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Anatomie d'un vol

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Anatomie d'un vol

Messagede Aviathor le Jeudi 20 Août 2020 10:53

Voici les données moteur collectées durant un vol IFR en début d'été. On y voit comment les températures moteur réagissent aux changements de MAP, RPM, vitesse et mélange. Les données sont récupérées sur une carte SD et téléchargées sur le site de Savvy Analysis qui les restituent sous forme de graphes. L'analyse permet de déceler des tendances ou des changements qui pourraient être précurseurs de problèmes. C'est aussi un outil très utile pour diagnostiquer des problèmes, et m'a par le passé permis de découvrir que des problèmes d'allumage étaient dûs à des bougies défectueuses, et que des ratées moteur sur un DA40 étaient dues à une soupape bloquée.

Noter que, comme en croisière la richesse est LOP et reste ainsi jusqu'à ce que je sois établi sur l'axe, une augmentation du FF provoque une augmentation des EGT, contrairement à ce dont on a l'habitude ROP.

Les deux cylindres les plus chauds sont ceux qui sont à l'avant du moteur. Le #6 est le plus chaud en montée, et le #5 est le plus chaud pendant la croisière. Le #6 se trouve derrière l'alternateur gauche qui pourrait causer des turbulences à certains angles d'attaque.

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Re: Anatomie d'un vol

Messagede Hervé le Jeudi 20 Août 2020 11:24

Aviathor a écrit:comme en croisière la richesse est LOP et reste ainsi jusqu'à ce que je sois établi sur l'axe, une augmentation du FF provoque une augmentation des EGT, contrairement à ce dont on a l'habitude ROP.
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Re: Anatomie d'un vol

Messagede Delépine le Jeudi 20 Août 2020 12:34

Ce sujet me rappelle vaguement l'évolution d'Aviasport entre les années 50 et les années 70.
La libellule a quatre "l" et quatre ailes... comme la 4L qui a aussi quatre ailes mais un seul L, et prétend pourtant en avoir quatre...

http://ruthenium.eklablog.com/fictions- ... -c18130253
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Re: Anatomie d'un vol

Messagede gma le Vendredi 21 Août 2020 16:27

Aviathor montre des courbes de ce qui se fait depuis 1930 soit manuellement depuis le début, soit automatiquement depuis 1941.

Entre 1930 et 1942, les mécaniciens naviguant sont venus progressivement au réglage de leurs moteurs pour un EGT max (perfo maxi des chambres de combustion) et un CHT constant (le plus possible). Ils géraient donc les volets de capot, la mixture et le pas de l'hélice en ce sens.
Avant le "constand speed", les hélices étaient souvent à deux positions (Rotol, Ratier, Curtiss,...), on ne réglait le moteur qu'une fois établis en croisière. Par ailleurs, il n'y avait pas d'appareillage "EGT" fiables, on utilisait donc le "débimètre"... Un EGT max correspondant au débit mini de carburant pour une MAP donnée (dépression dans le venturi des carburateurs figée).
La bonne entente de l'équipage était donc un vol à MAP donnée (pilote) et une richesse optimale pour cette MAP (mécano)... Le constat se lisant sur les indicateurs T° culasse (CHT) et T° huile (équipage mobile).

Avec l'apparition des hélices Hamilton Standard et le système "constand speed" (copié par tous depuis), un autre appareillage fut introduit : Le couplemètre (Torque meter), il permit de régler plus finement la mixture en optimisant les charges sur les vilebrequins (couple maxi pour N donné = EGT max).
Cette conduite moteur a fait évoluer la technique : Multiplicité des soupapes (P&W, Wright,...), début des fourreaux louvoyants (Napier) puis chemises tournantes (Bristol), moteurs réductés.

