Aéroglisseur - Naviplane N300

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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Mer 4 Jan 2017 - 17:33

Salut,

Et un autre petit pas dans les finitions… Passage en piscine. Avant que ça gèle…

• On commence par équiper la coque avec les derniers éléments. Première fois où elle est complète. Ça fait quand même une grosse bête avec une bonne bouille:





• Puis passage en piscine. Les accus sont laissés sur le toit de la cabine. Plus facile de les décaler à la demande:





• Bulles centrées, il suffit de repérer la bonne position des accus. Elle sera reportée dans la coque.



Voilà, plus qu’à bricoler les supports d’accus, les installer dans la coque et on pourra envoyer la sauce…

Je ne sais pas encore si elle planera, mais au moins elle flotte!!


Marcel.
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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Mer 4 Jan 2017 - 17:34

Salut,

• Montage des accus :
Deux supports aussi légers que possible et un peu de velcro pour bloquer toute velléité de glissement des accus.



Et in-situ :



• 1er test de sustentation :

Il vole !!!!   content  content  content  content

L’engin s’élève sur son coussin d’air avec juste un filet de gaz, sans hésitation.
Comme je m’y attendais, il ne reste toutefois pas parfaitement stationnaire : Il y a une dérive, douce, mais dérive quand même. Cette dérive est, je pense, due à des débits de fuite imparfaitement répartis tout autour de la jupe externe. Sans doute suite à de minimes différences dans la hauteur de la jupe, en dépit de toutes les précautions prises durant la construction. Cela se joue probablement à quelques dixièmes de mm.
C’est l’avantage et l’inconvénient du coussin d’air : Pas de liaison directe avec le sol et pas de frottements. Mais du coup, une toute petite force (accélération) suffit à le mettre en mouvement.
On arrive à atténuer & modifier cette dérive avec l’ajout de lests positionnés à divers endroits.  Lests très légers, 50 & 20grs, à comparer aux 8,5kgs de l’engin… Mais ça suffit. Avec un peu de patience, on doit arriver à un stationnaire acceptable, mais sans doute jamais parfait. Et je ne parle pas d’un coup de vent de travers… D’un autre côté, si je compare avec ce que j’ai pu trouver sur le NET avec des hovercrafts à jupe soufflée, je suis plutôt content…
En sustentation, la fuite périphérique est d’environ 3 à 4mm de haut.
Pas d’essais de propulsion pour ce premier test, la taille de mon garage ne le permet pas… Mais vu qu’une pichenette suffit à le mettre en mouvement, je n’ai guère de doutes sur le sujet. Cette dérive en stationnaire, ne devrait d’ailleurs pas gêner la navigation, les forces de dérive étant très faibles par rapport celles de propulsion.
En appuyant légèrement sur la coque, on sent bien la résistance du coussin d’air, et une « élasticité » assez plaisante et rassurante.

Sur la vue suivante, la fuite périphérique, l’engin étant en sustentation sur la table de travail :



Et tout ce premier test est résumé dans un court film (Format devrait être lisible par tous, sinon prévenez moi…) :

http://www.tournereau.com/modelisme/N300/1erTest_N300.mp4

A la fin, j’ai essayé de filmer la fuite périphérique… Pas simple, allongé sur le sol, la caméra d’une main et la radio dans l’autre… Mais ça donne une idée.

• Et la consommation?
Pour cette première séance, je n’avais pas installé d’enregistreur (e-Logger) dans le circuit. Mais pour la deuxième partie de ces tests, j’avais préalablement chargé les accus et mis un chronomètre sur la radio. J’ai ensuite refait une charge :
- Durée du « vol »: 20mn
- Recharge : 2800mah
Chaque accus alimente 2 turbines. Donc conso d’une turbine en 20mn de 1400mah.
Ce qui se traduit par une intensité moyenne du courant de 4,2A.

C’est à comparer avec la toute dernière estimation qui donnait 3,7A. Sympa ! Une erreur de 13% entre théorie (qui ne prenait en compte aucun coef de rendement) et la pratique me paraît plutôt acceptable.
Ce qui veut dire qu’avec mes accus de 8000mah je pourrais tenir en sustentation (sans propulsion) environ 55mn… Ca va le faire !

Bien sûr, à ces intensités, les contrôleurs et fils ne sont même pas tièdes. J’avais, par sécurité, laissé deux baies de la cabine sans vitrage pour assurer un peu de ventilation. Je pense que je vais les fermer.


• Et la suite ?
Il va falloir continuer les tests :
- Travailler si possible sur la dérive.
- Essayer de le mettre en sustentation sur une table en verre pour visualiser les jupes en action (spécial "voyeurs"...)
- Le passer en piscine pour voir si l’on peut (ou non…) redécoller sur l’eau. Le fond plat a une certaine tendance à faire ventouse comme j’ai pu le constater lors de l’équilibrage en piscine…
- Régler la radio et tester la propulsion.
- Faire des enregistrements plus précis des consos.

Puis, côté maquette, il me reste deux trucs à finir :
- Installer des filtres sur les entrées d’air des turbines comme sur le « grandeur ». Je ne sais pas trop comment faire un truc propre et élégant… Retour à la planche à dessin.
- Rendre les roues avant des trains pivotantes façon chariot de supermarché pour pouvoir manœuvrer en roulage. Mais je n’ai que peu de place sous la coque… Et faut pas que ça coince à la rétraction.

Et enfin, une revue complète du projet et des choix faits tout au long après tous les tests et les résultats.

