[FSX][Réel]La grande dépression d'admission

Sierra Golf · [↑]

Bonjour à tous,

Je suis nouveaux sur le forum, et cela fais quelques années que je m'initie aux joies du pilotage sur FS 9 et à présent sur FS X.

J'aime énormément la mécanique, et comprendre en profondeur comment fonctionnent nos goélands de métal est un sujet qui me préoccupe.

Or je bloque sur un point... Je ne parviens pas à le comprendre... Je m'explique :

Je m'essaie depuis peu au pilotage des bimoteurs, avec le Beechcraft Baron, mais surtout avec le mythique Douglas DC3 et ses deux Pratt & Whitney.

Je me suis donc penché sur l'utilisation du manomètre indiquant la pression d'admission. Pour être précis, le capteur du manomètre mesure en réalité une pression négative, ou dépression : plus la valeur croît sur le cadran, plus la dépression augmente. Logique puisqu'il s'agit de l'air aspiré par les pistons en phase d'admission.

Or j'ai constaté qu'à richesse et ouverture de gaz constants, si je baisse le régime moteur en augmentant le pas de l'hélice, la valeur de dépression d'admission affichée reste constante... Ce que je ne comprend pas, car à gaz constants (50% par exemple), le papillon des gaz est sensé garder la même position ; le moteur tournant moins vite, l'aspiration est donc moins grande. La dépression devrait donc diminuer.

Encore plus contre-intuitif : dans les même conditions précédemment décrites, en diminuant fortement le régime moteur (approche du plein grand pas - régime moteur minime), la dépression d'admission augmente légèrement.

J'ai essayé sur le BB et le DC3... Sans jeu de mot, je cale. Pourquoi la dépression ne diminue-t-elle pas ?

Auriez-vous une réponse ?

En vous remerciant par avance pour vos "lumières" (euh non, "soupapes", vu que c'est des 4 temps),

Sierra Golf

pétrel · [↑]

Bonsoir Sierra Golf,

Bien que n'ayant aucune compétence en mécanique,il me semble (malgré ma mémoire défaillante...) que l'action sur la manette de pas agit sur le régulateur afin d'afficher et de maintenir une vitesse de rotation constante de l'hélice et non sur celle du moteur d'où une Pa constante.
Je pense que quelques spécialistes viendront développer davantage.
A+
Pierre

Sierra Golf · [↑]

Bonjour Pierre,

Merci pour cette réponse.

En effet la manette de calage de l'hélice agit sur le régulateur de régime, agissant lui-même sur le calage de l'hélice dans le but que le régime moteur sélectionné reste constant.

Mais dans mes essais, en augmentant le pas, le régime moteur baisse, témoin le compte-tour et bruit du moteur...

Et la pression d'admission dépend, selon ma compréhension, de deux paramètres :

- degré d'ouverture du papillon de gaz ;
- régime du moteur.

PS : la vitesse de l'hélice reste constante pour un régime moteur choisi par le pilote (sauf dans les extrêmes plein grand pas ou plein petit pas). Mais il ne me semble pas quelle reste constante en permanence, quelques soit le régime moteur...

Merci et A+

Sierra

Boufogre · [↑]

Hello,

Ce qui est affiché sur le compte-tour est le régime hélice et non le régime moteur. Le régulateur fait varier le calage des hélices de manière continue afin de garder le régime hélice, commandé par le pilote, constant.

Évidemment, ce n'est possible que dans certaines limites et en réduisant les gaz, lorsque les hélices atteindront la position du pas le plus faible, elles ne pourront plus maintenir le RPM et il diminuera en fonction de la position de la manette des gaz.

n666eo · [↑]

En fait tu es quasiment dans le vrai Sierra Golf !

A un détail près : le mano mesure bien une PRESSION et non une DEPRESSION. Quand tu pousses la manette de gaz, le papillon s'ouvre, la différence de pression entre l'extérieur et l'intérieur diminue, donc la pression à l'intérieur augmente. Plein gaz, ton mano doit afficher la pression atmosphérique du jour, à un pouième près. Plein réduit, le papillon est presque fermé, la pression est minimale (pression d'admission au mini).

