Groupe MotoPropulseur

Soyons bien certain d’une chose, le GMP d’un remorqueur doit aujourd’hui fonctionner à l’essence automobile et être d’une puissance modeste.
Le coût du remorquage est fortement impacté par la consommation et le prix du carburant.
Pas question donc de continuer à utiliser des Lycoming de 180CV avec de la 100LL à 2€50 le litre et une cinquantaine de litres/heure de consommation.

N’oublions pas non plus que la masse d’un moteur est directement proportionnelle à sa puissance. Pour un moteur d’avion (un vrai, conçu pour ça !) il faut compter moins de 1kg/cheval (0.7 à 0.8 couramment). Pour un moteur essence de voiture c’est plus de 1,1 kg/cheval. Oublions tout de suite le moteur diesel à environs 1,5 kg/cheval bien qu’il soit compatible avec le Kérosène bon marché.
Rappelons aussi qu’un moteur de voiture (essence ou Diesel) est trop rapide pour fixer une hélice directement à son vilebrequin (puissance maxi à plus de 3000 tr/min). Il faut donc encore l’alourdir avec un réducteur qui devra en plus être très costaud donc très lourd pour résister à l’acyclisme des traditionnels 4 cylindres.

Ci-dessous le LF-39 de D-Motor choisi pour le projet « Nout » (un vrai moteur d’avion !):

LF39

Prenons un planeur monoplace en plastique (ASW28). Pour le maintenir en palier, il est nécessaire de lui fournir 2870W (3.9 CV) à 120 km/h (325kg avec une Vz en plané de 0.9m/s … puissance = poids x Vz … 2870W=325×9.81×0.9m/s).

Polaires planeur puissance

Avec un avion remorqueur assez peu gourmand de 450kg, on peut s’attendre à une consommation d’environs 17000W (24 CV) à cette vitesse.
Soit environs 20000W (27.2 CV) nécessaire à l’attelage pour rester en palier à 120km/h.

Or, nous souhaitons monter…
Pour avoir une Vz de l’ordre de 5m/s (soyons ambitieux !) il nous faut bien plus de puissance encore:
la somme des poids (450 kg + 325 kg)x9.81 m/s² = 7603 N
multiplié par 5 m/s
7603 N x 5 m/s = 38015 W  de surcroît de puissance pour monter deux fois mieux que ce que nous proposent les classiques 180CV et ULM d’aujourd’hui.

Il nous faut donc en tout, pour l’attelage, la puissance nécessaire au vol en palier plus la puissance nécessaire pour monter toute cette masse à +5m/s:
17000 + 38015 = 55015 Watt (74 CV)

C’est bien mais que faut-il mettre en face pour apporter toute cette puissance ?

Partons d’un bon rendement d’hélice (de l’ordre de 80%) il faudrait alors une puissance à l’arbre de 55015 W / 0.8 = 69000 W soit environs 94CV
Donc une puissance d’en gros 100 CV

Mais c’est une puissance d’ULM !!!

Et bien Non car il s’agit ici de 100 CV continus c’est à dire à 70 ou 80 % de la pression maximale d’admission !
Donc il faut un moteur de 100 / 0.8 = 120 CV au moins.

En résumé:
Partant du calcul énergétique de l’attelage à 120km/h avec une cellule d’avion peu gourmande, on s’aperçoit assez rapidement qu’il est nécessaire d’avoir environs 90 CV utiles (c’est à dire déduction faite du rendement d’hélice = avec un bon rendement d’hélice cela ferait une puissance continue d’en gros de 100 CV soit un moteur de 120 CV) pour obtenir le double de Vz par rapport à ce que l’on voit sur les terrains de vol à voile (Avion ou ULM).

Vous remarquerez au passage que les ULM remorqueurs « garantissent » une Vz standard (identique à la référence Rallye ou DR400) en utilisant leur moteur de 100 CV à 100% de la pression d’admission en utilisation continue ce qui est néfaste pour la durée de vie du moteur et pour la sécurité.

Mais alors, puisque les moteurs d’ULM développent 100 CV et qu’ils ont pour la plupart des cellules légères volant relativement peu vite, pourquoi les performances ne sont-elles pas meilleures ?
Il ne reste qu’un vecteur, l’hélice ! Pourtant les fournisseurs d’hélice d’ULM sont formels … les rendements de leurs hélices ultra modernes en carbone sont énormes.
Bon rendement oui mais lequel ?

Le problème est le même pour les remorqueurs de 180 et 235 CV. Pourquoi cela ne monte t-il pas mieux malgré les puissances misent en œuvre ?
La masse, bien sûr et surtout l’hélice.

N’y aurait-il pas un problème de culture technique derrière tout ça ?

Le bon rendement du GMP du remorqueur, dont la contrainte principale est de trouver son point de fonctionnement à 130km/h (Puissance utile maximale), passe nécessairement par un bon rendement d’hélice (choix judicieux de ces paramètres principaux).
Une puissance de l’ordre de 100CV continus est suffisante pour obtenir une performance en montée largement supérieure à celles existant sur les terrains de vol à voile actuels.

Le projet d’avion dédié au remorquage de planeur « Nout« , présenté sur ce site, met en œuvre le bon sens technique et l’ensemble des solutions simples permettant d’atteindre de telles performances (Vz de +5m/s en atmosphère standard avec un monoplace attelé à 130 km/h et décollage court).
IM1

 

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