Encore de quoi s’occuper un moment…

Marcel.

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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Mer 4 Jan 2017 - 17:35

Salut,

Température plus clémente aujourd'hui dans mon garage et donc suite des tests.

• Essais de correction des dérives en stationnaire:
J' ai passé pas mal de temps à essayer d'améliorer les choses en jouant avec des poids, après avoir revu la hauteur de la jupe et rogné quelques dixièmes là où ça me paraissait justifié. On améliore un poil, mais je crois que cela ne sera jamais parfait. Avec les modèles anglais à jupe soufflée le boudin n'est jamais parfait et il y a toujours des frottements avec le sol, suffisants pour bloquer les dérives. Pas un "vrai" coussin d'air et ce qui explique d'ailleurs une usure assez rapide de ce type de jupes. Avec des jupes "mur" comme sur le N300, il n'y a aucun contact avec le sol. Bon, ça ne sera pas gênant en navigation, alors je crois que je vais arrêter de passer des heures à jouer avec les poids... Je pourrai toujours y revenir plus tard. Un film des derniers essais:

http://www.tournereau.com/modelisme/N300/Drift.mp4

• Test en piscine:
Le but principal de la manip était de voir si oui ou non je pouvais démarrer sur l'eau, le N300 flottant à la surface. Indispensable si je veux m'aventurer en eau libre. J'avais noté lors de l'équilibrage en sortant l'engin de l'eau qu'il y avait un effet "ventouse" certain à vaincre...
Et bien, aucun problème!!! Le coussin se forme presque instantanément et, cerise sur le gâteau, avec le même pourcentage de gaz que sur terre. Pas besoin de pousser le débit donc d'augmenter la consommation électrique.C'est le cas de le dire, TOUT BAIGNE  content content content
Je suis au moins maintenant sûr de pouvoir naviguer tranquillement sur un lac. J'ai bien agitée l'eau de la piscine à la main pour créer un clapot modéré et ça n'a  pas l'air de le perturber plus que ça... Le film de ces premiers démarrage sur l'eau... Un peu répétitif... Je ne m'en lassais pas...

http://www.tournereau.com/modelisme/N300/Test_Piscine.mp4

Bon, les trucs fondamentaux, mise en sustentation sur terre /eau et consommation électrique sont maintenant validés.  Il restera à voir le comportement de la jupe (principalement l'avant) à haute vitesse... Le risque est que la jupe ne tienne pas sa forme, vue la faible pression à l'intérieur... On verra.

Marcel.
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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Mer 4 Jan 2017 - 17:37

Salut,

Je suis revenu sur cette histoire de dérive en stationnaire et j'ai refait une série d'essais:
- Oui le sol de mon garage ne doit pas être horizontal et son état de surface varie avec de la gomme à certains endroits. Les résultats diffèrent selon le point de départ. J'ai tenté dans ma cave sur une dalle de béton brute, même chose. Sacrément sensible ce truc...
- Finalement j'ai négocié avec les autorités compétentes de faire les tests sur le sol en pierre polie du salon...Peut pas faire mieux...
- Dans tous les tests précédents, je n'avais pas questionné la position longitudinale des accus puisque j'avais fait un équilibrage en piscine... Lourde erreur je pense! Les parois de la coque ne sont pas verticales, en particulier avec des angles très prononcés à la poupe et à la proue (et différents de plus) mais aussi sur les flancs avec des angles rentrant. La verticale du centre de carène ne coïncide donc pas avec le centre géométrique de la surface de sustentation...
- En jouant avec cette position des accus les choses s'améliorent pas mal. Je les ai reculé, ce qui intuitivement me paraît logique puisqu'il y a pas mal de choses à l'avant (cabine de pilotage, système air, récepteur, cartes électroniques, etc..

http://www.tournereau.com/modelisme/N300/Drift_3.mp4

Ce n'est pas encore parfait, mais mieux... Parfait, je pense que ça ne le sera jamais... La séance a été interrompue par les accus à plat (55mns de sustentation). J' en ferai une dernière demain pour confirmer ces résultats et m'assurer que je peux les reproduire.

Marcel.
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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Mer 4 Jan 2017 - 17:38

scyllias91 a écrit:Bonjour
Ton problème va peut-être tout simplement disparaitre en extérieur en fonction de l état de surface du sol sur lequel tu te trouves.le moindre brin d'herbe ou gravillon qui va frotter sur la jupe va immobiliser ton bateau
Scellais

Le faire évoluer sur une pelouse ou des gros gravillons ou une moquette un peu épaisse n'est pas dans le cahier des charges!!! Ca ne fonctionnera pas je pense ou alors très mal.

La raison en est toute simple: La hauteur de fuite une fois le coussin d'air établi (équilibre subtil et automatique entre débit air et poids) n'est que de 3 à 4mm. C'est à dire qu'il ne s'élève que de cette hauteur au-dessus de la surface de référence dure.
Si on prend une pelouse, l'herbe même bien tondue est nettement plus haute que ça disons au minimum 10 à15mm et souvent plus. Le coussin ne peut pas s'appuyer sur les brins d'herbe et va chercher le vrai sol. Les frottements seront trop importants, le bas de jupe noyée dans l'herbe.  Peut-être OK avec une pelouse très clairsemée, pas sur un gazon anglais... Ou alors un green de golf...
Même chose avec une moquette, la surface de référence étant la toile collée du dessous. Même chose sur des gravillons, la surface de référence ne sera pas le haut des graviers mais le sol continu dessous.
Les surfaces de prédilection pour évoluer seront les dallages assez lisses, béton ou pierre, la glace, un plancher de danse ... Ou le mieux, la surface d'un lac.
D'où l'importance de le rendre amphibie même si ça compliquait nettement le projet.