Partant de là, en inversant ton raisonnement, on trouve effectivement qu'il y a un problème : en réduisant le régime hélice (donc en réduisant le nombre de tours), la pression d'admission devrait AUGMENTER légèrement. Le problème vient... de FS ! En effet, je suppose que tu parles des appareils par défaut de FSX (ou peut-être du Baron de Carenado, ce qui ne change pas grand chose) et ces derniers présentent quelques imperfections dans le fonctionnement moteur.

En utilisant des appareils de A2A, ou même d'autres éditeurs (MilViz ou autre), tu aurais effectivement constaté une légère augmentation de pression d'admission lors de la réduction du régime...

P.S. : à noter que l'utilisation d'un appareil avec tubro (C182T par exemple) modifie ce comportement, la pression "extérieure" n'étant plus l'a pression atmosphérique mais celle délivrée par le turbo...

Bons vols !

Dernière modification par n666eo (05-02-2013 10:28:59)

Bee Gee · [↑]

Je me suis donc penché sur l'utilisation du manomètre indiquant la pression d'admission Pour être précis, le capteur du manomètre mesure en réalité une pression négative, ou dépression : plus la valeur croît sur le cadran, plus la dépression augmente. Logique puisqu'il s'agit de l'air aspiré par les pistons en phase d'admission.

D'abord comme déjà expliqué on parle de pression d'admission et non de dépression, la pression absolue la plus basse étant zéro (vide spatial) une pression négative n'existe donc pas dans la nature, elle n'existe que si on prend pour référence une pression donnée..... dans notre cas le zéro de l'instrument = pression absolue zéro. tout ce qu'il y a au dessus est donc positif et ne peut être que positif.
certes sur un piston sans compresseur la pression d'admission est toujours inférieure à la pression atmosphérique, mais si tu voles sur un avion muni de moteur à compresseur, la pression d'admission peut être très supérieure à la pression atmosphérique on parle alors de suralimentation

L'instrument de pression d'admission (Manifold Pressure en anglais dans la suite du message on dira MP). est gradué en différentes unités, légalement il devrait être calibrer en Pascal, mais la tradition américaine, très ancienne, est d'utiliser le pouce de mercure, au sol moteur à l'arrêt, tu pourras constater que la MP indique la pression au niveau de l'aérodrome, sur un terrain au niveau de la mer en atmosphère standard il va indiquer 29.92, dans d'autres cas il va indiquer une pression différente, pour contrôler la validité de son indication sur un aérodrome en altitude, tu mets l'altimètre à zéro et tu lis le alors le QFE dans la fenètre de calage, si par ex l'alti indique 28.50 pouce, le mano de MP doit aussi indiquer 28.50.

Moteur en route se comporte comme une pompe à vide, papillon fermé la MP sera plus faible que la pression atmosphérique locale, celle ci dépend aussi du régime moteur comme on le verra plus loin

Moteur en route, mis plein gaz sur frein tu noteras que la MP est un peu inférieure à la pression locale notée précédemment, cela est dû aux pertes de charge car l'écoulement d'un fluide dans une tuyauterie ne se fait pas par un gaz parfait, on a une perte dû à la friction des molécules d'air sur les parois de la tuyauterie d'admission

Encore plus contre-intuitif : dans les même conditions précédemment décrites, en diminuant fortement le régime moteur (approche du plein grand pas - régime moteur minime), la dépression d'admission augmente légèrement.

Normal, moins de régime = écoulement plus lent = moins de perte de charge = pression plus forte
..... c'est très bien modélisé même sur les avions basic de FS (voir Baron par exemple)

Enfin la toute bonne question à poser est pourquoi installe-t'on un mano de pression d'admission sur les avions ? quel paramètre essentiel de la conduite moteur représente t'il ?

Pour finir et que les choses soient bien clair, régime hélice et régime moteur sont toutjours liés, sur la très grande majorité des avions légers l'helice est en prise directe sur le vilbrequin, sur les moteurs plus puissant on peut trouver un réducteur entre le moteur et l'hélice, la tradition est d'afficher le régime hélice, on pourrait très bien donner le régime moteur, ce serait très exactement la même chose (sauf si le réducteur casse ! mais ça on s'en aperçoit sans même regarder les instruments !)

GLobalement FS représente plutôt bien le fonctionnement des moteurs à piston - hélice, si on apprend bien sur FS ce sera applicable tel quel en réel.

a+ !

