Capteur d'angle d'attaque "furtif"

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Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  Alain Baudry le Ven 23 Nov 2012, 11:19

Bonjour à tous.

Petit retour d'expérience :

Le principe de mesure de l’angle d’attaque des EFIS consiste à comparer la pression totale (mesurée sur le pitot) avec une pression mesurée sur un plan incliné par rapport au vent relatif et dont l’inclinaison varie en même temps que l’angle d’attaque de l’aile. La formule de calcul doit ressembler à cela :
sin α = (P – Ps) / (Pt – Ps)
avec :
α : angle d’attaque du plan incliné
P : pression mesurée sur le plan incliné
Ps : pression statique
Pt : pression totale mesurée sur le pitot

On trouve dans le commerce des pitots spéciaux (j’en connais au moins un…) équipés de deux ports, un pour la pression totale et un pour la pression sur plan incliné. Pour fonctionner correctement ce pitot doit être suffisamment éloigné de l’aile pour être dans un flux d’air non dévié par l’aile, d’où les dimensions un peu monstrueuses de ce capteur…

Comme j’éprouve une certaine aversion pour les traînées parasites, je me suis dit que l’intrados de l’aile, juste quelques centimètres en arrière du bord d’attaque, présente à peu près la même inclinaison que le plan incliné du capteur et qu’une prise de pression à cet endroit pourrait peut-être rendre le même service.

Lors de la construction de mon aile (la gauche, donc celle qui supporte le pitot), j’ai collé sur l’avant d’une nervure (éloignée du flux de l’hélice) une boîte étanche réalisée avec des chutes de découpes de carbone et reliée au fuselage par un tube aluminium :




Une fois le revêtement d’aile posé, il suffit de percer la boîte à travers celui-ci et la prise de pression est réalisée…

Les premiers essais furent décevants : à vitesse supérieure à 1,2 Vs, tout se passait bien : quand la vitesse augmentait l’angle d’attaque diminuait et vice versa, mais aux environs de 1,2 Vs, lorsque je réduisais encore la vitesse, la valeur indiquée d’angle d’attaque passait brusquement à 0…
En fait mon trou de prise de pression était situé trop près du bord d’attaque, et à cet endroit, aux fortes incidences, une partie des filets d’air remonte au-dessus du bord d’attaque en créant une dépression sur mon capteur (c’est cette même remontée qui actionne la palette d’un indicateur de décrochage).
J’ai donc obturé le trou d’origine et percé un nouveau trou un peu plus en arrière… et cette fois c’est bon !

L’EFIS, un MGL Voyager, possède une fonction d’enregistrement des données de vol. Afin d'analyser le comportement du système de mesure, j’ai effectué un vol avec une série de 4 décrochages, un avec volets 0°, un avec volets 12°, un avec volets 20° et un avec volets 25°.
Voici les courbes obtenues qui valident le montage, avec en bleu la vitesse indiquée et en mauve, l’angle d’attaque :



L’indicateur d’angle d’attaque sur l’EFIS est un ‘bargraph’ avec une zone verte en bas, une zone jaune intermédiaire et une zone rouge au-dessus. J’ai placé ce ‘bargraph’ juste à coté de l’indicateur de vitesse :



Je l’ai étalonné en vol pour que la zone jaune corresponde à la plage de vitesse entre 1,3 Vs et Vs en configuration atterrissage (volets 20°).

Le trou de prise de pression définitif est un trou de diamètre 2mm percé à travers l’intrados de l’aile à 40mm en arrière du bord d’attaque, soit à 5% de la corde de l’aile de mon Sportster :



En conclusion, le montage répond maintenant à toutes mes attentes. A priori, il devrait fonctionner aussi sur un EFIS Dynon.
Je pense que sur une aile finie, la réalisation de la prise de pression doit pouvoir se faire en s'inspirant de la méthode que préconisait Dyn'Aero pour l'ajout des indicateur de décrochage sur les MCR Club...