Marcel.
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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Mer 4 Jan 2017 - 17:39

Chose promise, chose due… On revient sur le principe du coussin d’air et la comparaison avec un quad.

• Le quad est composé de 4 hélices au bout de 4 bras. Une hélice dans cette application travaille comme sur un hélico ou un avion et génère une force verticale F dirigée vers le haut. Cette force est directement proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur. En supposant que les 4 moteurs tournent à la même vitesse, les 4 forces seront égales et l’équation de base pour mettre l’engin en l’air, stationnaire, est très simple, avec P le poids du Quad : P = 4 x F. Cette équation restera la même quelque soit l’altitude du quad.

Pour tenir le statio et /ou le diriger, on joue avec la vitesse de chaque moteur. Par exemple, on accélère les deux moteurs arrières , les deux forces arrières augmentent, le cul se soulève et le quad avance. Etc… La difficulté est de savoir gérer finement les 4 forces (et les couples de réaction). Difficile à faire « à la main ». D’où la popularité des plateformes gyroscopiques qui gèrent tout ça automatiquement et le pilotage devient un jeu d’enfant.

• Le principe du coussin d’air est totalement différent. On a une cloche sous l’engin, cloche qui emprisonne un volume d’air que l’on met sous pression. Si la pression augmente, la cloche va se soulever et l’air fuir par la fente périphérique ainsi créée. A condition que le débit d’air soit suffisant, on va maintenir la pression à l’intérieur tout en ayant la fuite. La cloche ne touchera donc plus le sol et on la dira en sustentation. Une pression s’exerçant sur une paroi génère une force F= pxS avec p la pression et S la surface soumise à la pression. Avec Pt le poids de l’engin, l’équation de base pour mettre l’engin en sustentation est donc :
Pt= F= p xS. Pas du tout la même équation et création d’une seule force.
La source du débit d’air peut être tout ce que l’on veut : une hélice d’avion, une turbine, un compresseur centrifuge, ou même une bouteille d’air comprimé. On peut mettre une seule hélice ou plusieurs. Les hélices ou les turbines peuvent être horizontales ou verticales. Peu importe, du moment que l’on amène l’air dans la cloche, cloche que l’on appelle en général plénum. Et la pression dans un volume fermé est la même en tout point. Donc la force de sustentation sera automatiquement uniformément répartie.

Et l’on voit bien la différence avec un quad : Cette force de sustentation ainsi générée, ne peut faire qu’une chose, soulever l’engin. Aucun moyen de le diriger ou l’incliner.

• Alors, pourquoi des dérives en stationnaire ? On a vu qu’il y création d’une fuite sur toute la périphérie de la jupe. Une fuite d’air comprimé génère une force de poussée. C’est le principe des réacteurs et des fusée… Donc si la géométrie de l’engin est parfaite, c’est à dire que la hauteur de fuite est exactement la même sur toute la périphérie, et la surface d’appui du coussin (le sol) est uniforme, tous les efforts exercés par la fuite périphérique s’équilibrent et s’annulent. Pas de dérives. Si à un endroit, la jupe est un poil trop courte sur quelques centimètres, la fuite va être plus importante à cet endroit et les forces ne s’équilibreront plus. On dérivera dans le sens opposé à cette fuite trop importante.  Et donc accélérer une turbine ou une autre n’a aucun effet sur ce phénomène. On augmentera le débit d’air. Mais c’est tout. Rappelez-vous que quelques soient le nombre d’entrées d’air, la pression est toujours uniforme dans tout le plénum. La fuite trop importante et sa force parasite seront toujours là.

• Alors pourquoi 4 turbines? Là ; il faut passer à l’étape suivante et arriver au système de jupes « Bertin » décrit au tout début de ce fil.
Le problème avec la jupe périphérique unique est que si, sous l’influence de forces extérieures, l’engin penche sérieusement d’un côté, la pression va baisser dans le plénum et il n’y a pas création automatique d’un contre-couple pour le remettre à plat. Le tout va probablement s’écrouler. Au contraire d’un bateau qui roule par exemple, mais se redresse automatiquement (dans certaines limites bien sûr).
Pour remédier à cette situation, on ajoute un système de jupes internes. Chaque jupe interne a son propre volume fermé et sa propre fuite périphérique. Si l’engin penche sous l’effet d’une force externe, la hauteur de fuite de la jupe interne située du côté bas va diminuer et donc la pression augmenter dans cette jupe. Et l’inverse sur la jupe située au côté opposé. On génère ainsi automatiquement un couple de redressement.
Pour que ce système fonctionne, il faut que les alimentations des différentes jupes internes soient indépendantes, c’est à dire qu’une variation de pression dans l’une ne se répercute pas immédiatement sur les autres. On pourrait le faire avec un ventilo unique débitant dans une boîte à air, puis des alimentations des différentes jupes via un système sophistiqué de trompes, etc… Beaucoup plus simple à réaliser avec des turbines séparées. Les 8 jupes internes du N300 ont donc été divisées en 4 groupes de 2, chaque groupe alimenté par une turbine et fonctionnant indépendamment des autres.

