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Chouchenn

Chouchenn - Partie 7

7ème partie : La motorisation, radio-électricité, conclusion

Quelques confidences préliminaires et l’heure du choix

Dans ce 7 ème et dernier épisode, nous abordons la motorisation et pour bien comprendre ce qui a orienté le choix du moteur il faut se replacer dans le contexte de l’époque et faire un rapide historique du Chouchenn.
Dans les années 2000, alors que l’heure de la retraite allait sonner, je m’enquis d’un projet assez copieux pour occuper mon futur temps libre. Rapidement l’idée de construire un avion s’imposa, mais lequel ? Basé à Brest, un échantillon assez large de ce qui se construisait en amateur était visible sur place (Jodel, Longeze, Dragonfly, Dieselis, Kurun). On parlait aussi du Ménestrel et de ses célèbres Cahiers, du Loiret et
j’en passe. Un constructeur brestois qui, avec P. Lucas, avait réalisé le Dieselis m’incitait à le rejoindre sur le projet ‘’Dieselbis’’ qu’il allait lancer avec deux autres amis. L’aventure me tentait et il ne fut pas difficile de me convaincre de rallier le groupe. La suite hélas se montra rapidement beaucoup moins enthousiasmante car éloignée de mes propres aspirations. Je décidais donc de quitter le groupe et mener mon propre projet. Le bas fuselage était déjà bien avancé mais il restait tant à faire… Alors pendant un an avec l’aide de Desgrandschamps, Vallat, De Goncourt, des rapports NACA et d’Interaction, RDM Le Mans, SolidWorks etc. je parvins à vérifier ce qui avait déjà été construit et continuer les calculs pour la suite du chantier.

Pour en revenir au moteur, le Dieselbis, comme son nom l’indique était supposé être équipé d’un moteur diesel (AX Citroën), d’environ 50CV et pesant dans les 120 kg. Pour diverses raisons que je ne souhaite pas développer ici (Sujet déjà traité sur un site français dédié ULM) cette option malgré certains atouts me paraissait contestable. Quand vint l’heure du choix, ce fut l’option du prêt à l’emploi qui l’emporta. Étant seul maintenant, l’ampleur de la tâche qui m’attendait ne me laissait guère d’autres possibilités.

A cette époque, lors des rassemblements l’offre du marché était assez restreinte. Le Rotax 912 commençait son règne chez les amateurs, le JPX disparaissait et sous un peson, on pouvait voir un nouveau venu ultra léger de 63Kg pour 80CV : le Jabiru 2200A. Compact, simple, beau à regarder (même l’armée s’y intéressait disait-on alors…), il n’avait alors qu’un seul défaut, son prix.

Je retins l’idée et n’achetai d’abord que l’image mais dans les calculs qui suivirent, c’est cette masse de 63 Kg qui sera prise en compte.
Pour tout dire, quand mes calculs furent achevés, vérifiés et re vérifiés, aucun doute n’était possible : le centrage initialement prévu était beaucoup trop AR avec le Jabiru 2200. Pour compenser il faudrait un bâti très long qui donnait à l’avion une silhouette inacceptable. Il ne
restait alors que la solution de reculer l’aile, hélas les cadres de liaison au fuselage étaient déjà en place…
Ce fut une phase extrêmement décourageante du projet mais ces deux pièces maîtresses furent finalement déposées et remplacées selon les calculs. Les constructeurs intéressés par une motorisation différente du Jabiru devront donc vérifier le centrage.

La motorisation

Le bâti moteur : Conformément aux indications du fabricant, le moteur est maintenu au bâti par 4 vis AN 6.35 ce qui peut paraître bien faible face aux 12 vis M6 qui relient le bâti au fuselage
… Le bâti lui-même est réalisé en tube d’acier 25cd4s de 18x1 (largement surdimensionné) assemblé par soudure TIG.