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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  FJ le Sam 24 Nov 2012, 21:54

Bonjour Alain

Ces infos me sont précieuses car je dispose d'un Dynon D180 et bien que souhaitant disposer de l'info d'incidence, je rechignais à installer une sonde protubérante.
Merci pour ton retour.
François
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  RIAZUELO le Dim 25 Nov 2012, 22:40

Je confirme, suite à un petit vol fait avec Alain cet après-midi, que le dispositif est bluffant de précision et de finesse. L'aéronavale sait cela depuis longtemps !

Sans vouloir jouer les Top Guns, nos avions se posent avec d'énormes écarts de masse, nous obligeant, quand il vaut mieux se poser court, à faire de savantes estimations selon les conditions du moment.

Là, une seule façon de faire, toujours la même en toutes circonstances et en sécurité. Sans parler des économies sur les freins !

Bons vols à tous...
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  Admin le Lun 26 Nov 2012, 11:09

Dommage que ton système furtif soit difficilement rétrofitable sur un avion déjà construit.
Je vais être obligé d'installer le gros pitot Dynon pour en tirer les mêmes avantages, avec l'inconvénient de la trainée.
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  Alain Baudry le Lun 26 Nov 2012, 15:20

Ce serait dommage de ne pas essayer...
Je pense qu'avec précautions, on peut percer l'avant des nervures en partant de l'emplanture jusqu’au droit du pitot, avec un foret brasé ou collé à l'extrémité d'un tube, et ensuite tirer à l'intérieur du tunnel ainsi percé un tuyau souple genre tuyau à air pour aquarium en silicone ø int3, ø ext5 :

disponible sur le site
http://www.aquariofil.com/fr/cat/tuyau_eau_air/
...
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  ArthurLéo le Lun 26 Nov 2012, 20:30

Pourquoi ne pas le faire au bout de l'aile, comme ca il suffit d'enlever le winglet et faire un petit trou ? Le tuyau peut alors revenir au fuselage avec les fils électriques ?
Evidemment ca ne s'applique pas pour ceux qui ont des winglets collés...
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  Alain Baudry le Mar 27 Nov 2012, 08:30

Je pense que si on place le capteur à cet endroit, il risque fort d'être perturbé par l'écoulement latéral du flux d'air (qui génère les tourbillons de vortex). Personnellement je placerais le capteur à au moins 40 cm du saumon pour bénéficier d'un flux propre. Cela fait quand même moins de nervures à percer que si on perce depuis l'emplanture jusqu'au droit du pitot.
Tu peux aussi faire l'essai là où tu le proposes : si cela marche, c'est parfait. Si cela ne marche pas tu rebouches le trou et tu perces quelques nervures...

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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  Alain Baudry le Mer 12 Juin 2013, 07:56

Bonne nouvelle pour les inconditionnels du Dynon :

Nous avons monté mon capteur d'angle d'attaque 'furtif' (simple trou dans l'intrados de l'aile à 50 mm du bord d'attaque, à la même distance de l'emplanture que le pitot) sur le MCR4S tout neuf de l'Aérienne de Cholet. L'avion est équipé de l'EFIS Skyview de Dynon et la mesure d'angle d'attaque a été étalonnée en vol ce lundi et fonctionne parfaitement. Un vrai régal en exploitation...

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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  RIAZUELO le Mer 12 Juin 2013, 09:33

Je confirme que le procédé d'Alain (qui ne serait pas très courant, sinon unique), comparé au pitot DYNON est :

-> plus simple à monter lors de la construction (le retrofit doit être faisable avec un peu d'astuce),
-> bien plus esthétique car il de se voit pas,
-> moins fragile,
-> moins lourd et ne traîne pas,
-> et ... bien moins cher !

Il fonctionne à merveille, ce qui est aussi le cas du modèle DYNON, et c'est pour moi une découverte. L'essayer c'est l'adopter immédiatement. Alain m'avait dit qu'il ne regardait plus le badin en approche, je confirme, et il n'y a pas photo ! De plus, on a une connaissance bien plus fine des conditions aérologiques, l'instrument est très sensible et montre bien les rafales, ce qui permet d'adapter facilement l'angle d'attaque garantissant la sécurité.

