Garçon, un spaghetti Potez s'il vous plait !!!

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cp1315
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Garçon, un spaghetti Potez s'il vous plait !!!

Message par cp1315 »

Salut

Une très belle réalisation, qui pour le moment, n'est qu'une production artisanale.
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Philippe Dejean
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Message par Philippe Dejean »

Très beau !

Et qu'est-ce que ça donne au banc d'essai (ou à défaut sur un avion aux caractéristiques bien connues) ?

Vous avez fait des mesures de niveau de bruit ?

A Bientôt, et en tous cas bons vols ...
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cp1315
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Message par cp1315 »

Salut

La réponse d'Alexandre :
bonsoir Laurent,

Je viens juste de prendre connaissance de ton message et de m'appercevoir que tu avais médiatisé le chef d'oeuvre de Guy..

Pour ce qui est de mes premières impressions, disons que tout d'abord, co-propriétaire d'un YAk 52 par ailleurs, je n'étais pas à la recherche de performances surdimenssionnées grâce au 4 en 1 mais bien à une réelle sécurité des vols.

En effet on s'apperçoit que globalement un nombre significatif de nos machines ( et j'étais dans ce cas ) évoluent avec des échappements d'origine, plus ou moins bien entretenus et/ou reconditionnés ( sans commentaire....)

Ceci étant il est évident que j'ai pu identifier en croisière à 2200 RPM une VI de 105 KT et de 120 KT bien établis à 2450 RPM !

Le 4 en 1 de Guy est une magnifique réalisation concue par un PROFESSIONNEL avec des matériaux de qualité. Le niveau sonore est quelque peu inférieur à celui rencontré avec les échappements d'origine ( mais comme ces derniers avaient 40 ans d'age et de nombreuses soudures à leurs actifs, je ne suis pas sur d'être très rationnel ni objectif dans mon analyse !

Je n'ai constaté aucun "trou" à la reprise en puissance lors de remises de gaz, en revanche seul point particulier, un frein moteur qui avait presque totalement disparu et donc tout réduit des approches à 1200 RPM, pour les premiers essais, ça étonne un peu..!

Une petite action sur la visse de ralenti est tt est rentré dans l'ordre..

Un taux de monté stabilisé seul à bord avec 70 litres essence, vent nul T°22c, 1000 FT/mn, là encore je n'ai aucun élément de comparaison, des Jodels font certainement mieux et comme je te le disais au début de mon propos les perfs ( 1850 FT/MN ) je vais les chercher avec mon jouet russe...

Bref que du bonheur et une sereinité en vol retrouvée.

Affaire à suivre, pour ceux qui veulent essayer, avec plaisir, ils seront les bienvenus à Lunéville LFQC !
Laurent
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Philippe Dejean
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Echappement accordé et... admission accordée

Message par Philippe Dejean »

L'échappement accordé permet de réduire le freinage des gaz chauds dans l'échappement à la fréquence de résonnance.
En adaptant cette fréquence au régime de croisière on gagne quelques pourcents de couple, et donc de puissance à régime "utile" sans pour autant augmenter la consommation horaire!

C'est le but initial du "plat de spaghetti" ci dessus.

L'échappement accordé est entré dans les moeurs, puis qu'il est maintenant proposé en standard sur les moteurs rotax 912S des MCR.

Pour aller plus loin dans l'augmention de la puissance de croisière, ou du moins le maintien de cette puissance à une altitude supérieure, il faut suralimenter le moteur à l'aide d'un compresseur ou un turbocompresseur.

C'est cher, et l'adaptation à un moteur atmosphérique assez risquée sur le plan fiabilité.

Mais il existe un méthode plus simple d'obpenir encore quelques pourcents de couple, et donc de puissance à régime "utile" supplémentaires sans passer au compresseur.

Ce qui est possible à l'échappement l'est aussi à l'admission : On peut limiter la perte de charge au régime de croisière par résonnance.

L'application est facile et sans danger sur les moteurs à injection multipoints (un injecteur par cylindre), les moteurs à carburateur avec 1 carbu par cylindre et bien sûr les diesels
Pour les moteurs avec plusieurs cylindres par carbu, on est alors obligé de remplir les pipes résonnantes avec du mélange carburé, ce qui peut poser problème en cas de "retour de flamme".

L'idée est simple chaque cylindre de moteur aspire des gaz frais environ 1/4 du temps à chaque tour d'arbre à came, c'est à dire tous les deux tours de vilebrequin. Cet "appel d'air" crée une onde de dépression qui remonte la pipe vers l'extérieur.

Quand la soupape d'admission est fermée, on se trouve dans le cas d'un tuyau ouvert à l'air libre d'un côté et fermé de l'autre côté :
La pression du côté ouvert à l'air libre est imposée quasi-constante (pression atmosphérique) par l'extérieur qui constitue une capacité infinie. Cette condition aux limite se traduit donc par un noeud de pression et un ventre de vitesse de déplacement de l'air.

