamique ne fonctionnera pas avec des carburateurs, car un moteur
fonctionnant à un même rėgime lors de vitesses diffėrentes ( dėcollage, croisière ) aura des admissions diffėrentes, donc une richesse inappropriée dans un des deux cas.
Si l'un d'entre nous a une solution, je suis preneur.
Bons vols

Je ne suis pas entièrement d'accord avec le choix imposé supposé entre puissance et traînée. A mon avis il y a là plutôt un défaut de conception. Un capot un peu plus long et/ou un peu plus profond n'aurait que très marginalement "impacté" la traînée... mais bien sûr il aurait fallu y penser dès le départ. Maintenant, que le Sinus n'ait pas besoin de ces 7CV c'est un fait mais il pourrait toutefois profiter d'un meilleur rendement de son moteur même en utilisant qu'une partie de la puissance.

Une admission dynamique (attention on parle de 2% de plus seulement à 200 km/h) marchera parfaitement avec des carbus... la boîte à air sera juste mieux "remplie" et le moteur aura "l'impression" de voler 500 ou 600 pieds plus bas c'est tout. C'est marginal comme effet de toute manière et ça n'introduira pas de différence de richesse entre les différentes phases du vol... en tout cas bien moins qu'entre un vol de croisière à 1000 ft et à 10 000 ft !

[Lochardet]

Il est vrai que la richesse change avec l'altitude, raison pour laquelle on appauvri en avion, mais la différence avec une surpression est sans commune mesure. Si c'ėtait faisable, nous aurions un turbo à pas cher.
Si nous pouvions rėgler la richesse en vol pourquoi pas, mais imaginons la complexité de pilotage.
Cordialement

Je pense que tu fais une erreur relative à l'ordre de grandeur de la surpression dynamique qu'il est physiquement possible d'obtenir (+2% seulement à 200 à l'heure)... c'est négligeable... . La conclusion est à l'inverse de ce que tu écris.

Quant à la complexité du pilotage liée à l'ajustement de la richesse, je n'ai jamais trouvé ça bien compliqué en avion (si on a une bonne sonde EGT) et je regrette que cette possibilité n'existe pas avec les carbus Bing des Rotax (toutefois il y a trois positions pour le clips de l'aiguillle du carbu et si on vole souvent haut ou si on est basé en altitude, le deuxième cran est préférable... ce n'est malheureusement pas un réglage que l'on peut faire en vol).

[Lochardet]

Question "rendement" cette fois ci pas du moteur mais de la cellule, savez vous qu'un tube nu de jambe de train avant (longueur 30 cm, diamètres 6 cm) exposé perpendiculairement au vent relatif "bouffe" 3CV à 180 km/h? avec un petit carrénage en composite sur cette portion de tube on peut gagner 2CV!
Avis aux Savannah, 701, Guérin, etc...

[yellow_submarin]

Ah, l'injection ...

Effectivement, la récupération dynamique est relativement faible, 0,0135 bars à 180 km/h au niveau de la mer. Mais c'est gratuit

Ah, la traînée des jambes de train, le truc le plus gratuit au monde ... Valable également pour les haubans !

[jean66]

+2

Tu en as pas besoin, tu fait 15000 pieds ( et beaucoup plus si affinité avec la contrôleuse ) alaise avec 72 cv ..