Electrification d'une semi-maquette type Eindecker

[DJ31]

Bonjour,

Je suis a la recherche d'informations destinés à combler mes lacunes en matière de motorisation électrique. Je travaille actuellement pour "débroussailler" avec des lectures de forum et le logiciel de calcul E-Calc mais cela ne suffit pas a répondre à toutes mes questions pour choisir le moteur qui va bien.

Mon projet est d'électrifier un monoplan semi-maquette WWI envergure de 2,30m/poids de 6,5kg estimé en ordre de vol/surface aile 100 dm2 doté d'un profil épais type ClarkY et d'un gros capot annulaire le tout générant pas mal de trainée.

Le but est de parvenir a obtenir un vol maquette et donc lent avec la puissance la plus faible possible pour gagner en autonomie : d'ou l'idée d'utiliser une grosse hélice de 22 pouces compatible avec la garde au sol mini avec un "petit accu" 6S/5000 mAh, et de privilégier la plage de puissance/consommation la plus faible nécessaire au vol, le "sweet-pot" des anglais, au meilleur rendement de la chaîne de propulsion.

Le problème que je rencontre est donc de déterminer cette zone de puissance mini où la vitesse air est suffisante pour être à l'abri d'un décrochage de l'avion en virage et à partir de là choisir un moteur qui permette de remplir le cahier des charges. Or les indications des logiciels de calcul donnent uniquement des résultats en statique à puissance max qui doivent différer de la réalité du vol.
Il existe certainement une méthode de calcul empirique permettant de définir approximativement en pourcentage les gains entre les valeurs calculées et celles de la "vraie vie" lorsque le moteur se "déleste" en l'air et que la puissance nécessaire au vol diminue.

Voila ou j'en suis de mes réflexions à ce jour : l'avion est prêt et n'attend plus que son futur moteur pour faire son premier vol.
Si vous, spécialistes de la propulsion électrique, pouvez m'aider à terminer mon projet je vous en serais éternellement reconnaissant.

Dom

 

[patrick02]

Bonjour DJ31

Loin de moi l'idée de me considérer comme un pro de la propulsion électrique mais peut-être vais je pouvoir t'aider un peu dans ta démarche car depuis pas mal d'années je ne vole plus qu'en électrique et de plus, je me suis amusé à faire quelque chose de très approchant de ton projet, quoique plus petit : voir dans la rubrique "Avions" de ce forum mon sujet "de l'art d'accomoder les restes".

Si je reprends les quelques chiffres que tu donnes, tu penses arriver à une charge alaire de 65 g/dm2, ce qui est très raisonnable pour un appareil de cette taille.
Dès lors, pour un avion qui doit avoir un vol maquette, une puissance de 180 à 200 watts/kg est largement suffisante. C'est ce que j'ai avec mon Fokker qui lui aussi génère pas mal de trainée avec son gros fuselage, son capot annulaire, son profil assez épais et ses gros haubans.
Il va te falloir trouver un moteur délivrant entre 1200 et 1400 watts, il y en a pas mal.
Mais d'emblée je pense qu'une batterie de 6S/5000 mAh ne sera pas suffisante pour faire tourner un tel moteur : tu vas vite monter en ampères, moteur, contrôleur et batterie vont chauffer et ton autonomie sera très limitée.
A mon avis il faut que tu partes sur du 8S.
Tu as des moteurs Turnigy qui pourraient faire l'affaire :
https://hobbyking.com/fr_fr/turnigy-aerodrive-sk3-5065-275kv-brushless-outrunner-motor.html
Il est donné pour tourner en 10S mais je suis sûr qu'en 8S il sera très performant.
https://hobbyking.com/fr_fr/turnigy-aerodrive-sk3-5055-320kv-brushless-outrunner-motor.html
lui peut convenir en 8S mais sera peut-être un peu juste.
https://hobbyking.com/fr_fr/turnigy-rotomax-1-20-brushless-outrunner-motor.html
Je ne le connais pas personnellement, à voir...
Mais ni le premier ni le second ne pourront tourner une hélice de 22 pouces, à mon avis tu seras limité à 18 pouces. Ceci dit, mon Fokker est équipé d'une 14 pouces vintage bois largement suffisante malgré le gros capot (voir photos).
L'avantage des moteurs que je te cite est que leur rapport qualité/prix est très favorable, mais tu peux bien sûr trouver l'équivalent en Scorpion ou Hacker, les prix ne seront pas les mêmes. Et j'utilise toujours les Turnigy avec satisfaction.