Ce qui donne un look « quad » au N300, mais ce n’est rien de plus qu’un look…

Et s’il subsiste encore des doutes, deux trucs :
- J’ai supprimé une turbine durant les essais. Pas de souci, ça marche aussi bien avec 3 qu‘avec 4… Il suffit de pousser un peu les gaz pour compenser la fuite. Essayez de faire voler un quad sur 3 moteurs…
- Mes turbines sont données pour développer 1,4kg de poussée sous 4S, 42A,  gaz à fond. Je mets le N300 en sustentation avec 4,5A. Grosso-modo, 1/10ème de la puissance max. Ce qui, toujours grosso-modo, me donnerait 140gr de poussée. Et avec 4 turbines, 560grs de poussée. Pas avec cette poussée directe que je pourrais lever les 8,5kgs de l’engin…

Marcel.
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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Mer 4 Jan 2017 - 17:40

Salut,

Quelques tests pour confirmer les premières estimations de consommation.

• J’ai installé un enregistreur de données ( Eagle Tree ) entre un des accus et les entrées sur les contrôleurs d’une ligne (2 turbines + 1 propulseur). Test uniquement de la sustentation pour le moment.



• Le graphique suivant présente les résultats :



On en sort quelques trucs intéressants :

- Tout d’abord la confirmation de la consommation d’une turbine pour mettre l’engin en sustentation : Conso de 8,46A sur la ligne, donc 4,23A/turbine. L’estimé basé sur la recharge était de 4,2A. Rien à dire.
- La consommation, turbines à l’arrêt, est de 0,12A. C’est ce qui est consommé par les contrôleurs et le récepteur.
- Le voltage à la sortie de l’ accus passe de 16,58V à vide à 16,32V en charge. On peut en déduire la résistance interne de l’accus (en début de décharge) à cette intensité : (16,58 – 16,32)/ (8,46 -0,12)= 31mohm. Ce qui me paraît plutôt bon.

- La mise en sustentation dans ce test était faite en deux étapes : Lancement des turbines roues toujours au sol, puis sustentation. Le pourcentage de gaz est de 12% puis de 20%. Et on note que la consommation monte très vite avec la vitesse des turbines et leur mise en contre-pression : 8% de gaz en plus et le courant passe de 2,7A à 8,46A. Il sera donc important de bien régler les gaz c’est à dire juste suffisants pour la sustentation et pas beaucoup plus. Après on augmente vite la pression et le débit de fuite sans vraiment gagner en élévation et on consomme, me semble-t-il beaucoup plus pour rien… Il faudra que je fasse des mesures supplémentaires avec par exemple 25 et 30% de gaz pour bien quantifier cet effet.

Marcel.
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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Mer 4 Jan 2017 - 17:41

Suite des tests de sustentation.

J’ai voulu analyser un peu plus finement la sustentation en fonction du pourcentage de « gaz » sur les turbines. Le but était d’essayer d’affiner le point de fonctionnement optimal, c’est à dire celui fournissant un coussin d’air correct avec la consommation électrique minimum.
J’ai poussé les gaz jusqu’à 50%, valeur que je n’avais pas encore tentée! Les résultats sont présentés sur le graphique ci-dessous :



• La sustentation s’établit pour un pourcentage de gaz un peu inférieur à 20%. On note l’inflexion de la courbe autour, sans doute, de 17 à18%. Le point exact de décollage est difficile à affiner, c’est très sensible. A 15% je suis au sol, à 20, je suis en l’air.

• Lorsque l’on augmente les gaz, la consommation augmente très vite : Entre 20 et 30%, par exemple, la consommation fait plus que doubler.

• Avec 20% de gaz, la hauteur de fuite est d’environ 4mm. Elle augmente d’abord très doucement puis beaucoup plus vite lorsque l’on passe au-dessus de 30%, pour atteindre environ 10 à 15mm pour 50% !

• Lorsque les gaz augmentent, le coussin d’air se « durcit » : Lorsque l’on essaye d’écrouler la jupe en appuyant sur un côté de la coque, la résistance est nettement plus forte et la remise à plat plus sèche.

• Toutefois, lorsque les gaz passent au-dessus de 30%, le débit d’air à travers la fuite périphérique augmente dans des proportions impressionnantes et les « glissades » sont très accentuées et plutôt erratiques. A 50%, ça ressemble à une chevauchée de rodéo… Je pense que ce serait pratiquement impossible à piloter.

• Conclusions :
- Le débit d’alimentation, le débit de fuite et la pression du coussin nécessaire à balancer le poids de l’engin trouvent leur équilibre naturel, automatique, dès que l’on passe en mode sustentation.
- Je pense donc qu’il est contreproductif de pousser les gaz beaucoup au-dessus de ce point. 20% me paraît correct pour un fonctionnement doux sur une surface à peu près unie.
- Une légère augmentation autour de 25% à 28% pourrait donner un peu plus de « fermeté » au coussin et donner une petite marge de sécurité pour passer les obstacles ou pour évoluer sur sol un peu plus difficile (granuleux).
- J’avais en tête éventuellement de mixer les gaz de propulsion sur les gaz de sustentation des turbines « avant » pour contrecarrer le couple de réaction de la propulsion. Les essais me diront si c’est nécessaire. Mais dans ce cas, il faudra un coefficient de mixage très modéré pour rester dans une plage acceptable.

Je vais donc programmer la sustentation sur un bouton « 3 positions » :
- Arrêt
- 20% de gaz
- 25% de gaz.