Les courbes significative de Aviathor montre qu'il réalise ça au travers du paramétrage de son "lean assist", avec un handicap qu'il subit malheureusement : L'incapacité de son moteur à fonctionné à EGT max pendant le décollage et la montée au risque d'emplafonner le CHT et la T° huile.
En 1930, on a compris ça, on a donc fait des moteurs radiaux avec capotage à flux dirigé ou des moteurs en ligne à refroidissement liquide (inertie)... Apogée en 1944 sur "V12" (Rolls Royce et Daimler) et sur radial (BMW, Bristol, Wright).
Notez que sur 4 cyl Lycoming, le capot à flux dirigé est réapparu dans les années 70 avec des entrées d'air "NACA" comme seul modernisme. Rotax a réintroduit le refroidissement liquide.

L'autre intérêt des ses courbes c'est de voir qu'en approche et en finale il pourrait avantageusement appauvrir pour remonter un peu l'EGT et le CHT (moteur prêt pour une remise de gaz)... Ce qu'il ne fait et fera pas du fait du poids de l'instruction "à l'américaine" de la conduite moteur... Ses courbes sont donc sans effet sur son management du GMP.

L'autre révélation de ces courbes c'est l'absence de gestion des volets de capot. Ainsi, légèrement ouverts en croisière pour maintenir CHT bas, ils ne sont pas refermés à la mise en descente pour maintenir le même niveau de CHT (le décrochement de la courbe à la mise en descente).
Peut-être que Aviathor ferme ses volets de capot à la mise en palier pour "gagner" en traînée, comme beaucoup font.
Sur moteur Vendeneyev, au refroidissement exigeant, il y a un apprentissage particulier sur la gestion des persiennes de capot en ce sens (Yak T18, 52, 56 entre autres).

Vers 1942 et après, les longs raids aériens avec des appareils lourdement chargés au décollage mais quasi vides au retour et un emport carburant limité ont donnés une autre pratique : La conduite LOP (côté pauvre du pic EGT). Chez les Américains, cette conduite est venue des constructeurs, notamment Boeing, avec son appauvrissement automatique sur B17G. Mais chez les Anglais, cette méthode est venue de Richard Wiseman, opérant sur Lancaster au SQ 50 puis au SQ 156 "Pathfinder". Il a révélé cette méthode après le raid sur les aciéries de St Etienne, que le Lancaster ne pouvait théoriquement pas faire vu la charge de bombes (11 h de vol). Ce champion en la matière (2 tours d'opérations) transposa sa pratique après guerre sur la gestion des vols longs courrier chez Quantas (Constellation et Super G)... Cette gestion du carburant devant être sans concessions sur les performances.

Dans ces courbes, Aviathor n'a pas réalisé une phase de vol au pic EGT. Donc il ne sait pas ce que donne sa machine comme perfs au pic EGT. Outre que son moteur n'est thermiquement pas stable en montée au pic EGT, on devine par ses explications qu'il passe du côté LOP à l'issue d'une utilisation "ROP" sur un moteur sans doute turbocompressé (MAP constante visiblement car courbe trop régulière).
Or on parle de performances, à mettre en // avec la consommation... Mais ces courbes sont sans données de performances.

Il manque quelque chose pour comparer.
gma
 
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Re: Anatomie d'un vol

Messagede Aviathor le Samedi 22 Août 2020 19:05

La motivation derrière ce sujet était d'éveiller un peu la curiosité de ceux qui n'ont pas encore lu les écrits de John Deakin ou Mike Busch, qui volent sur des avions qui ne sont pas équipés d'instrumentation moteur, ou qui volent sur des avions équipés d'instrumentation moteur mais qui n'ont jamais eu l'occasion de voir les conséquences sur le moteur de leurs actions, sur un graphe. La compréhension de la correlation entre mixture, vitesse, EGT, CHT, OAT dans les différentes phases de vol est assez intéressante à découvrir et pourrait faire changer des habitudes à certains, comme monter à 18.000 ft à Vy en DR400. Certains seront surpris que des OAT basses en altitude ne refroidissent pas tant que ça le moteur en raison de la faible vitesse indiquée, et donc du faible flux d'air de refroidissement, mais avec un moteur atmosphérique, la faible puissance développée par le moteur limite les CHT.

Le graphe que j'ai publié est d'un Continental TSIO-550 de 310 CV utilisant un mélange LOP (~80°F LOP) en croisière. On peut déduire la puissance développée à partir du FF. Comme je ne peux afficher que 4 métriques, j'ai dû faire un choix et je n'ai pas pu afficher MAP et OAT.