Mouline déjà tout ça dans e-Calc avec un contrôleur de 80 à 100 Amp. tu auras une bonne base de départ. Mais je pense que tu dois choisir au minimum une batterie en 8S, abandonne l'idée du 6S.
Je vais suivre l'évolution de ta démarche, c'est intéressant.

@+
patrick02

 

[DJ31]

Bonsoir Patrick,

Merci à toi d'avoir pris le temps de répondre de façon détaillée.
Quelques explications supplémentaires pour expliquer mes choix notamment celui de la Batterie.
- 6S je peux éventuellement m'en faire prêter pour faire les premiers essais. De plus, en fouillant dans des forums US j'ai vu qu'un modéliste de renom faisait évoluer un Fokker DR1 échelle 1/4 avec une bonne grosse hélice dont je ne me souviens plus des dimensions avec ce type d'accu.
Je me suis dit la bonne aubaine , l'idée étant de "tirer" une hélice "maquette" dans ses dimensions et donc de gros diamètre qui aura un meilleur rendement et qui ne sera pas perturbée par les dimensions du capot.
- 22 pouces effectivement ça demande quelques ampères et peut-être serais je obligé de revoir mes prétentions à la baisse et passer en 20 pouces, soit une 20x12 pour avoir une pitch speed en accord avec la vitesse de décrochage.
Avec E-Calc sous 6S et une 20x12 j'obtiens donc avec le Turnigy G160-245kv (j'avais aussi pensé à un SK3, peut-être plus fiable)

1000W sous 47A ce qui me donne 160W/Kg et une V-pitch de 84km/H pour une V-décrochage de 38 Km/H
Rien ne me choque dans ces chiffres même si ça n'est pas transcendant : je veux simplement qu'il décolle sans user trop de piste et qu'il puisse passer une boucle quitte a prendre un peu de vitesse en piquant comme les vrais.
Et toi qu'en penses tu, jouable ou pas ?

 

[patrick02]

Bonjour
Je suis dans le train pour rentrer chez moi .
Ce soir je reprends tout ça et je te dis ce que j'en pense.
Bonne journée.

patrick02

 

[HAL]

Pour faire voler en palier un moteur il faut environ 100 watts/kg (puissance consommée - ordre de grandeur, ça dépend de la trainée). Dans ton cas 650 watts. Les 1000 watts c'est ok pour du vol tranquille avec un peu de marge (tu pourras monter), mais avec ça faudra prendre de l'élan pour faire la boucle.

1000 watts/kg en 6S avec 3.7 v/élément (c'est ce que tu va avoir à partir de la moitié du vol à peu près) ça fait 1000/6/3.7 = 45 ampères. Très raisonnable.

coté hélice : je n'aime pas trop E-calc et j'utilise habituellement drivecalc ou ma moulinette personnelle. Dans le cas présent un moteur de Kv 250 donne un bon résultat avec une 22*12 et un Kv 300 est ok avec une 20*10. Dans les deux cas la vpich est de l'ordre de 80 km/h.

Donc c'est cohérent.

Après va falloir faire un choix de moteur. Ce qui est délicat quand on est dans ces Kv c'est qu'un écart de 30 sur le Kv fait 10% d'écart. Et que les données constructeurs ne sont pas toujours exactes, et donc un moteur de Kv 250 peut en faire 230 en réalité et là ça va poser problème parce que il faudrait une hélice de plus de 22 pouces et ça ne va pas passer en garde au sol. Personnellement je prendrai un moteur donné pour 250 qui permet d'avoir un peu de marge avec la 22*12 (ou un Kv un poil plus élevé du genre kv 270 en partant sur une 20x10, ce que je privilégierait peut être ne serait que pour avoir l'hélice pas trop près du sol). Faut que le moteur tienne environ 65 ampères en continu pour être tranquille.

Hal