Mini "Long Range"

Bonjour,

Bon, j'ai tendance à pas aller au bout de mes projets ces temps-ci, on verra bien.

Fred, je m'excuse pour le terme "Long Range", je cède au fait qu'il est largement usité

Alors, alors... je récapitule :

L'idée est de faire mieux, en termes de rayon et/ou de vitesse pour le même rayon, que ça :
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2725674

Soit 52 km en 1h14.

Le gars utilise des Li-Ion, un pack de 150 g, pour arriver à cette fin. Comme je n'en dispose pas actuellement, je compte partir sur l'utilisation de LiPo de même masse, en l'occurrence des 3S 2100 mAh Greenline.

La conversion fait qu'en passant des 3500 mAh nominaux des Li-Ion aux 2100 mAh nominaux des Greenline, l'autonomie théorique (règle de 3) passerait de 74 min à 44 min et donc la distance à 31 km.

Voilà donc l'objectif : parcourir 31 km en moins de 44 min (ou plus de 31 km en 44 min).

Il faut un nouvel avion !
En fait, mon Yak-3 ne peut pas le faire, contrairement à ce que je pensais, pour la simple raison qu'il n'y a pas assez de place dans le fuselage. Sinon, c'était jouable... Mais si ça rentre pas, ça rentre pas...

L'aile du Yak-3 par contre ferait l'affaire. Cool, il m'en reste une dans un coin !

L'idée est alors de prendre cette aile, de lui mettre un semblant de queue en balsa avec un petit empennage au bout, et de mettre un support moteur minimaliste à l'avant. Ensuite, il s'agira d'adapter une nacelle suspendue contenant caméra, batterie et tout le bordel.

L'adversaire : la Wing Wing Z-34 !

Il s'agit d'une aile volante de chez HK : http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__25663__Wing_Wing_Z_84_EPO_845mm_KIT_.html
Elle est malheureusement peu documentée, je ne sais pas sa surface alaire par exemple.
J'ai supposé qu'elle était similaire à la FX-61 Phantom de HK, mais plus petite. J'ai donc pu bidouiller une simulation du modèle dans mon calculateur maison, de sorte à retrouver les performances enregistrées.

Bref, le point faible de cette aile, dans la configuration retenue pour les 52 km, est le choix d'hélice et de moteur : GWS 5x3 DD et moteur de 19 g et KV de 2100.

On voit ci-dessous les courbes de rendement plein gaz en fonction de la vitesse de vol, simulées pour la config de la Z-34 et pour 2 configs envisageable pour le projet "Mini long range" :



Le rendement du moteur (en pointillés) est déjà clairement mauvais, dans les 60 % contre 75 % pour une config plus lourde et moins rapide. L'hélice est aussi un peu à la peine, en théorie..., mais c'est surtout le moteur qui impacte le rendement total (lignes pleines).

Ci-dessous, la courbe Rayon / Autonomie (en fait de Rayon, il s'agit plus de la distance franchissable), établie pour le cas croisière, en adaptant les gaz :



Il ne faut pas s'attarder sur les chiffres exactes puisque ils dépendront pour beaucoup de la consommation de l'électronique de bord (notamment l'émetteur vidéo), mais on voit qu'améliorer les performances de la Z-34 est possible.

yomgui a écrit:
Fred, je m'excuse pour le terme "Long Range", je cède au fait qu'il est largement usité

Oh, on n'en est plus là même moi, j'utilise ces mots-là ... et même FPV

yomgui a écrit:Il ne faut pas s'attarder sur les chiffres exactes puisque ils dépendront pour beaucoup de la consommation de l'électronique de bord (notamment l'émetteur vidéo)

En parlant de ça, il m'est arrivé de constater qu'elle n'est pas négligeable. En retour en plané (accu pratiquement à sec) avec un avion sur lequel la vidéo était alimentée sur la propulsion, j'ai eu la surprise de me retrouver aveugle en finale d'approche. Je pensais voir la tension reprendre du poil de la bête après avoir coupé les gaz, mais que-tchi! elle a continué à descendre, un peu moins vite simplement. If fallait alimenter une caméra CCD, un Tx300mW, un OSD Cyclops Storm et quelques servos de 20g peu sollicités.