Pour limiter les effets moteur, l’axe de traction est décalé de 2° vers tribord. Malgré le surdimensionnement des tubes, un renfort a dû être rajouté au niveau des embouts pour silent-blocs afin de soulager ces derniers qui se déformaient en excès. La réalisation du bâti demande un peu de soin dans la préparation des gueules de loup, ce qui facilite grandement le travail de soudure qui va suivre. Un montage est absolument nécessaire pour maintenir tous les éléments à assembler qui ne demandent qu’à se déformer sous l’effet de la chaleur. Une fois achevée, cette pièce est nettoyée puis protégée par une couche d’antirouille et de peinture.

L’installation moteur

Le capot moteur

Cette pièce en verre-époxy d’environ 1 mm d’épaisseur est classiquement en deux parties. La partie supérieure est conçue pour être déposée rapidement afin d’effectuer les contrôles les plus courants. En outre, c’est elle qui comporte les entrées d’air de refroidissement et la trappe
d’accès à la jauge d’huile. La partie basse est équipée des prises NACA latérales pour le refroidisseur d’huile et le carburateur. Un carénage spécifique dans la partie inférieure permet l’évacuation de l’air chaud et le passage du tube d’échappement. Une cornière en verre-époxy stratifiée in situ sur la PF et sur l’excédent de CP de coffrage du fuselage permet la fixation des écrous prisonniers qui assureront la liaison du capot au fuselage.

La fabrication du capot en images

Concrètement, pour fabriquer le capot il faut d’abord réaliser le moule. Ce travail long et délicat se fait en disposant des formes (cadres) de CP verticalement et horizontalement tout autour du moteur préalablement emmailloté et protégé.

Les espaces inter-cadres sont comblés de polystyrène extrudé. Commence alors le fastidieux travail de ponçage, apprêtage, reponçage permettant d’obtenir l’état de surface satisfaisant. Ensuite on peut tirer deux moules (½ sup. et ½ inf.). Dans ces moules on procède à la stratification finale de trois
tissus verre-époxy pour obtenir l’épaisseur souhaitée. Quelques renforts locaux apporteront la rigidité nécessaire. Il faut maintenant réaliser les ouvertures : la trappe de visite pour la jauge d’huile sur le dessus, les prises d’air NACA latérales et l’évacuation carénée de l’air chaud sur le
fond. La partie supérieure du capot est équipée de vis quart de tour afin de permettre un accès rapide au moteur.

Les différentes alimentations

En air : Le carburateur est relié à une boîte à air fixée sur la cloison PF. Elle comporte un filtre à air et deux entrées d’air. L’une apporte de l’air chaud prélevé dans un carénage ajouté au pot d’échappement et l’autre de l’air froid depuis une prise NACA placée sur le flanc T du capot moteur. Toutes les conduites d’air sont réalisées en durit type boa. La boîte à air est réalisée en verre époxy et est équipée d’un volet inverseur chaud/froid dont la commande par corde à piano remonte au TdB dans le poste de pilotage.

Outre le carburateur, le moteur requiert de l’air frais pour le refroidissement des cylindres et culasses ainsi que pour le radiateur d’huile. Le capot moteur décrit plus loin possède les entrées/sorties appropriées. La face frontale du capot est ajourée de deux ouvertures de 115 cm² qui alimentent les ‘’ramairs’’ fournies avec le moteur. L’air est alors forcé vers le bas au travers des ailettes. Quatre petits carénages inférieurs optimisent le refroidissement de la partie basse des cylindres. L’air réchauffé est ensuite évacué par une ouverture carénée située dans la partie basse du capot.

Contrairement aux premières versions, mon moteur ne disposait pas d’un carter à ailettes. Le refroidissement de l’huile passe donc par un radiateur dédié. Celui-ci reçoit de l’air frais par l’intermédiaire d’une prise NACA placée sur le flanc B du capot. Une plaque thermostatique assure une régulation de la température proche de 100°C.