Et pour préserver le côté « maquette », je vais intercaler un ralentisseur de servo pour avoir un démarrage très doux et réaliste des turbines.

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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Mer 4 Jan 2017 - 17:42

Les jours se suivent et les tests aussi…  

• Essai de blocage de la dérive en stationnaire.
Une méthode suggérée par Albertus/Gazou/Rookie78… C’est un peu de la triche ! J’ai ajouté 4 lamelles de plastique (bande de cerclage), fixées sur les jambes des trains avec simplement des colliers rilsan.



Lorsque l’on lance les turbines, on passe en sustentation, les roues ne touchent plus le sol mais les bandes souples gardent le contact.
Ca marche !!! Le faible frottement est suffisant pour bloquer les dérives. Puis lorsque l’on rentre les trains, les bandes quittent le sol et l’on peut démarrer la propulsion ou laisser dériver... Simple et sera peut être une aide de confort pour la navigation sur sol dur. Bien sûr, aucun effet sur l’eau. Un petit film de la manip :

http://www.tournereau.com/modelisme/N300/Drift_Lamelles.mp4

• Test de la stabilité latérale et longitudinale du coussin d’air :
Le petit film suivant montre la remise automatique à plat de l’engin lorsque qu’une force extérieure (mon doigt !) vient perturber l’équilibre original. Pas facile à filmer, mais on voit bien cet effet « ressort » dont j’ai parlé dans les posts précédents.
Le couple de rappel s’établit immédiatement et pratiquement sans oscillations. Le système de jupes « Bertin » est vraiment efficace. Rappelez-vous, il n’y a pas de plateforme de stabilisation ni d’intervention sur les régimes des turbines…

http://www.tournereau.com/modelisme/N300/Stabilté_Coussin.mp4


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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Mer 4 Jan 2017 - 17:43

Quelques trucs complémentaires sur la sustentation.

• Vérification du comportement des jupes lors du passage d’obstacles ponctuels :
J’ai simulé quelques obstacles en collant des petits bouts de tasseau de 12 sur le sol. Et bien pas de soucis ! La jupe externe s’efface gentiment pour passer l’obstacle, et reprend immédiatement sa forme. Je suppose qu’il en est de même pour les jupes internes, mais ça je ne le vois pas! La stabilité de l’ensemble n’est pas affectée lors du passage sur ces 4 obstacles.
Un petit film montrant l’opération. J’ai essayé un ralenti, mais c’est pas terrible ! Il faudrait une caméra haute vitesse que je n’ai point…

http://www.tournereau.com/modelisme/N300/Obstacles.mp4


• Puissance de sustentation :
Lors de l’étude, j’avais calculé que, sur le réel, la puissance dédiée à la sustentation était de 27W/kg. Ce chiffre était approximatif la seule info étant qu’ environ le tiers de la puissance installée partait vers les turbines…
Ramenée à mon modèle de 8,5kgs, il me faudrait donc 230W, c’est à dire 58W par turbine. Les mesures effectuées donnent une sustentation avec environ 4,2A sous 16,3v par turbine. Ce qui se traduit par 68W brut… Là aussi il faudrait tenir compte d’un tas de coefs… mais bon, même si je suis un peu au-dessus, l’ordre de grandeur est respecté. Un coef global de 0,8 pour l’ensemble moteur+contôleur me ramènerait d’ailleurs pile-poil dans les clous…
Ca colle plutôt pas mal tout ça…  

Marcel.
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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Mer 4 Jan 2017 - 17:43



Un peu de travail tranquilo en cette période de fête avec la réalisation des protections sur les entrées de turbine.
J’ai gardé l’idée de les faire à partir d’un grillage fin, embouti à la bonne forme. Le grillage est en acier galvanisé de 6/10ème d’épaisseur avec une maille de 8/10ème .

• La première étape est de les dessiner et fabriquer les poinçons & matrices pour l’emboutissage (Mon tour est trop petit… Merci KBIO…  salut japonnais  salut japonnais  ). On prépare aussi les cylindres qui permettront la mise en forme des anneaux de la base et du trou central :



• Tout d’abord, préparer les anneaux en fil de laiton Ø2mm. Une première passe sur le cylindre, puis une deuxième après recuit pour supprimer l’élasticité. Les extrémités sont alors brasées à l’argent et l’anneau éventuellement remis en forme par un martelage léger sur le cylindre :





Et l’on obtient de jolis anneaux avec un diamètre assez précis.



• Emboutissage du capot : Découpe d’un disque de grillage et passage dans matrice poinçon avec serrage par boulon/écrou.



• Puis montage de l’anneau de la base. La grille est simplement bordée sur l’anneau :





• Mêmes opérations pour l’anneau central : Passage par un emboutissage et bordage de la grille sur l’anneau.







• La grille est sécurisée sur les anneaux avec une couche d’Araldite et reçoit une couche de peinture. Et voilà les 4 caches prêts à poser :



• Les filtres sont simplement collés sur les couronnes supérieures des cache-turbines. Ca ressemble au « grandeur » et n’est pas trop laid.





Un test rapide avec enregistreur ne montre pas de pertes de charges importantes, pertes qui se traduiraient par un courant plus important. Dans les limites de la mesure, rien à signaler.

Ca avance…

Marcel.
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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Mer 4 Jan 2017 - 17:44


Aujourd’hui, les dernières finitions « look & maquette » avec le marquage des circulations sur le pont, le lettrage et la fin de la pose des vitrages.