Sympa, ton projet

Fred

Alors, alors... Le Yak étant hors circuit, l'avion spécial "mini long range" qu'à l'état de projet (en attente de matos !), c'est la Calao qui s'y colle, bestiole absolument pas prévue pour les records, et ça se sent.

J'ai réduit les tours du circuit à 690 m (pour éviter les câbles...), ce qui oblige pour le coup à quelques virages serrés, à revoir donc à l'avenir.

Les 31 km sont loin, loin !

Aujourd'hui, avec la Zippy 3S1000 : 11 tours, soit 7,6 km, en 10 min 1 sec (46 km/h) ! Avec la Zippy 3S1300 : 12 tours, soit 8,3 km en 9 min 39 sec (52 km/h).
Le total fait une course, avec 1 arrêt au stand, de 24 tours, soit 16,6 km, en 22 min 41 sec (44 km/h).

En conclusion, je dépasse à peine la moitié de la distance requise, avec plus de 50 % de batterie en trop... Je suis loin en dessous de mes pronostics pourtant pessimistes. Ce Calao est décidément une superbe péniche.

Bon, je suis pas certain que ça passionne les foules...

Peu importe...

La Calao est merdique aérodynamiquement, il est conçu comme ça et à son âge on peut plus rien faire... ou presque...

Au moins, il permet de tester le système, par exemple pour la consommation des éléments autres que la propulsion.

Je suis donc en 3S et en branchant l'accu, on a :

- Le récepteur seul (Frsky 8 canaux) : 0,19 A
- Avec l'émetteur vidéo (ImmersionRC 5.8GHz 600mW) : 0,44 A (soit + 0,25 A)
- En allumant la caméra (Keychain V16) : 0,62 A (soit + 0,22 A)
- En lançant l'enregistrement HD : 0,73 A (soit + 0,11 A)
- Enfin en remuant les gouvernes : jusqu'à 0,88 A (soit environ + 0,15 A)
- Et pour le mini voltmètre branché sur la prise d'équilibrage : moins de 0,01 A (négligeable)

Si on se réfère à la tension nominale de la batterie, 11,1 V, alors la puissance "du BEC" est de 9,8 W !!!
C'est environ 15 % de l'énergie nécessaire au Calao pour voler, et pourtant il est gourmand pour la propulsion.
L'impact sur la distance franchissable est du même ordre, dans les 10 à 15 %.

Evidemment, sur le Calao c'est l'aérodynamisme qui limite le plus les performances, mais sur un avion optimisé ce ne sera plus 15 % mais 30 % voire plus !

Il ressemble à quoi le Calao?

Fred Van.H. a écrit:Il ressemble à quoi le Calao?

Comment te dire ? une cagette volante ? je mettrai une photo (quand les filles seront au lit)

Mon concurrent (en fait je n'ai rien contre ce gars c'est juste qu'il a des bons résultats et que ça fait un bon challenge d'essayer de se mettre à niveau), donc, il vient de mettre à jour son record avec un 63 km en 74 min, soit 11 km de plus dans le même temps. Au passage, il est passé en 4S avec un gain de poids qui met sa wing wing à 430 g.

En fait, c'est pas un progrès fabuleux, juste 11 km malgré une cellule en plus, 4 x 3500 mAh au lieu de 3 x 3500 mAh (dit celui qui fait à peine 7 km)...

Il a maintenant l'équivalent d'une 3S 4666 mAh (le chiffre du diaaaaable ! avec un 4 devant !)  soit plus du double de ce que j'embarquerai... une équivalence serait alors proche de 30 km en 35 min (si je fais ça, en passant en Li-ion je peux espérer faire aussi bien que la wing wing). En gros et pour finir ces balivernes il faudrait que je vole à plus de 51 km/h en consommant moins de 3,8 A... jouable ??

Les filles sont couchées, photo de la bête :


La liste est longue de toutes les insultes à l'aérodynamisme que cumule ce petit avion...

Je suis pas sûr qu'il atteigne les 50 km/h, du moins pas longtemps par gros vent, et sa conso doit dépasser facile les 5 A.