Ce dispositif est tout sauf un gadget, particulièrement pour un 4S qui peut voler dans une plage de masse très importante (de 450 à 750 kg), encore plus que les biplaces qui sont déjà pas mal sur ce critère.
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  Admin le Mer 12 Juin 2013, 20:00

Bravo, voilà un très bon moyen de rendre nos avions encore plus sûrs.
Merci pour votre contribution.

Il faut maintenant essayer le retrofit d'un avion non équipé.scratch
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  FJ le Ven 14 Juin 2013, 13:49

Bonjour Alain

je suis très intéressé par ton montage et je te remercie beaucoup pour ton retour d'expérience. Concernant la position du trou, tu indiquais 40 mm du bord d'attaque pour ton VLA contre 50 mm pour le 4S. Cette différence est-elle uniquement justifiée par la différence des profils ou également par la différence des EFIS ?
Bon vols
François
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  Alain Baudry le Ven 14 Juin 2013, 14:43

Bonjour François,

j'ai simplement utilisé le même pourcentage de corde :
Sur le Sportster la corde de l'aile est de 800 mm et la distance du trou par rapport au bord d'attaque est de 40 mm, soit 5% de la corde.
Sur le 4S, la corde est de 1000 mm ; j'ai donc choisi 5% de 1000, soit 50 mm.
Il n'y a pas de différence due au type d'EFIS.

Alain
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  RIAZUELO le Sam 15 Juin 2013, 07:20

L'indicateur d'angle d'attaque est vraiment simple à employer, mais la compréhension (complète) des phénomènes en jeu l'est moins.

Les curieux pourront s'en convaincre en allant ici (http://www.av8n.com/how/htm/aoa.html), qui est un lien proposé par DYNON. Prévoir un peu de temps et de concentration afin de ne plus confondre, par exemple, l'Angle d'Attaque et l'Incidence Smile

Les non curieux pourront continuer à jouer avec les petites barres vertes et jaunes (éviter les rouges !) pour leur plus grand bénéfice ....
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  RIAZUELO le Ven 28 Mar 2014, 07:31

Bonjour à tous,

Le petit trou magique fonctionne, je l'ai percé sur mon SPORTSTER !

J'ai écrit tout le bien que je pensais de la combine géniale d'Alain BAUDRY, consistant à remplacer le pitot, lourd, disgracieux et cher, de DYNON par un petit trou placé à l'intrados à 5% de la corde, à peu près à la même distance de l'emplanture que le pitot original.

Il avait préparé son coup dès la construction de son SPORTSTER (voir les détails plus haut) et déterminé de façon empirique la valeur de 5 % de la corde.
Nous avons appliqué la recette sur le 4S équipé d'un SKYVIEW que nous avons construit avec l'AERIENNE DU CHOLETAIS et cela a marché du premier coup.

La seule question qui restait consistait à savoir comment relier le fameux trou au troisième port du DYNON qui reçoit cette info de pression, pour un avion déjà construit.

Je viens de le faire, cela a marché du premier coup, la réalisation ne me semble pas très compliquée avec une quasi garantie de résultat.

ICI une petite explication qui devrait suffire à ceux qui ont déjà cherché, si cela intéresse, je peux détailler ...



Volez au bon angle ... Smile 
Michel


Dernière édition par Admin le Ven 28 Mar 2014, 10:38, édité 2 fois (Raison : Affichage de l'image en direct)
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  Admin le Ven 28 Mar 2014, 10:45

Bien sûr que cela nous intéresse… En tout cas, moi  cheers 

Peux-tu nous expliquer la suite? Comment as-tu fait pour coller la platine?
Comment as-tu fait pour traverser toutes les nervures?
Comment vas-tu reboucher ton trou (Aile carbone ou aluminium?) ?
Et tout, et tout  bounce
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  RIAZUELO le Ven 28 Mar 2014, 21:55

Bonjour à tous,

Bon, si cela intéresse ...