Dernière modification par Bee Gee (05-02-2013 11:44:03)

Bee Gee · [↑]

Petit complément: chez les anglais, durant la période de la guerre (Spit Lancaster etc), la pression d'admission était exprimé en livre de boost (unité PSI) par convention 0 livre de boost était la pression niveau mer en standard on pouvait donc voler avec des pressions d'admission négatives, -2 livres de boost par exemple, c'était donc une pression relative et non absolue comme chez le peau rouge (Mustang, B17, Baron etc). (1 atmosphère =~14 PSI = 1013 hps = 29.92 pouce de mercure) ...
très simple n'est il pas ?.. oh yes ! il est !
a+

Sierra Golf · [↑]

Merci à tous les deux pour ces réponses détaillées, rapides et précises ! Je comprends beaucoup mieux !

Bien sûr, lorsque je parlais de dépression, ou pression négative, il s'agissait bien d'une pression relative à la pression atmosphérique.

Mais vous avez bien fait de préciser ce point, car je n'avais pas compris que l'instrument MP affiche une pression absolue. J'ai donc dès la lecture de vos réponses lancé FS X, et coupé un moteur du Baron pour m'apercevoir qu'en effet, l'aiguille de ce moteur grimpe vers la pression atmosphérique, à savoir 28~29 pouces. Le zéro relatif n'est pas, comme je le pensais, le zéro du cadran, mais bien le 28~29 pouces.

C'est beaucoup plus clair comme cela !

Par contre je suppose que les moteurs du Baron sont atmosphériques vu que plein gaz l'aiguille tend vers la pression atmosphérique.

A l'inverse, sur les moteurs du DC3, l'aiguille de pression d'admission dépasse largement la valeur de pression atmosphérique lorsque je mets plein gaz. Les deux Pratt & Whitney du Douglas sont donc suralimentés... Savez-vous s'ils sont équipés de turbocompresseurs ou de compresseurs ?
Pour les moteurs équipés de compresseurs (simple), a-t-on une pression d'admission supérieure à l'atmosphérique au ralentit ? (je sais que ce n'est pas le cas des turbocompresseurs)

Bee Gee a écrit :

Moteur en route, mis plein gaz sur frein tu noteras que la MP est un peu inférieure à la pression locale notée précédemment, cela est dû aux pertes de charge car l'écoulement d'un fluide dans une tuyauterie ne se fait pas par un gaz parfait, on a une perte dû à la friction des molécules d'air sur les parois de la tuyauterie d'admission.
Normal, moins de régime = écoulement plus lent = moins de perte de charge = pression plus forte
..... c'est très bien modélisé même sur les avions basic de FS (voir Baron par exemple)

Et je rajouterai le principe de Bernoulli :

Plus le fluide s'écoule vite, plus sa pression diminue...

Merci beaucoup pour vos réponses !

Sierra

Bee Gee · [↑]

En effet ce brave Bernouilli est évidemment de la partie !:)

Concernant le DC3 il est équipé de moteur à compresseur mécanique simple entrainé par le moteur lui même, ce genre de compresseur permet de maintenir la puissance nominale jusq'aux environs de 10- 15 000 ft (ordre de grandeur, dépend des moteurs !) l'altitude maximale qui permet le maintien de la puissance nominale s'appelle altitude de rétablissement, le papillon de gaz étant alors sur plein ouvert, c'est à cette altitude que l'avion aura sa vitesse maximale en palier, alors qu'avec un moteur sans compresseur la Vmax est obtenue au niveau de la mer (bonjour la conso !).
Tu peux comprendre qu'avec un compresseur on ne peut décoller au niveau de la mer avec le papillon de gaz ouvert en grand, le pilote doit respecter la limitation de pression d'admission (trait rouge), sur pas mal d'avion on a un limiteur (waste gate) qui empèche d'aller au delà de la MP max, car au delà des limites de résistance mécanique on tombe rapidement sur le phénomène de détonation très destructeur, on peut retarder ce phénomène par un système d'injection d'eau (époque des Constellation et autres) enfin les anglais ont mis au point des compresseurs à deux étages (RR Merlin du Spitfire) avec un système qui embrayait automatiquement le 2eme étage vers 15000 ft, ces moteurs rétablissaient jusqu'aux alentours de 25000 ft, les ricains ont développé les premiers les turbocompresseurs (P47, P38) ce qui rendaient ces 2 avions les plus rapides de l'époque à 30 000 ft et au delà.

de nos jours nos bagnoles à turbo compresseur sont très sophistiquées, tout marche à l'insu du plein gré du conducteur !

antoine · [↑]

Bee Gee a écrit :

Pour finir et que les choses soient bien clair, régime hélice et régime moteur sont toutjours liés, sur la très grande majorité des avions légers l'helice est en prise directe sur le vilbrequin, sur les moteurs plus puissant on peut trouver un réducteur entre le moteur et l'hélice, la tradition est d'afficher le régime hélice, on pourrait très bien donner le régime moteur, ce serait très exactement la même chose (sauf si le réducteur casse ! mais ça on s'en aperçoit sans même regarder les instruments !)

