MODIFICATION DE VOILURE D’ATL (1ere question)

, par Interaction

A la Suite d’un projet en cours (passage en ULM d’un ATL ROBIN) je souhaite faire des modifications sur la voilure qui seraient de deux ordres :

 réduction de l’envergure de 50 cm de chaque coté (actuellement Sa = 12m2)
 augmentation de la surface des volets hypersustantateurs de 20%.

J’ai déjà un appareil de ce type remotorisé avec un Rotax 912 qui vole parfaitement (Mv 290 kg). Je travaille sur une autre cellule qui d’après mes calculs sera plus légère (aux alentours de 270 kg de Mv avec un moteur Jabiru). Et c’est sur celle-ci que j’aimerais expérimenter cette modification de voilure ; mais avant, j’aimerais avoir un avis plus technique que l’expérimentation pure, sur l’implication d’une telle modification sur les qualités de vol.

Si nous avons bien compris, vous comptez modifier la voilure de l’ATL par réduction de l’envergure sans toucher à la corde, avec pour conséquence une diminution, à la fois, de sa surface et de son Allongement.

En nous basant sur la fiche d’analyse de l’ATL Robin, nous avons procédé comme vous comptiez le faire à savoir : réduire l’envergure par amputation de ses extrémités.

L’aile étant trapézoïdale la diminution d’envergure de 1 m n’apporte qu’une diminution de surface alaire de 0,92 m2 (une diminution par l’emplanture aurait évidemment apporté une diminution de surface bien plus importante ; pas loin du double).

Cette diminution de surface apporte conséquemment une diminution de Surface Mouillée de 0,92 x 2 = 1,84 m2, ce qui diminue mécaniquement la traînée parasite (l’aile étant a priori une surface qui ne présente que de la traînée de frottement). Cette diminution de traînée parasite peu être chiffrée : 1,84 x 0,0045 = 0,00828 m2

Rien n’étant modifié par ailleurs, la surface de traînée parasite totale (initialement à : SCxo = 0,468 m2) va donc être ramenée à : SCxo = 0,468 - 0,00828 = 0,4597 m2

Vu ainsi, l’appareil devrait normalement voir ses performances très légèrement augmenter. Malheureusement, en procédant de la sorte, on aura touché à un paramètre important (l’allongement) qui, dans l’opération aura perdu un point complet (de 8,5 l’Allongement passe à 7,48). Cela a évidemment une incidence sur la traînée induite qui surcompense le gain de trainée parasite. Au final donc, cela se traduit par une perte.

Pour ce qui est de la vitesse maximale et de la vitesse de croisière, cette perte n’est pas un drame, puisque l’on reste dans l’épaisseur de l’aiguille du badin ! Mais si l’on y reste, c’est uniquement parce que les sources de traînée de cet appareil sont effroyables... Il en aurait été bien différemment si l’appareil avait été proche de la perfection aérodynamique.
En revanche, pour ce qui concerne les performances hors adaptation (taux de montée, pente de montée, distance de décollage, plafond), elles évoluent toutes dans le mauvais sens. Cela ne serait pas grave avec un avion qui aurait de la marge, hors l’ATL est limite partout, puisque engagé dès l’origine dans une spirale infernale masse-puissance.

Il reste une bonne surprise néanmoins : la VNO est nettement augmentée (en raison de la diminution des efforts de flexion, dus à la diminution du bras de levier).

Pour l’heure, nous n’avons pas abordé la question de l’hypersustentation, qui sera évidemment cruciale si vous voulez bénéficier de la réglementation ULM. Pour le reste, les Mv dont vous parlez nous laissent perplexes (du moins s’il s’agit d’une cellule d’ATL) : êtes-vous sûr (si je l’on se réfère au manuel de vol) de ne pas avoir oublié un petit quintal quelque part ?

NOTRE AVIS :
L’ATL est un appareil fondamentalement loupé : parti d’un Cahier des Charges d’Avion Très Léger (Mv = 200 kg ; Md = 400 kg ; Pmot = 47 ch ; Vmax 180 km/h, avec une VNE à 195 km/h), l’aventure a été abandonnée quand il était devenu évident que les spécifications échappaient à tout contrôle (Mv = 390 kg ; Md = 580 kg et Pmot = 80 ch pour une Vmax restée inchangée !), alors que l’appareil était toujours sous-motorisé !

La raison de ce fiasco est simple : l’appareil est trop lourd, et il est affligé d’une traînée parasite anormalement importante.

 La lourdeur vient de l’utilisation des composites pour le fuselage (statistiquement le matériau le plus lourd en construction aéro),

 et la traînée a pour cause le pincement du fuselage qui lui confère une aérodynamique de sphère (ce qui explique d’ailleurs certains de ses comportements erratiques en courte finale et aux grands angles).

S’il y a quelque chose qui devrait, d’abord et avant tout, être changé sur cet appareil, ce n’est pas ses ailes (une aile traîne peu), mais son fuselage, dont il faudrait "gonfler" toute la partie située en arrière de son maître-couple (l’empennage papillon pouvant être conservé, ainsi que la partie avant et la cabine).

Pour ce qui est de la masse de ce fuselage, il faudrait, soit utiliser une technologie carbone-époxy sous vide (pour ceux qui en ont les moyens), soit adopter une technique du type de celle utilisée par Serge Pennec sur son Gaz’Aile II (structure travaillante bois + mousse "sculptée").

Associée à une motorisation à base de Jabiru détaré, voire de HKS (pour ne pas emplafonner exagérément la VNE qui devra malgré tout être sérieusement augmentée), il y aurait moyen de gagner suffisamment de masse, pour pouvoir réduire la surface aile de façon substantielle (nouveau gain de masse) et accéder facilement à la règlementation ULM. Ce faisant, l’envergure pourrait alors être ramenée à des valeurs plus communes sans pour autant toucher à l’allongement initial, gage de meilleures performances hors adaptation.

Il est vrai que l’appareil n’aurait plus alors grand-chose à voir avec l’ATL de ROBIN, mais il aurait assurément bien plus de légitimité à en porter le nom !

Si vous voulez, en toute connaissance de cause, avancer dans cette voie, nous ne saurions que vous conseiller de vous rapprocher de Didier Breyne (membre d’InterAction et concepteur du logiciel de conception avion "PCA2000"... celui-ci fonctionnant, du reste, selon des méthodes et des principes mis au point à I-A).