Je n'ai pas dit que, moi aussi, j'avais préparé mon coup lors de la construction, donc bien avant Alain, car j'avais déjà envie de disposer d'un indicateur d'angle d'attaque.

C'était quelques année avant DYNON et plus généralement avant la banalisation des EFIS à bord de nos petits volatiles.
J'avais vu un système d'AOA (US of course !) qui analysait les pressions sur deux prises statiques, situées à l'extrados et l'intrados entre 20 et 30 % de la corde.

J'avais donc préparé non pas une (comme Alain) mais deux boites accolées à la nervure du pitot (une à l'extrado, l'autre à l'intrados) avant la fermeture de l'aile par le revêtement. Ces boites était reliées à l'exterieur avec des tubes RILSAN, pas en aluminium, fort heureusement ....

Ces boites étaient donc en place et en installant un système d'AOA tel que celui que j'avais prévu, elles m'auraient permis de déterminer la bonne fraction de la corde pour que cela marche. Mais, j'ai installé un D10A, le système d'AOA a semble-t-il disparu et mes tubes en rilsan étaient en place pour rien ...

Pour rien, jusque au moment où la motivation pour un indicateur d'AOA revienne avec ce qu'avait fait Alain.

Je me suis donc décidé à aller à la pêche à ces tubes abandonnés, plus précisément à celui de la boite d'extrados.

J'ai découpé le revêtement au raz de la nervure de pitot (on la trouve facilement en tapant doucement sur le revêtement) pour faire ce qui est désigné sur la photo du bas de page par "Trou de dégagement". C'est comme pour l'opération de l'appendicite, il faut faire le plus petit possible  Smile 

Par ce trou, j'ai vu le tube convoité, je l'ai coupé au raz de la boite et comme il était libre dans les nervures et assez long, j'ai pu l'attraper et le faire ressortir. Là, c'était gagné, le reste est très facile.

Je fais une pause ici, car je pense que personne n'a dans son aile gauche 2 tubes en rilsan placé juste où il faut et qui attendent qu'on viennent les repêcher ...

En faisant ma petite manip, j'ai pensé à vous et voilà comment rattraper votre coupable imprévoyance ...

Pour se retrouver dans la situation où on a un tube qui part de l'emplanture et qui ressort par le "Trou de dégagement", il "suffit" de percer les nervures, à 4 ou 5 cm de l'intrados à environ 30% de la corde en se débrouillant pour être bien parallèle au longeron et en mesurant la profondeur pour s'arrêter à la nervure de pitot. Il n'y a pas besoin d'avoir une grande précision. Un fois percé, on voit l'orientation du tube de perçage et on peut déterminer l'emplacement du "Trou de dégagement".

Pour percer les nervures, on peut utiliser un tube dont aura "dentellé" une extrémité pour le rendre capable de traverser la mousse (la première nervure carbone se perce au foret). Il faut choisir un diamètre tel qu'on puisse enfiler à l'intérieur le tube souple (diam ext = 5 mm) que cite Alain plus haut. Une fois le perçage fait, le tube de perçage servira à router le tube souple jusque vers le "Trou de dégagement". Un fois le tube souple bien en main, on peut ressortir le tube de perçage.

Et on peut passer à la suite dans une meilleure situation que la mienne, car c'est le même tube souple qui va être raccordé au tube coudé en laiton qui va ressortir par le trou magique. Pas besoin de faire le raccord que j'ai dû faire, car mon tube rilsan était trop court et de toute façon, trop raide.
Les photos sont explicites. Celle du haut montre la petite platine sur laquelle est collé le coude en laiton.