Un truc, c'est que le gars prétend ne consommer en vol que 0,4 A, ce dont je doute puisque il pourrait alors voler plusieurs heures normalement, or il fait pas plus d'1h15 !?

AAAAAAAAAhhhhrrrgggGGGHHH !!!
lépabooooooo!!!

Mais il a le mérite de voler

Oui, je l'ai vraiment fait à l'arrach. Mais j'ai finalement réglé le problème d'accessibilité de la batterie donc il est vraiment facile à utiliser.

Et puis tout est facilement accessible, il est petit, démontable, robuste et j'ai pas vraiment peur de le casser. Il vole dans un mouchoir de poche.

Faut que je le maitrise bien, peut-être rajouter de la surface de stab, et s'il est bien fiable j'irais voler dans des coins difficiles d'accès pour des machines plus sophistiquées.

Et puis, faut bien avouer qu'au moins, en partant avec celui-là, j'ai toutes mes chances de faire mieux au niveau distance franchissable !

Je commence à dessiner le "projet mini long range"...

yomgui a écrit:Je commence à dessiner le "projet mini long range"...

AAaaaAAAhhh!! l'enthousiasme revient! Yomgui a retrouvé le goût d'expérimenter
Moi, en douce pendant c'temps là, je vais m'intéresser à l'aile delta

Fred

salut à tous
bon projet
je ne suis pas adepte de calculs mais par intuition et peut être un peu par expérience je serais tenté de voir une simulation avec une hélice plus grande et une batterie en 2S

Thierry

Fred Van.H. a écrit:
Moi, en douce pendant c'temps là, je vais m'intéresser à l'aile delta

Aha ! pour la vitesse ?

EHPIM a écrit:
salut à tous
bon projet bounce bounce bounce
je ne suis pas adepte de calculs mais par intuition et peut être un peu par expérience je serais tenté de voir une simulation avec une hélice plus grande et une batterie en 2S

Thierry

Ehé ! ça peut être une bonne idée
Par exemple une 2S équivalente en énergie, genre une 2S 3200 mAh ? donc même ordre de grandeur de poids.

En fait je me demande si tout le bazar qui consomme des électrons (émetteur, caméra, servos, etc.) consomme les mêmes watt en 2S, 3S ou 4S. J'aurais tendance à dire que non, mais je sais pas dans quel sens ? si ça consomme moins en 2S c'est clair que ça peut vite faire une bonne différence.

Sinon, si on suppose que c'est kif kif, alors ça dépend... baisser la tension c'est comme baisser le kv du moteur, c'est un moyen de baisser les tr/min, et on compense plus ou moins le manque de puissance en mettant une hélice plus grosse. Y a forcément un point, ou une zone, où c'est trop, le moteur est trop lent pour une hélice trop grosse. Et inversement... un moteur super rapide qui tourne une micro hélice.

Chez moi, je pourrais passer en 2S, troquant la 7x5 pour une 8x6, j'y perdrai surement un peu de puissance et je crois que c'est surtout ça qui améliorerait un peu les choses, en pouvant voler à la bonne vitesse en ayant moins à découper le courant, ce qui est gourmant en électrons. En puis c'est possible que le moteur soit plus efficace en 2S avec un peu plus de courant, mais je pourrais peut-être mettre un moteur plus léger en 3S...? franchement c'est dur à dire... faut tester !! (mais là j'ai pas de 2S 3200) y a une bonne part de chance là dedans aussi...

Ce qui est chiant en fait c'est tout le matos qui consomme un max, et puis un BEC externe et une batterie dédiée ça règle pas vraiment le problème.

Bonne nuit (grosse envie de dodo)

Au passage...

Essai ce matin avec le Calao et une Lipo 3S 1300 mAh Zippy, en embarquant le logger et le GPS (ça rentre en bourrant un peu ).

Résultat : 18 min de vol à 41 km/h de vitesse moyenne, soit dans les 12 km de distance parcourue. Problème, pas de courant ni de tension enregistré ??? un soucis avec le logger ou ses paramètres ?? M'enfin, 1200 mAh remis dans la batterie, donc 100 mAh/km, un conso en vol d'un peu plus de 4 A, 45 W.