• Après les premiers essais et au vu de la faible consommation et donc de la chauffe quasi nulle des contrôleurs, j’ai décidé de fermer complètement la cabine. Mieux, je pense, car sur l’eau on crée un gentil brouillard qui mouille pas mal. Comme les autres, ces vitrages sont réalisés en Lexan 1mm.

• Pour le reste des finitions, il me fallait du vinyle autocollant. J’ai trouvé la société Stickair qui réalise des lettres à la demande et vend également du vinyle au mètre :
http://www.stickair.com
Excellente qualité pro du vinyle, très fin, pose facile et service impeccable. Existe en mat & brillant. Vous envoyez ce qu’il vous faut (choix de la taille et de la police) et vous recevez le tout 48h plus tard. Avec des prix très corrects.



• Marquage du pont :
On matérialise les circulations (en principe avec un truc anti-dérapant). Rien de très technique, seulement de la patience. A noter que ce vinyle mat tolère les erreurs, on peut le décoller sans abîmer la peinture :



Et 120 bouts de vinyle plus tard, le marquage est terminé :



• Lettrage :
La pose est assez simple. Il faut simplement bien repérer le positionnement. Avec ce vinyle brillant, si on l’enlève, on arrache la peinture…





• Et voilà donc l’engin enfin terminé, tout au moins côté « maquette »   oouuff  oouuff :







Il reste à régler et tester la propulsion. Pas de soucis côté puissance ! Les essais de sustentation ont montré les faibles forces nécessaires à le mettre en mouvement. Par contre il faudra voir je pense deux choses :
- L’inter-action jupes et couple longitudinal créé par les hélices au bout de leur mât et vérifier que l’avant de la jupe résiste correctement à l’écrasement.
- La tenue de l’avant de la jupe à haute vitesse surtout sur l’eau. A voir si le frottement dû aux vagues n’enfoncera pas la jupe vers l'intérieur ce qui provoquerait un enfournement… Pas top…

Il y a encore un peu de travail, mais là je vais attendre des météos plus clémentes !!

Marcel.
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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Mer 4 Jan 2017 - 17:53

Un petit cadeau de Noël pour tous les « voyeurs » du Forum, avec un coup d’œil… sous les jupes !   rire2  rire2  rire 1  rire 1

Film d’un cycle complet : Démarrage des turbine, mise en sustentation, rétraction des trains, descente des trains et arrêt des turbines.
En observant bien, on peut voir les tendeurs… se tendre et se dé-tendre, la jupe se gonfler et le rôle des languettes de frottement.
Et on constate que tout cela n’est pas bien violent. Normal, vues les faibles pressions mises en jeu.

http://www.tournereau.com/modelisme/N300/GlassTop.mp4


Un joyeux Noël à tous !  fête  fête

Marcel.
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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Jeu 12 Jan 2017 - 10:56

Salut,

Moyennement actif ces temps-ci vues la météo et la température dans mon atelier…
Quelques progrès quand même sur la propulsion.

• J’ai fait un premier réglage de la propulsion sur la radio, réglage qui devra être confirmé par des essais.
Pour rappel, les deux moteurs de propulsion sont commandés par le même manche, (mouvement de bas en haut) ce qui dans le modèle « hélico » choisi donne deux sorties « Pas » & Gaz » sur deux voies (1 & 6 dans mon cas). Ces deux voies, au départ identiques, commandent chacune un contrôleur & un moteur. Les contrôleurs ont un point neutre (0% gaz) au centre du débattement et permettent donc marche avant & marche arrière (on inverse le sens de rotation).

- On peut ensuite modifier les valeurs de sortie sur ces deux voies en fonction des positions du manche en définissant des courbes de réponses (courbe de pas & courbe de gaz).

- On peut définir des phases de « vol » qui auront des courbes différentes, c’est à dire des réponses différentes aux ordres du manche. J’en ai défini deux, une pour la conduite standard (« Normal » sur radio)  et une pour les manœuvres  (« Statio » sur radio): Pour la conduite standard, les courbes sont définies avec une sortie max à 100% et la réponse au manche est adoucie façon « expo » autour du point neutre. Pour les manœuvres, la sortie max est réglée à 50% (pas besoin de vitesse) et la réponse est linéaire. Ce qui permet un contrôle plus fin des gaz (débattement complet pour 50% de gaz).



- Pour obtenir la direction, on utilise le mouvement droite/gauche du même manche qui lui est envoyé à la sortie « 4 ». On peut alors simplement mixer ce signal sur ceux des voies « 1 » & « 6 » . On va donc moduler la vitesse des deux hélices : Pour tourner à gauche, on accélère l’hélice de droite et on ralentit celle de gauche et vice-versa. Le mixage est très simple, il suffit de définir la proportion K du signal qui sera ajouté ou soustrait aux sorties 1 & 6. Un truc tout simple : Voie « 1 » + K% x Voie « 4 » & Voie « 6 » - K% x Voie « 4 ».

Pour la phase « Normal », le coef « K » est fixé à 50% mais avec pas mal d’expo et un débattement (Dual rate) de la voie 4 limité à 50%. On n’enverra donc qu’au maximum 25% du débattement du manche de gouvernail vers les voies 1 & 6. C’est à dire qu’on accélèrera ou ralentira les hélices au maximum de l’équivalent de 25% de gaz.

