Bonjour,

Le rapport PCA2000 auquel vous faites référence est issu d’un programme réalisé par Didier Breyne, qui est un de nos membres actifs, et qui donc travaille "façon Inter-Action".

Comme vous le signalez dans votre message, il est toujours difficile de connaître les puissances réelles en jeu. Lorsque l’on dispose de PCA2000 (qui est avant tout un programme de conception), cela facilite la tâche parce que ce programme n’est rien moins qu’un modèle synthétique cohérent des avions. Du fait de sa cohérence, il permet de donner des valeurs à certains paramètres qui restent inconnus pour ceux qui n’ont pas procédé aux essais en vol, voire de rectifier des valeurs incohérentes (souvent avancées par les services commerciaux et marketing...).

Pour commencer quelle est la puissance réelle injectée sur l’arbre hélice ? En aéronautique "conventionnelle" on a l’habitude de donner la Vcr max à 75 % de puissance nominale, et souvent à 2400 m (8000 ft) puisque, plein gaz, le moteur ne donne plus que 75 % de sa puissance. "Plein gaz" est intéressant puisqu’il n’y a pas de perturbations apportées par un papillon des gaz partiellement ouvert. Le plus intéressant restant la puissance maxi au sol (niveau de la mer), pour les mêmes raisons, et parce que c’est normalement la puissance nominale lorsque le moteur est au "bon régime", c’est-à-dire sur le sommet de sa courbe de puissance (s’il tourne plus vite ou plus lentement la puissance diminue).

Le problème avec les Rotax est que leur régime de puissance maxi continue n’est pas à 75 % mais entre 80 et 85 % de Puissance...

Seconde remarque : la puissance qui compte pour l’évaluation de la qualité aérodynamique est celle qui est réellement utile, c’est-à-dire celle qui va donner (par réaction) la traction communiquée à la cellule. Il y a donc un rendement hélice qui intervient, mais aussi un rendement d’installation.

Les rendements hélice plafonnent à 86 % pour une bipale lorsque tous les bons paramètres sont réunis (diamètre, facteur d’activité, VRILLAGE, régime, vitesse de translation). Ce n’est pas forcément le point où l’hélice a été adaptée, car il faut encore s’assurer que, hors adaptation (notamment lors du décollage), l’avion est encore en mesure de voler ! Il y a donc des compromis qui sont fait, et que l’on accepte pour cela un certain niveau d’inadaptation (- 1% ; - 2% ...).

Si l’hélice est une tripale, le maximum possible n’est plus qu’à 85,5 %, et plus que de 85 % pour une quadripale...

Ces chiffres proviennent des abaques Naca 640, issus des dernières mesures effectuées réellement en soufflerie. Depuis, on préfère les chiffres sortis des programmes informatiques qui n’ont avec la réalité qu’un rapport théorique (fluide non visqueux, absence de décollement, etc...). Alors évidemment on se rapproche des rendements propulsifs de Froude... Mais est-ce pour autant la réalité ?

Ensuite, il y a encore un rendement d’installation qui vient interférer et amputer la puissance utile de quelques pour cent (1 à 5 %, parfois plus, selon la qualité aérodynamique de ce qu’il y a derrière l’hélice).

Alors bien sûr, en tant qu’objet de conception, un avion est un tout qui montre le savoir-faire d’un concepteur : c’est lui qui choisi la forme de la cellule, c’est lui qui fait l’adaptation hélice, et c’est lui qui retient tel ou tel compromis. C’est la raison pour laquelle nous avions, un temps, choisi de qualifier la qualité aérodynamique avec le critère "TGS" (Traînée globale par siège), donnée en m² de surface de traînée sur le nombre de sièges, et dans laquelle n’étaient pas sortis les rendements hélice.

Le problème est qu’un concepteur voudrait disposer du détail des pertes afin de pouvoir faire ses choix en connaissance de cause. On évalue donc au plus serré, sans être absolument sûr de rien. Et c’est par le nombre des analyses sur des appareils divers (l’expérience) que des lignes de forces émergent...

Dernier point dans l’analyse des qualités aérodynamiques pures d’un appareil : la traînée induite. Quelle est-elle exactement ? Et bien, là aussi, on essaye de se rapprocher d’une réalité qui fuit. La traînée induite est fonction principale de l’allongement... Aérodynamique et non pas géométrique. Entre les 2 il y a ce fameux coefficient d’Osswald "e" dans lequel se rangent quantité de petites imperfections de distribution de Cz en envergure (présence du fuselage, de son calage sur l’aile, du VRILLAGE de celle-ci, de sa forme en plan, de la position de l’aile en hauteur, de la forme de la section du fuselage, etc...). La seule façon d’avoir une valeur réaliste de "e" est de procéder par essai en vol pour obtenir la polaire réelle sur tout le domaine de vol... Encore faut-il pouvoir accéder à ces données !

Bien entendu, on trouve dans la littérature plusieurs études empiriques qui ont été menées pour tenter d’estimer ce coefficient, car si on veut modifier quelque chose pour avoir le meilleur "e" possible, c’est avant que l’avion n’existe ; pas après lors des essais. Laquelle de ces méthodes est-elle la meilleure (à défaut de la bonne) ? Là encore, c’est la multiplicité des analyses qui pallie (un peu) à toutes ces incertitudes.

Je vous joins une fiche d’analyse concernant le MCR-01 VLA (Cfe = 5,84 ‰). Mais là encore, les 2 chiffres derrière la virgule ne doivent pas faire illusion : à défaut de résultat d’essais précis, l’appareil se positionne entre 5,5 et 6 ‰. Sachant que la limite déjà obtenue (Wight-Lightning, Piaggio Avanti) se trouve entre 3 et 3,5 ‰ ‰, il conviendrait, avant d’affiner l’analyse des MCR, de diagnostiquer l’origine de ses déficiences afin de les corriger. A titre tout à fait intuitif (l’expérience des analyses aidant), nous ne serions pas étonnés d’apprendre que la forme pincée du fuselage serait une des principales sources de la qualité aérodynamique "moyenne" de cette machine.

Bien cordialement,