Il existe des moteurs à pistons dont le régime hélice et moteur peuvent être "libre" (comme une turbine ?).
Sinon, les avions ont obligation d'avoir un indicateur de tour hélice (c'est pour cela qu'on a le nbre de tour hélice et pas moteur dans les petits avions : pour limiter le nombre d'indicateur et donc le cout ...).
Par contre en ULM, c'est très souvent le nombre de tour moteur qui bien sur est très souvent réducté (tous les Rotax, Jabiru et autre sont réducté).

n666eo · [↑]

Obligation ? Le Sport Cruiser affiche les tours moteur et non hélice, pourtant il est bien en avion et pas en ULM ? C'est d'ailleurs le cas de beaucoup "d'équivalents LSA" qui sont considérés avions chez nous (Tecnam entre autre).

Bee Gee · [↑]

Il existe des moteurs à pistons dont le régime hélice et moteur peuvent être "libre" (comme une turbine ?).

Pas à ma connaissance...

=================
j'ai écrit une bêtise pas inattention il s'agit bien sûr du régime moteur et non hélice

Selon le type de transmission il pourrait y avoir intérêt à avoir 2 compte tours (par exemple un moteur réducté par courroie)

sinon peu importe d'avoir le régime moteur ou le régime hélice du moment où les 2 sont liés mécaniquement.

j'ai fait une fois il y a bien longtemps un tour de L19 modifié et remotorisé pour essai par un moteur auto Renault 2 litres (peut être turbo), l'embrayage avait été conservé, la mise en route moteur se faisait hélice stoppé, une fois dans les tempé, on embrayait l'hélice et c'était parti ! c'était assez curieux et très inhabituel ! en vol plané tout réduit le fait de débrayer faisait passer l"hélice en moulinet, ce qui augmentait sensiblement la finesse... étrange système sans lendemain...

Sierra Golf · [↑]

Bee Gee a écrit :

Enfin la toute bonne question à poser est pourquoi installe-t'on un mano de pression d'admission sur les avions ? quel paramètre essentiel de la conduite moteur représente t'il ?

Bonnes questions !

Aspect purement pratique, quelle utilisation faites-vous du manomètre de pression d'admission ?
Dans quelles situations, ou pour quelles raisons le consultez-vous ? Préserver et entretenir le moteur ? Visualiser l'état de l'ouverture des gaz ?

Bee Gee a écrit :

[...] sur pas mal d'avion on a un limiteur (waste gate) qui empèche d'aller au delà de la MP max, car au delà des limites de résistance mécanique on tombe rapidement sur le phénomène de détonation très destructeur, on peut retarder ce phénomène par un système d'injection d'eau (époque des Constellation et autres)

Phénomène de détonation ? Ou tout simplement les chemises des cylindres qui ne tiennent pas la pression ? Car un moteur suralimenté par turbocompresseur plein gaz, la charge de suralimentation est infinie... Enfin, jusqu'à la casse du moteur. Curieux qu'il n'y ait pas de wastegate sur tous les moteurs.
Par ailleurs, je croyais que l'injection d'eau permettait d'absorber une partie de la chaleur de la chambre de combustion à la manière d'un mélange trop riche, mais ayant l'avantage de consommer moins de carburant.

Bee Gee a écrit :

de nos jours nos bagnoles à turbo compresseur sont très sophistiquées, tout marche à l'insu du plein gré du conducteur !

Le bon vieux temps des années '80 voire début '90 avec les turbo essences sans électronique (sauf présence injection)... De VRAIS moteurs, avec la consommation qui allait avec bien sûr.

Bee Gee a écrit :

En vol plané tout réduit le fait de débrayer faisait passer l"hélice en moulinet, ce qui augmentait sensiblement la finesse... étrange système sans lendemain...