En l'état, en mettant une capacité à 3500 mAh au lieu de 1200, je passe de 12 km à 35 km. En peu moins vu l'augmentation de la charge. Reste plus qu'à trouver le moyen de diminuer de moitié la conso !!!

Le gars est balèze et/ou il a une sacrée moule !

http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=35703852&postcount=92

73 km par temps de tempête... visiblement lui-même ni croyait plus ! 90 minutes de vol.

Pfff... ça c'est une sacrée distance... bon, perso je tente le coup sur du circuit fermé à petite distance (pourquoi aller loin ?) et pilotage manuel (ben oui, c'est l'avion qui m'intéresse, pas la tripaille électronique qu'il embarque, j'y connais rien...). Faut que je me trouve un bon fauteuil !

Théoriquement, vu qu'il a bien bien vidé la batterie, cela veut dire qu'on est dans les 2,3 A de conso en vol à 49 km/h, allez 50 km/h. On comprend que mon quasi 1 A de conso, propulsion mise à part, est un gros handicap...

Voler par un pareil temps de chien, 'faut être gonflé !!!

Les Cumulonimbus augmentent la portée, pas con !

Héhé... gonflé ou oublié de regarder la météo...

Mais faut reconnaître que c'est impressionnant ce que peut faire cette petite aile. Je m'imagine mal pouvoir faire ça vers chez moi, je veux dire partir à des km sans rien pouvoir contrôler
Vindiou 1h30 de vol.
ça doit être un peu chiant quand même. Je crois que je préfère voler sur place et enregistrer des bons scores en Wh/km... pourquoi s'emmerder à voler 1h30 ? (on verra...).

yomgui a écrit: Ca doit être un peu chiant quand même. Pourquoi s'emmerder à voler 1h30 ? (on verra...).

En Défit personnel !

En attendant, je bloque un peu sur mon dessin, qui est pourtant pas bien compliqué...



En fait, c'est que le principe est pas vraiment ce que je fais d'habitude et j'ai du mal à imaginer comment un truc comme ça va se comporter, notamment à l'atterrissage.

L'image n'a rien de contractuel vu que j'ai déjà découpés des bouts qui n'ont pas exactement les mêmes dimensions (genre un coup d'envergure en plus contre toute logique).

C'est surtout la nacelle en dessous... comment je me pose là-dessus ? j'essaye d'imaginer les trucs qui pourrait se passer et ça finit toujours sur le nez. Je me demande où ça va casser...

Le gros du poids sera dans la nacelle... faut que le, le ...? truc là qui tient la nacelle, comment t'appelles ça ? le truc quoi, va encaisser un max aussi.

Le fuselage c'est principalement deux baguettes carrées de balsa 10x10, les ailes tenues par un bout de carbone, et de l'araldite partout où ça se touche. La queue, une baguette seule. Le truc qui tient la nacelle est idem en balsa 10 mm par ?? mm, à voir ? et la nacelle plus ou moins dans le style : armature en balsa 10 mm et mousse pour envelopper et amortir.

Pour mémoire...

Avec une 3S bien chargée :
Batt 3S + VTx 25 mW = 0,15 A
Batt 3S + VTx 600 mW = 0,24 A
Batt 3S + VTx 25 mW + RMRC-MINI-V2 (3.6-24V) Compact Camera NTSC = 0,18 A
Batt 3S + VTx 600 mW + RMRC-MINI-V2 (3.6-24V) Compact Camera NTSC = 0,28 A
Batt 3S + VTx 600 mW + Keychain 808 v16= 0,38 A

Le VTx 25 mW me fait gagner 0,1 A...

En fait, je perds beaucoup d'énergie rien qu'à ramener une vidéo au sol pour prouver mes exploits ! (qui consisterait à faire des ronds dans l'air à courte distance... ).

yomgui a écrit:  le, le ...? truc là qui tient la nacelle, comment t'appelles  ça ?   le truc quoi, va encaisser un max aussi.

Moi j'appelle ça un pylone
Mais il y a quoi, dans ce bidon. Le carburant électrique?