Pour la phase « Manœuvre », le coefficient « K » est aussi à 50%, mais cette fois sans expo et avec un débattement max de 100%. Les correction max seront donc de +/- 50%. Effet beaucoup plus prononcé du gouvernail sur les gaz. On devrait même pouvoir tourner sur place : Manche des gaz à 0%, manche du gouvernail à fond à droite (ou gauche) et le signal vers les hélices sera de +50% sur l’une et -50% sur l’autre. Etant symétriques autour du centre de gravité, le N300 devrait faire la toupie…

• Pour terminer ce travail sur la propulsion j’ai remis mon enregistreur sur la sortie de l’un des accus. J’ai donc pu vérifier l’ampérage consommé versus le % de gaz, N300 immobilisé (devrait correspondre à la conso maximum). Le graphique est ci-dessous :



Bonne nouvelle, à 100% de gaz, l’ampérage n’est que de 10,8A ce qui correspond aux estimés faits précédemment ; les contrôleurs et moteurs ne chauffent pas. Et là, ça souffle fort ! La puissance absorbée est d’environ 180w, la moitié de la puissance max admissible pour ce type de moteur.
A vérifier durant les essais, mais je pense qu’une navigation confortable se fera largement au-dessous de ces valeurs, disons à 50 ou 60% de gaz.  Et l’autonomie devrait donc rester très correcte : 8,5 A pour la sustentation (2 turbines) + 4,5A pour la propulsion (1 hélice) = 13A. Les accus sont de 8 000mAH ce qui donnerait environ 35 mn de navigation à pleine vitesse.

A noter qu’en marche arrière, on fait travailler les hélices d’une manière peu orthodoxe en inversant le sens de rotation et avec un rendement nettement moins bon. Le souffle est plus faible en MAR qu’en MAV et ce de façon très perceptible… Et cette mauvaise utilisation des hélices se ressent sur la consommation qui est plus importante en MAR qu’en MAV… Mais bon, pour manœuvrer ça peut aller.

Même à 100% de gaz, il n’y a pas de flexion apparente des mats.

Finalement, si jamais la propulsion s’avérait un peu faible, on pourrait sans doute augmenter la taille des hélices. J’avais choisi des 7 x 4 (180x100) dont le diamètre correspondait à la mise à l’échelle du « grandeur ». On pourrait sans doute monter des 8 x 6 (203x152). Il y a la place côté pont & cabine et le moteur doit pouvoir suivre.

Tout ça à vérifier lors des premières navigation… Au printemps…

Marcel.
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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Lun 20 Mar 2017 - 10:29

Salut,

 En attendant de faire les essais de propulsion & manoeuvres en eau vive, je me suis livré à une petite analyse et à quelques réflexions sur le projet.

Ne sachant pas très bien où j'allais, j' avais systématiquement prévu le pire et du coup pas mal de trucs sont, je pense, sur-dimensionnés avec des conséquences non négligeables sur le poids et le coût. Avec l'expérience acquise à ce jour, on pourrait sans doute modifier le projet comme suit:
- Une fois la structure assemblée et de par sa géométrie, l'ensemble est très rigide et on pourrait donc utiliser du CTP de peuplier ou okoumé pour le fond et toute la structure au lieu du bouleau. Le bouleau ne serait conservé que pour les flancs et les ponts (ep. 0,6mm). Triple avantage: Nettement moins cher à l'achat, nettement moins cher à la découpe laser et nettement moins lourd avec une densité 30% plus faible. Ce changement permettrait de gagner environ 370grs sur le poids.
- Il semblerait après tous ces premiers tests que le système de coussin d'air est suffisamment stable pour ne pas nécessiter de réglages indépendants des 4 turbines. Point encore à confirmer par les premières navigations mais si confirmé, on pourrait remplacer les brushless des turbines par de simple moteurs conventionnels et donc utiliser un seul contrôleur pour les 4 moteurs. Comme on l'a vu, on "vole" avec peu de tours. Triple avantage: Moteurs nettement moins chers, économie substantielle sur l'achat des contrôleurs et gain de poids sur les contrôleurs d'environ 200grs.
- Les turbines choisies étaient vraiment "de Luxe". On leur demande vraiment peu! On pourrait donc chercher des corps en plastiques et probablement descendre la taille à Ø80 au lieu de Ø92. L'impact sur le look maquette serait faible. Par contre gain substantiel sur le prix et le poids. Elles seraient équipées de moteurs "brushed" comme expliqué ci-dessus. On doit pouvoir gagner 80 à 90grs par turbine, soit au total disons 350grs.
- La jupe telle que réalisée se gonfle correctement et on a vérifié que les efforts sont vraiment faibles. Ell a été réalisée en tissu de 200grs/m2. On pourrait sûrement descendre à 150 ou même 120 sans soucis. Léger gain de prix mais aussi un gain de poids d'environ 50grs.
- Après avoir mesuré les intensités, il est évident que tout le câblage est sur-dimensionné. En réduisant le Ø des fils on doit pouvoir gagner autour de 80grs.

Au total, on gagnerait donc un bon kg sur le poids, soit environ 12% ce qui est loin d'être négligeable et pas mal de sous sur les appros!
Dernière modif possible : Oublier les turbines du commerce et construire 4 ventilos carénés... Mais là faudrait quand même faire attention aux caractéristiques des pales pour garder un rendement acceptable...

J' ai résumé le reportage sur la construction et je l'ai mis en forme et publié sur mon site perso habituel, présentation peut-être plus simple à consulter pour ceux qui se lanceraient dans une construction:

http://www.tournereau.com/modelisme/N300/Accueil/Accueil.html

Il me reste à finir de mettre à jour les plans Autocad de base et les planches de découpe.... Et bien sûr à tester la propulsion!