"Ce qui augmentait la finesse" ; veuille m'excuser, de quelle "finesse" parles-tu ? Je ne connais pas le jargon des pilotes...

A+ ;-)

Sierra

Bee Gee · [↑]

A quoi sert la pression d'admission ? elle est représentative du couple fourni par un moteur, la puissance d'un moteur étant le produit du couple par le régime (RPM), connaître le couple et le régime permet de connaître précisément la puissance développée, le problème est qu'un couple-mètre est un instrument compliqué et cher, on trouvait ce genre d'instruments sur les grosses machines (Constell etc), mais rarement sur un avion léger, on le remplace par un ersatz qui est la pression d'admission, dans les manuels de vol on a des tableaux qui permettent de connaître la puissance délivrée à partir de la MP et du RPM, en résumé plus la MP est forte plus grande est admis la quantité air essence, plus ça pète fort, plus ça pousse fort sur les pistons, plus grand est le couple, la puissance augmentant en proportion pour un régime moteur donné.

Le phénomène de détonation intervient lorsque la pression du mélange est trop forte, la chimie du mélange change brutalement (s'il y a ici des chimistes pour expliquer en détail ...) le nouvel état devient un explosif puissant, en fonctionnement normal le mélange n'est pas explosif, c'est une combustion relativement "lente" dont le front de flamme ne se déplace pas très vite, de l'ordre de la dizaine de mètre par seconde, (c'est d'ailleurs pour cela qu'il faut de l'avance à l'allumage !) lors d'une détonation on a une explosion qui se déplace en milliers de mètres par seconde, si ça pète avant que le piston ne soit au point mort haut, il y a des chance qu'il redescende en petit morceau au fond du carter ! on retarde le phénomène en tournant "riche", en utilisant des carburant à fort indice d'octane, en refroidissant la température des gaz d'admission (échangeur, injection d'eau)

La finesse est un terme aérodynamique qui est le rapport entre la portance et la traînée, on peut facilement démontrer que l'angle de plané (donc moteur arrêté) est d'autant plus faible que la traînée est faible et donc que la finesse est importante, l'hélice se comporte comme un frein, moteur tout réduit ce effet frein est plus important que si elle tourne librement, dans le premier cas elle est en mode frein, dans l'autre en moulinet..

ordre de grandeur de finesse: avion léger 8 à 12, planeur de performance 60, avion de ligne 18 à 25, avion de combat supersonique 5 à 8, navette spatiale 3, mais on aborde là un autre sujet ...

autrement dit un avion de 10 de finesse plane 10 km en partant d'une hauteur de 1000 mètres..

la finesse dépend de l'incidence, et pour un avion donné on a une incidence optimale et par conséquent une vitesse optimale nommé vitesse de finesse max, en dessous et au dessus de cette vitesse la finesse se dégrade.

Sierra Golf · [↑]

Génial ! Merci pour toutes ces réponses !

antoine · [↑]

n666eo a écrit :

Obligation ? Le Sport Cruiser affiche les tours moteur et non hélice, pourtant il est bien en avion et pas en ULM ? C'est d'ailleurs le cas de beaucoup "d'équivalents LSA" qui sont considérés avions chez nous (Tecnam entre autre).

Alors peut être que le CS-LSA l'autorise. Le CS-VLA (Tecnam P2002 JF par ex) c'est des tours hélices et pas moteur...

#1 [↑][↓] 04-02-2013 22:32:52

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#2 [↑][↓] 05-02-2013 01:13:52

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#3 [↑][↓] 05-02-2013 09:02:46

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#4 [↑][↓] 05-02-2013 09:58:42

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#5 [↑][↓] 05-02-2013 10:26:30

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#6 [↑][↓] 05-02-2013 11:37:24

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#7 [↑][↓] 05-02-2013 14:00:05

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#8 [↑][↓] 05-02-2013 15:25:27

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#9 [↑][↓] 05-02-2013 16:12:41

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#10 [↑][↓] 05-02-2013 17:57:17

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#11 [↑][↓] 05-02-2013 18:06:49

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#12 [↑][↓] 05-02-2013 18:54:02

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#13 [↑][↓] 05-02-2013 23:44:28

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#14 [↑][↓] 06-02-2013 10:20:21

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#15 [↑][↓] 06-02-2013 10:58:17

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#16 [↑][↓] 06-02-2013 16:24:26

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