Il y a des maquettes d'avions sans train mais avec un faux bidon ou bombe. Ils se posent généralement sans problème dessus, c'est même l'idée, de l'utiliser comme patin.

Fred

EHPIM a écrit:  tu ne crains pas une traînée trop importante avec ce machin dessous  
Thierry

Pareil que Thierry. Il me semble qu'un seul volume un peu plus gros devrait moins traîner que deux même plus minces. Tu dois avoir une idée précise derrière la tête?

Fred

Ouui, c'est vrai je m'inquiète un peu pour la traînée du bidon et du pylône.

Je sais pas trop à quoi m'attendre en fait, je me demande si le NACA a fait des tests sur le sujet au début du siècle dernier (à l'époque où on testait dans les mêmes Reynolds que nos petits avions) ?

Un avion classique avec ce qu'il faut de fuselage ferait surement mieux, faut peser le pour et le contre...

Liste non exhaustive :
Pour :
- ailes et hélice mieux protégées (à condition que l'avion se pose gentiment sur son bidon),
- réglage facile du CG,
- possibilité d'adapter plusieurs configurations sans charcuter un même et unique fuselage,
- facilité d'accès,

Contre :
- traînée et masse supplémentaires,
- comportement en vol (trop stable ?),

Dans le bidon, à priori il n'y aurait que la batterie, caméra, VTx, logger si logger il y a.

Ça y est, j'ai reçu un pack Li-ion 3S 3400 mAh :



38 watts pendant 1 heure pour moins de 150 g...

Reste à voir si la capacité est vraiment au rendez-vous, et si ça support des pics dans les 6 à 7 A. Ensuite, il n'y a pas de prise d'équilibrage, je ne peux même pas vérifier si les cellules sont équilibrées entre elles...

Le pack est dit "PCB protected", ce qui suppose j'imagine une protection intégrée contre les décharges profondes. Il me paraît prudent de regarder au sol ce qu'il se passe quand on s'approche des 3 V/élément, et en-dessous... faudrait pas que ça coupe le jus sans prévenir !!

J'aime pas trop la forme du pack non plus, à plat... ça aurait été pas mal d'avoir un arrangement en triangle plutôt, moins encombrant. Mais bon, ce sera pour les suivants peut-être (et pourquoi pas en ligne ?).

Je commence à avoir un truc qui ressemble à un avion

Bon, j'ai pris des ailes dont je connaissais le point faible : un bord de fuite super fin qui pète au moindre choc... (entendez : j'ai eu des petits soucis ). Mais bon... rien de grave...

En fait j'ai quasiment tout réuni, reste de l'habillage et un peu de structure. J'en suis déjà à 430 g... je sais pas à combien je vais finir mais je compte sur moins de 500 g.

Je pense que ça va être chaud patate, je sais pas, déjà pour faire 50 km en circuit fermé...?

Qu'est ce qui va influencer le plus l'efficacité du vol ?

Le poids ?
à 450 g, la théorie dit (solennellement) 0,55 Wh/km au mieux,
475 g --> 0,56 Wh/km
500 g --> 0,57 Wh/km

(Les Wh/km c'est inversement proportionnel à la distance parcourue)

Donc le poids bof, ça peut jouer un peu...

La traînée ?
coef. traînée 100% --> 0,56 Wh/km
coef. traînée 110% --> 0.59 Wh/km
coef. traînée 130% --> 0,65 Wh/km
Bing ! là ça fait mal... 30 % en plus, c'est le rayon réduit à 85 %.

La "conso du BEC" ? (soit en fait tout ce qui n'est pas propulsion)
0,50 A --> 0,50 Wh/km
0,75 A --> 0,56 Wh/km
1,00 A --> 0,62 Wh/km
De 0,5 à 1 A c'est perdre 20 % de distance franchissable.

La résistance de la batterie, que je n'ai pas encore essayée sous charge ne devrait pas trop influencer les perfo en distance, si elle reste raisonnable.

Pour passer les 60 km, il faudrait, toujours théoriquement, rester en dessous de 0,62 Wh/min... à vérifier !!!!

Et pas le choix... faut travailler la traînée !!