Marcel.
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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Lun 20 Mar 2017 - 10:29

Quelques réglages & tests supplémentaires.

• Sécurité :
Au branchement des accus et à la déconnection, il faut intervenir dans la coque entre les deux hélices de propulsion… Un démarrage intempestif n’aurait rien de bien sympathique ! Gare aux doigts…
Lors de la mise à l’eau où lors de la récupération, les sangles seront très proches des hélices et une fausse manip résulterait probablement dans leur destruction.
J’ai donc mis trois types de protection contre ce genre d’incidents fâcheux :
- Ajout d’une phase de navigation avec les courbes de gaz mises à zéro sur tout le déplacement du manche. La commande est sur un bouton 3 positions et donc maintenant il y a 3 phases : Arrêt de la propulsion, navigation standard avec courbes de gaz de -100% à +100%, manœuvres avec courbes de gaz de -50% à +50%
- Réglage du « failsafe » en cas de perte de la communication radio avec mise à l’arrêt de la propulsion et de la sustentation. On se retrouve donc en mode bateau sans motorisation.
- Réalisation d’un cache de blocage du manche des gaz et du gouvernail en position neutre. Ne pas oublier que même avec les courbes de gaz à zéro, un ordre sur la voie gouvernail (voie croisée) démarrerait les hélices (mixage voie 4 sur les voies des gaz). Cache à mettre lors de toutes les opérations de mise en place des accus ou de déconnexion, de mise à l’eau ou de récupération. Ça prend 30 secondes…





• Distribution de l’air des turbines dans les jupes :
Dans le principe des jupes Bertin, l’air est injecté dans les jupes intérieures et de là gonfle le plénum. Mais il n’y a pas injection directe d’air dans le plénum. Les alimentations des jupes (par paire) étant indépendantes, toute diminution de la hauteur de fuite engendre une surpression brutale dans ces deux jupes et un couple de redressement.
Dans mon modèle, ce principe n’est pas strictement respecté une partie de l’air étant injectée directement dans le plénum. Les surfaces d’injection sont grosso-modo de 20% dans le plénum et de 40% dans chacune des deux jupes.
Ce choix lors du dessin avait été motivé d’une part, par les quelques infos trouvées sur le modèle de M. Porter et d’autre part par deux considérations techniques :
- Le flux des turbines est mieux réparti que si l’on bloque un tiers du jet. Donc meilleure efficacité et moindre conso.
- Pour le redémarrage sur l’eau, le fait d’injecter de l’air directement au niveau du fond de la coque plutôt qu’au bas des jupes internes (colonne d’eau/pression supplémentaire) devrait faciliter les choses.
Les différences entre les surfaces d’injection devraient malgré tout préserver en grande partie l’effet de stabilisation « Bertin ».

Les premiers essais dans cette configuration ont confirmé que la stabilisation est effectivement toujours bien présente et que le redémarrage sur l’eau est immédiat et très propre.

Pour juger de la pertinence de ce choix, j’ai fermé les injections d’air dans le plénum avec des bandes d’adhésif. Et j’ai refait quelques essais :
- On « durcit » la sustentation comme prévu. Il faut appuyer un peu plus pour effondrer le N300 d’un côté ou de l’autre et, au son, on vérifie que la turbine concernée doit lutter contre une pression plus élevée. Ce serait donc mieux à priori pour contrer éventuellement les forces parasites de la propulsion.
- Sur l’eau par contre, le démarrage est nettement plus difficile et un peu poussif. Il faut laisser les turbines cracher pendant 15 à 20 secondes avant que le fond ne décolle brutalement de l’eau.

Je pense que l’effet bénéfique de l’injection directe d’air dans le plénum sur le décollage sur l’eau est dû principalement à la création de turbulences, d’un bouillonnement juste à l’interface fond/eau et  qui brise l’effet ventouse.

C’est donc je pense un truc à conserver. Mais il faudrait déterminer la surface minimum d’injection directe permettant d’avoir la sustentation la plus dure possible tout en conservant ce bouillonnement. Probable que l’on pourrait la diminuer…

Quelques essais en plus à faire en piscine… La modif serait alors simple à réaliser.

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Re: Aéroglisseur - Naviplane N300

Message par rookie78 le Lun 20 Mar 2017 - 10:30

La suite des essais sur la distribution de l’air des turbines…

 Dans le post précédent, j’avais testé les différences de comportement avec injection d’air directement dans le plénum ou sans. Cette injection se fait par 4 petites ouïes :



La suppression complète de ces entrées résultait en un durcissement significatif de la sustentation mais à une dégradation sensible du démarrage sur l’eau.

• Dans la recherche d’un compromis, j’ai refait un essai en diminuant la surface d’injection mais sans la condamner totalement :



Résultats pas très concluants : Le durcissement de la sustentation est marginal alors que le démarrage sur l’eau est dégradé, moins qu’avec une fermeture totale, mais dégradée quand même. Au final, cette configuration ne me semble donc pas bien intéressante…

• Conclusion : Cette modif ne doit, je crois, s’envisager qu’en tout ou rien… Ou bien une sustentation plus « douce » est acceptable et suffisante pour encaisser les forces parasites de la propulsion et on garde 100% des surfaces d’injection directe dans le plénum, ou bien on ferme totalement les entrées dans le plénum et on accepte un redémarrage sur l’eau plus difficile…

A suivre…

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