J'ai aussi des graphes de 6-cylindres atmosphériques (IO-550), et de 4-cylindres atmosphériques (IO-360) utilisant un mélange ROP en croisière, proche du pic EGT à 65% BHP. Le sujet n'était pas LOP vs ROP, puissance ou économie, mais ce qui se passe dans le moteur lors des différentes phases de vol.

Il y a en club, de plus en plus d'avions équipés d'instrumentation moteur électronique, avec la possibilité de récupérer les données moteur, voir même les données GPS de tous les vols. EDM, Dynon Skyview, G500, G1000... Je serais curieux de savoir si ces données sont exploitées, et la manière dont elles le sont.

Voir ce genre de graphes permet aussi de tordre le cou à certains mythes, comme par exemple le besoin de faire tourner un moteur turbo au ralenti pendant x minutes avant de l'arrêter pour qu'il puisse décélérer et refroidir. En examinant ces graphes, on se rend compte que le turbo n'a pas été sollicité pendant une bonne partie de la descente (MAP < pression ambiante), et toute l'approche finale, et que la faible puissance et tout l'air de refroidissement pendant la descente l'a déjà bien refroidit et décéléré. On note aussi que les températures moteur remontent après l'atterrissage en raison du manque de flux d'air.
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Re: Anatomie d'un vol

Messagede gma le Samedi 22 Août 2020 20:04

Que les aéroclubs soient déjà convertis à enseigner la gestion du mélange serait un vrai atout.
Comme la plupart des avions d'aéroclub n'ont qu'un indicateur EGT voir juste un indicateur T° huile et T° CHT, ces courbes c'est du charabia pour un élève et son instructeur dans un DR 400... Ce qui ne veut pas dire que c'est sans intérêt, loin de là.

Mais la démarche proposée dans ce sujet est finalement la même que celle de Saavy aérospace : Sensibiliser le propriétaire d'avion sur les économies qu'il peut faire sur le coût de maintenance.

C'est bien, mais ce n'est pas le encore le but visé par un élève en phase PPL, ni celui de son instructeur... Une des raisons que ça prend pas en école (en plus, voler à 65% BHP c'est pas courant sur un 160 cv quadriplace d'école).

Ensuite, si on s'intéresse à ce sujet, on va se pencher sur la gestion du carburant pour un "vrai" moteur... Celui qui est référent en matière de puissance spécifique, pas pour un moulbif turbo en plus qui ne sait pas fournir plus de 40 cv au litre de cylindrée.
Comme j'ai déjà dit, Rotax fait mieux sans Mike Bush et sans tout le bazar d'analyse et de prestation vendue à prix d'or par lui... Il y a forcément une raison ! (vous vous en rendez compte je pense).

Chez AF, dans les années 50, la gestion de la conduite moteur et de sa maintenance c'était pour obtenir un TBO de 3200 hrs sur P&W 2800 cu.inch, moteur donné par le constructeur pour 1850 hrs (et 42 cv/L).
Donc ces méthodes seraient intéressantes pour un proprio comme vous si elles garantissaient, au moins, un TBO à 3500 hrs, ce qui n'est pas le cas (Saavy n'a pas de STC avec extension de TBO par FAA).

Tous les proprios d'un CDN et titulaire d'une part 66 savent ce que vaut le bouquin, surtout s'ils ont dépoilés une paire de LycoConti. Le manifeste de l'auteur en dit long sur sa vision de la maintenance "minimale", pratiquée dans l'industrie depuis 60 ans et nommée "prédictive" ici bas.

Aujourd'hui, avec analyse d'huile et endoscope, si vous étiez converti à votre outil, vous voleriez avec du SP 98 en dessous de 6000 ft et en ignorant les recommandations du constructeur de moteur sur ses garanties. Or c'est pas le cas !

On le lis dans vos posts, vous attendez toujours l'avis de Mike pour interpréter votre façon d'exploiter votre moteur... Ses bouquins n'enseignent rien ?
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