En carburant : Le réservoir de carburant de 70 L est placé entre leTdB et la cloison PF au-dessus des palonniers. En croisière économique, l’autonomie atteint ainsi quasiment 5 h à 14L/h. Réalisé en verre-époxy il est maintenu au fuselage par 4 vis M6. Il est équipé d’une crépine, d’un robinet, d’une jauge électrique, une durit souple amène le carburant jusqu’à la traversée (en Cu) de PF qui descend ensuite au filtre décanteur placé sur la cloison PF, au plus bas de l’installation. De ce point bas le carburant remonte vers une pompe électrique, puis vers un limiteur de pression, suivi d’un nouveau filtre (transparent) avant de rejoindre la pompe mécanique placée sur le carter moteur, à proximité du carburateur. La pompe électrique est bypassée par un circuit parallèle équipé d’une valve anti-retour. La prise d’air a été confiée au bouchon de remplissage lui-même placé dans une excavation réalisée dans le fuselage et munie d’une vidange de trop plein et d’un petit capot.

La fabrication du réservoir fait appel à une forme en Styrodur réalisée au fil chaud. Cette forme est ensuite alvéolée pour permettre le passage des charnières de verrière et de certains équipements (TRX et TPDR). La stratification est réalisée sous vide afin que les tissus adhèrent bien aux formes complexes du moule perdu. La pièce ainsi obtenue est ensuite tronçonnée en deux parties égales selon l’axe longitudinal.

Le Styrodur est alors extrait et après un nettoyage approfondi, une cloison intérieure, le tube de remplissage, le mécanisme de la jauge, la crépine de sortie carburant, sont fixés ou présentés.
Les deux parties sont ensuite ré-assemblées par une bande de tissu extérieure de verre-époxy.
Les ferrures en 2017 permettant le maintien du réservoir dans son logement du fuselage sont à leur tour collées/stratifiées. Enfin, la pièce ainsi obtenue est testée pour déceler et corriger d’éventuelles fuites.

En électricité : En croisière le Jabiru 2200 ne nécessite pas de courant électrique pour fonctionner, l’allumage étant généré par deux systèmes autonomes et indépendants. La seule réserve est que ce dispositif ne produit des étincelles qu’à partir de 600 RPM. Il faut donc impérativement un démarreur pour lancer le moteur. Son alimentation se fait par une batterie (Odyssey PC680) qui dispose d’un courant crête tout à fait adapté à cette fonction. Elle est placée contre la PF et maintenue par deux équerres et une sangle. Un alternateur à aimants permanents est intégré au volant moteur et fournit une quinzaine d’ampères en continu permettant d’entretenir la batterie et d’alimenter tous les équipements annexes.

L’hélice

Ainsi monté, le moteur Jabiru 2200 a été équipé d’une hélice ULX (bipale en bois) qui permettait d’atteindre les 200 Km/h avec un diamètre de 1.47. et un pas de 1.10m. Après rodage, quelques optimisations et carénages, le pas initial apparut un peu faible. La société Valex fut alors contactée pour produire une bipale plus adaptée et avec un pas de 1.21m les 218 Km/h étaient au RV en croisière économique.

Au final, ce joli moteur a aujourd’hui une bien piètre réputation qui tient pour l’essentiel au comportement détestable du staff australien qui le produit. Ces gens ne connaissent pas leur métier et ont méprisé leurs clients ainsi que le retour d’expérience qu’ils représentent. Je garde en revanche toute mon estime à A. Patte et son équipe (importateur français) qui ont toujours répondu présents quand il le fallait. Personnellement j’ai eu de sérieux déboires : arbre à cames piqué, kit upgrade de distribution non conforme, ce qui m’a entraîné à faire connaissance en profondeur avec ce moteur.

Ci-contre : une des cames présentant des altérations sévères du traitement de surface pour seulement 275h de fonctionnement.
A côté les axes de culbuteurs tous grippés…

Je reste néanmoins convaincu qu’un utilisateur soigneux et averti peut voler sans arrière pensée avec ce moteur lorsqu’il est correctement installé et entretenu.
Pour ne pas être trop long ici, j’invite le lecteur intéressé à consulter le site français dédié au Jabiru : http://notre.moteur.jabiru.free.fr/ où toutes les documentations et expériences des uns et des autres sont collectées et accessibles.