Cette platine est préparée et raccordée au tube souple tel que montré sur la photo du bas. Par le trou magique (d'un diamètre légèrement supérieur au tube laiton) on envoie une "aiguille" de fil à freiner qu'on récupère par le trou de dégagement. On attache le fil à freiner au bout du tube laiton (écraser le tube laiton sur 4 à 5 mm et percer à 1 mm), on fait passer la platine par le "Trou de dégagement", on tire sur le fil à freiner et ... un petit bout de tube de laiton ressort par le trou magique.

On fait cela une ou deux fois à blanc pour être sûr que rien ne coince, on beurre généreusement la platine avec de la colle "carbone" et on recommence "pour de bon". On laisse prendre la colle en maintenant la traction sur le fil à freiner ...

C'est définitivement gagné, il reste à araser le tube laiton, reboucher le "Trou de dégagement" et c'est fini. Pour reboucher, j'ai utilisé une petite plaque sandwich carbone, balsa dur 15/10, carbone, chute de la fabrication de la boite à gants, que j'ai collé à l'intérieur du revêtement. Après séchage, mastic, ponçage et peinture ... Pas d'affaiblissement à craindre.

Vous notez que cette méthode de retrofit est différente de celle qu'Alain suggère. Elle est très proche de ce que j'ai réellement fait et je suis pratiquement sûr qu'elle marche ...

Il ne reste plus qu'à remonter les ailes, à raccorder le tube souple au troisième port du DYNON et ... à aller faire une série de décrochage !

Bon perçages ...

Michel


Dernière édition par RIAZUELO le Sam 29 Mar 2014, 07:22, édité 6 fois
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  Admin le Ven 28 Mar 2014, 23:10

Merci beaucoup, je vais en rêver toute la nuit  What a Face 
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  Luciano Jannone le Sam 29 Mar 2014, 08:48

Salve Michele,

Moi aussi j'aimerais en savoir plus; mais aussi s'il est possible de réaliser la chose sur mon aile UL tout carbone.
Merci d'avance
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  RIAZUELO le Sam 29 Mar 2014, 10:17

Bonjour Luciano,

je pense que oui. Sur le 4S, c'est hyper facile, mais cela ne doit pas être évident quand l'avion est en croix.

Pour l'ULC, j'en ai un pas loin avec les ailes démontées, j'avais prévu de regarder la chose de plus près. Je ne vois pas ce qui pourrait empêcher de le faire, mais prudence est mère de sureté, disait mon grand-père ...

Bol vols,
Michel
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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  RIAZUELO le Lun 31 Mar 2014, 06:16

Bonjour à tous,

En y regardant de plus près, sur le 4S, la manip ne doit pas poser de pb avec les ailes en place. On peut éventuellement enlever le tube de commande d'ailerons pour être plus "à l'aise", ce qui se fait facilement en enlevant le winglet ...

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Re: Capteur d'angle d'attaque "furtif"

Message  RIAZUELO le Mar 01 Avr 2014, 07:42

Bonjour à tous,

Une petite couche supplémentaire sur l'intérêt de la connaissance de l'AOA ...

Il y a bien sûr la possibilité de faire la courte finale à la vitesse minimum en sécurité ce qui permet des atterrissages étonnamment courts, mais il y a aussi la possibilité de faire des décollages à la pente max en toute tranquillité.

Avant d'avoir l'AOA, j'avais comme habitude, avec la "hantise" du passage au deuxième régime, de faire un palier jusqu'à 150 km/h avant de monter, à 150 km/h. Ce n'est pas l'idéal pour la distance de passage au 15 m.

Avec l'AOA, dès qu'on voit une barre jaune on peut monter, et maintenir l'AOA dans cette zone. Cela change tout et il y a des circonstances où cela peut être précieux.

Dernière remarque, liée à la différence qu'il peut y avoir entre le pitot DYNON et le petit trou magique. J'ai mesuré ce que représentaient les zones jaunes et rouges et suis arrivé à la conclusion qu'avec une seule pointe jaune, on est sûr d'avoir 1,3 VS. Cela est valable pour mon avion et mon installation et je pense que cet "étalonnage" doit être fait avant d'exploiter l'AOA.

Bon vols,
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