L'extrémité "moteur" de la pipe d'admission est bouchée. A l'opposé du cas de l'autre extrémité, la vitesse de déplacement de l'air est imposée nulle. Cette condition aux limite se traduit donc par un noeud de vitesse de déplacement de l'air et un ventre de pression.
dans cette configuration, la pipe d'admission résonne à une fréquence correspondant à l'accord "Lambda sur quatre", c'est à dire qu'une période de la variation sinusoïdale de la pression côté moteur dans une pipe d'admission de longueur L est égale à :

T = 4 x L / C où C est la vitesse du son dans l'air (340 m/s à la pression atmosphérique dans des conditions standard +15°Celcius)

Cette équation se transforme directement en

L = C x T / 4

L'idée de l'accord dans ces conditions, c'est que l'onde de surpression créée par la fermeture de la soupape dans l'air en déplacement lors de l'admission précédente se traduise également par une surpression à la réouverture de la soupape pour "gaver le moteur".

A cause du croisement de la distribution la soupape ne s'ouvre pas pendant 180 degrés de rotation du vilbrequin, mais pendant 240 degrés c'est à dire 1/3 du cycle de deux tours. La soupape reste donc fermée pendant les deux autres tiers du cycle de deux tours

A 2500 T/min cela correspond à (2/3) x 2 x (60/2500) = 32 millisecondes

La longueur de la pipe devrait alors être 340 x 0.032 / 4 = 2,72 m
, ou un de ses sous-multiples : 1,36 m ; 0,91 m ou 0,68 m

Quand la soupape d'admission est ouverte, on ne se trouve plus dans le cas ci-dessus pour au moins deux raisons.
La première raison c'est qu'au niveau de la soupape la vitesse des gaz n'est plus nulle et que les conditions de pression qui y règnent dépendent non seulement de l'onde qui se propage dans la pipe, mais surtout de la pression qui règne dans la culasse.
La seconde raison, c'est que l'air dans la pipe se déplace à une vitesse significative vers le moteur, et que la vitesse de l'onde progressive est la composition de la vitesse du son et de la vitesse de déplacement de l'air.

Em première approximation, on peut considérer que la pipe est un tube ouvert des deux côtés, avec des vitesses de déplacement d'air qui ne sont fonction que des gradients de pression, et que ces pressions imposées des deux côtés sont soit constantes, soient varient plus lentement que la fréquence de résonnance du tube.
Si l'onde qui remonte le courant est ralentie, l'onde qui redescent est accélérée. L'influence de la vitesse de déplacement de l'air sur le temps pour que l'onde fasse un aller-retour est donc du deuxième ordre. On peut donc considérer que tant que la vitesse de déplacement de l'air est suffisamment faible par rapport à la vitesse du son, son effet reste négligeable en première approximation.

La résonnance dans un tube ouvert au deux bouts correspond à l'accord "Lambda sur deux", c'est à dire qu'une période de la variation sinusoïdale de la vitesse de déplacement de l'air pression côté moteur dans une pipe d'admission de longueur L est égale à :

T = 2 x L / C où C est la vitesse du son dans l'air (340 m/s à la pression atmosphérique dans des conditions standard +15°Celcius)

Cette équation se transforme directement en

L = C x T / 2

L'idée de l'accord dans ces conditions, c'est que la dépression créée par l'aspiration de l'air par le moteur ne revienne que juste après la fermeture de la soupape, et que la surpression précédente juste avant la refermeture de la soupape "gave le moteur".

Comme la soupape s'ouvre pendant 240 degrés c'est à dire 1/3 du cycle de deux tours.

A 2500 T/min cela correspond à (1/3) x 2 x (60/2500) = 16 millisecondes

La longueur de la pipe devrait alors être 340 x 0.016 / 2 = 2,72 m
, ou un de ses sous-multiples : 1,36 m ; 0,91 m ou 0,68 m

En pratique, l'ouverture de la soupape d'admission n'est pas forcément égal à 240°, la pression dans la pipe n'est pas exactement la pression atmosphérique, et la vitesse du son n'est pas exactement 340 m/s. Enfin, l'effet de la vitesse de déplacement de l'air n'est pas négligeable.
Tout cela a tendance à faire varier la longueur d'accord... (plutôt à la baisse) mais les ordres de grandeur sont corrects.

Quand on prend en compte ces paramètres à travers une formule empirique, on obtient les résultats ci-dessous... qui restent encore à valider expérimentalement !