La distribution électrique de l’avion

Sous cette appellation, les plans en ligne donnent à la fois les indications et schémas pour la distribution générale du courant, la réalisation des commandes électriques des volets et du trim de profondeur ainsi que de la réalisation et disposition des antennes VHF et SHF. C’est une installation relativement simple. Le pôle – de la batterie est directement connecté à la cloison PF et de ce point de liaison part deux autres câbles, l’un vers le TdB et l’autre vers le châssis du moteur. Le pôle + est immédiatement raccordé à un coupe circuit situé sur le cadre N° 2 du fuselage avant de revenir dans le compartiment moteur vers le bus principal et le relais de démarreur situés sur la PF. Une attention particulière a été portée sur le câblage afin d’éviter
les boucles et limiter les rayonnements parasites d’allumage. En vérité malgré tous ces soins le Jabiru reste un gros générateur de parasites particulièrement difficile à corriger. Bien entendu la section des conducteurs est adaptée au courant à transporter. Chaque extrémité de câble est soudée à l’étain ou sertie et dans chaque cas garnie d’une gaine thermorétractable recouvrant largement la liaison. Pour l’anecdote, à ce jour, la seule avarie électrique à mentionner depuis la mise en vol est une rupture de la tresse de masse reliant la PF au carter moteur. Les vibrations ont eu raison de la tresse au ras de la cosse, il manquait la fameuse gaine thermorétractable… Pas méchante en apparence cette rupture faisait que le courant envisageait de passer par la gaine de la commande des gaz, pas vraiment faite pour ça. Enfin, chaque poste de distribution (instrumentation, avionique, volets, Aux etc.) est protégé par un fusible placé sur le TdB.

Pour les volets, le courant moteur qui peut atteindre plus de 5A en crête (du moins faut-il l’envisager) est appliqué via des relais 12V de type automobile largement dimensionnés (20A) pour cet usage. Les boutons poussoirs de commande doivent être de qualité car souvent sollicités mais ne gèrent que des courants de faible valeur (100 mA). La plaquette de circuit imprimé qui porte les composants est fixée dans l’arrière du fuselage contre la cloison C6.
Concernant le trim de profondeur, le petit moteur utilisé est si peu gourmand que l’inverseur de commande y est directement raccordé. A l’usage l’alimentation 12V s’est révélée trop forte et la rotation trop rapide, régulée à 6V, c’est mieux mais il faut trimmer par brèves touches.
L’affichage de la position à cabrer ou à piquer fait appel à un bargraph commandé par un circuit spécialisé le LM3914 bien connu. Deux ajustables permettent de faire correspondre le débattement du trim et l’allumage des leds. Le circuit imprimé proposé est en 2 parties à découper et disposer à 90° afin de pouvoir fixer l’ensemble aisément sur le TdB.

La station du bord

Elle se compose d’un transceiver VHF et d’un transpondeur. Les deux sont de marque Filser et fonctionnent sans problèmes particuliers depuis plusieurs années. A noter néanmoins que l’achat tardif de ces matériels a occasionné quelques modifications sur le réservoir. Les cotes ayant changé dans l’intervalle, il a fallu aménager des alvéoles dans le réservoir afin de pouvoir loger TRX et TPDR… Un regret : le TRX ne parvient pas à juguler les parasites de l’allumage moteur. L’IC22E qui le précédait y parvenait. Le câblage de ces appareils est sans surprise. Pour la radio, on retrouve classiquement les socles pour jack 6.35 et 5.5 ainsi qu’une prise d’alimentation 9V pour casque ANR placés sur deux petites platines elles-même situées aux extrémités G et D du TdB.

Les antennes : leur fabrication ne présente pas de difficultés majeures si on respecte les cotes fournies. En VHF, le ROS obtenu sur le prototype est excellent en milieu de bande et ne dépasse que très légèrement 2 aux extrémités. Bien sûr le contrôle au ROSmètre s’impose quand l’antenne est en place, de préférence avec le câble utilisé sur la station du bord. Pour l’antenne du transpondeur, sa construction est encore plus simple, seule la mesure de ROS peut être problématique car le matériel nécessaire n’est pas très courant. Un respect strict des cotes et des angles radians/monopôle sont donc gage de succès.

Dans la majorité des cas, des désagréments surviennent à plus ou moins long terme au niveau des liaisons, si le travail n’a pas été optimal. Donc soigner au maximum le câblage des connecteurs (souvent des BNC), sans martyriser le câble coaxial (50 ?) en particulier lorsqu’il est encore chaud et en évitant des courbures trop serrées. Le bois marouflé de fibre de verre-époxy est parfaitement transparent aux ondes VHF et SHF ce qui permet de garder les antennes à l’abri dans la dérive pour le dipôle VHF et dans le fuselage contre C6 pour la ‘’Ground-plane’’ du transpondeur. Dans les 2 cas, elles restent accessibles après montage. La trappe d’étambot outre le contrôle de la direction donne accès à l’antenne VHF.

Les finitions

Toutes les surfaces extérieures de l’avion subiront le même traitement : un masticage/ponçage pour parfaire l’état du support puis l’apprêtage, re-ponçage et retouches enfin peinture. Là encore la première qualité du constructeur est la patience, car on ne voit pas l’avancement de son travail et pourtant on y passe des journées…Une peinture polyuréthane blanche assouplie (pas très originale mais recommandée pour les composites) a été choisie et la décoration ainsi que l’immatriculation ont été simplement réalisées à partir de bandes autocollantes destinées à l’affichage publicitaire. Je profite de cette occasion pour remercier l’ACB de Brest pour m’avoir laissé l’usage de sa cabine de peinture durant un mois de l’été 2010.

Une remorque pour bateau a été aménagée pour permettre le transport en deux temps de l’avion. Ici le fuselage est en cours d’installation pour le grand départ…
Un deuxième voyage, avec un nouvel aménagement, sera nécessaire pour le transport des ailes.

Le travail est encore loin d’être achevé même si l’échéance approche. Il faudra encore tout assembler, vérifier, contrôler, et ne pas oublier la partie administrative.
Celle-ci s’est avérée bien plus aisée que prévue grâce au personnel de l’OSAC qui s’est montré tout à fait coopératif et conseilleur.

Epilogue

Ici s’achève cette longue présentation dont l’objectif est de témoigner de l’existant et de partager une expérience. Le Chouchenn est un avion’’ fait main et à la maison’’. Même s’il n’a rien de révolutionnaire cet avion est un prototype et certains choix n’ont été faits qu’en fonction de la disponibilité des matériaux, de l’outillage ou des compétences du constructeur. Je ne disposais pas de fraiseuse lors de la construction, il fallait donc contourner cette carence, d’un autre côté la disponibilité d’un poste TIG a entraîné certaines orientations. On peut donc facilement imaginer que certaines améliorations/simplifications sont envisageables.
Doit-on considérer qu’avec ses 284 Kg à vide cet avion est trop lourd ? Si l’on considère que l’idée initiale était de prétendre au classement ULM il faut alors se référer aux 450 kg réglementaires et c’est alors un peu limite. Si on regarde les propositions du marché, il n’y a pas de quoi rougir et si on reste sur le plan de la solidité/sécurité, c’est rassurant car le calcul des pièces maîtresses a été fait pour 9g.
Le Chouchenn vole maintenant depuis 2010 et affiche près de 600h au moment de cette publication. A ce jour, les seuls incidents à déplorer sont d’ordre mécanique (arbre à cames évoqué plus haut), une tresse de masse coupée (absence de gaine thermorétractable…) et une crevaison (pneu sous gonflé). Au regard de toutes les souffrances que j’ai imposées à ma machine, on peut dire qu’elle est solide et tolérante… Pour le reste, je n’ai pas le temps ici d’évoquer le plaisir qu’elle m’a donné à chaque traversée du pays ou plus simplement à chaque survol de la mer d’Iroise.
Les plans publiés sur le site du RSA sont donc utilisables comme déjà indiqué. J’incite à la plus grande prudence lors de la confection de certaines pièces (semelles de longeron, atterrisseur etc.). Une sous-traitance est tout à fait envisageable pour ces éléments. Je reste à la disposition (par mail) des constructeurs qui le souhaiteraient. Enfin, j’espère être en mesure de proposer très prochainement une version papier de tout ce travail ainsi que de quelques amendements non présentés dans ces pages.

Construisons pour voler

Savomp evit nijal

 

Louis Noblet

 

 

 

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