Mais ce qui me semble être LE gros avantage de l'admission accordée par rapport à l'échappement accordé, c'est que les gaz sont froids. Il doit être possible de construire le "plat de spaghetti" en carbone.
(je pense notamment à utiliser des tubes de mousse qui se dissout dans un solvant sans effet sur l'époxy, retenus dans un gabarit des tenants et aboutissants, pour former le moule perdu qu'il suffit d'enrubanner carbone/epoxy.)

Bons vols

Philippe Dejean
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Philippe Dejean
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Exemples d'accords d'échappement

Message par Philippe Dejean »

Bonjour,

Le plat de spaghetti n'est pas forcément replié sur lui-même :
Quelques variantes...

La première vient de construction amateur US

Le deuxième est monté sur un Bicylindre Briggs&Stratton. Devrait intéresser les constructeurs de MC30 Luciole (B&S 626 cm3, 26 HP), ou autres monoplaces (B&S 991 cm3, environ 40 HP ?)

Troisième et quatrième, pièces industrielles... (d'origine Chabord/Dyn'Aéro)

Bons vols

Philippe Dejean
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Message par cp1315 »

Salut Philippe

Dans le même esprit, pourrais tu nous faire les même calculs pour les échappement, à savoir, diamètre et longueur pour les différents moteurs ?

Merci en tout cas pour ce sujet fort intéressant.
Un avion Piel, sinon rien ....
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Philippe Dejean
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Retour à l'échappement ?

Message par Philippe Dejean »

Bonjour Laurent,

Je comprends bien ta demande en ce qui concerne l'échappement dans la mesure où c'est d'application universelle : ça marche aussi pour les moteurs carbu(rat?)és...

D'abord il faut se souvenir que la puissance à un régime donné n'est pas définie par le moteur mais par la puissance absorbée par l'hélice, elle-même influencée par la vitesse de vol et donc la traînée de l'avion.
Un meilleur échappement sur un moteur qui conserve son hélice "petit pas" (optimisée pour le décollage et la montée) ne sera pas plus puissant, il sera juste un peu moins gourmand pour la même puissance (meilleur rendement dû à la moindre quantité de gaz brûlés restant dans les cylindres)
Par contre, s'il dispose d'une hélice "grand pas" (optimisée pour la croisière), il sera possible de prendre plus de tours au décollage et en montée, les performances devraient être notablement meilleures dans ces conditions.

Le problème avec l'échappement, c'est que les gaz sont chauds, et donc moins denses, que le problème théorique est plus compliqué que pour l'admission :
- Les gaz se refroidissent en progressant dans la pipe (qui se refroidit par convection et rayonnement à l'extérieur)
- le débit massique dépend de la pression d'admission et dans une moindre mesure de la richesse,
- le débit volumique dépend de la température des gaz et de la pression de refoulement (altitude)
- la vitesse du son dépend de la pression, de la densité et/ou de la température.

L'étude théorique autour d'hypothèses raisonnables doit être est affinée par l'expérience.

En pratique il existe des logiciels très performants chez les (meilleurs) constructeurs de pots d'échappement tels que Chabord... mais bien entendu, ils ne donnent pas leur outil de travail !

Sinon, il reste la possibilité de compter les pixels sur les photos du plat de spaghetti du potez, de se balader avec un mètre à ruban dans la poche pour voir ce qui existe, et/ou de tâtonner avec un moteur au banc pour recaler le calcul...


Bons vols
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Re: Garçon, un spaghetti Potez s'il vous plait !!!

Message par flyingairy »

Pour les spaghetti Potez, si vous voulez réduire un peu les risques de voir la sauce trop liquide!

je conseilles vivement de placer un "écran thermique", pour protéger autant que possible la bâche à huile du Potez, qui déjà sou sles capots d'un jodel doubles pots d'échappement est sévèrement réchauffée rien que par le rayonnement des échappements!!

Magnigique travaille que ce spaghetti!

(perso je l'enroberais dans de la bande thermique, car il est aussi terriblement long, donc pour éviter de laisser les gaz trop se refroidir sur le parcours du tube, un bon enrobage améliorera l'efficacité globale. Et biensûr, une tôle d'alu avec une couche de protection (genre écran thermique de soudure au chalumeau qu'on trouve au rayon soudure chez le roi malin ou le castor a papa)...).


Flyingairy
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Philippe Dejean
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Re: Garçon, un spaghetti Potez s'il vous plait !!!

Message par Philippe Dejean »

Bonjour,
flyingairy a écrit : Magnigique travail que ce spaghetti!
Flyingairy
Bien vu ton néologisme! :alien: Un petit mélange de magnifique et de magique... :lol:

Dans un autre post, tu faisais références à des formules que tu aurais quelque part.
Si tu mets les mains dessus, merci de nous le faire savoir, ça nous permettrait d'avancer un peu plus loin...

Merci d'avance... et en attendant, bons vols !

Philippe Dejean
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