Réflexions à propos de l’expertise reçue par le RSA
et les recommandations annoncées.
(extrait du courrier adressé au RSA le 12 janvier 2004)

1) L’ hypothèse de mise en charge choisie par les experts est beaucoup plus sévère que les normes en vigueur (comme la JAR VLA, explicitement proposée dans l’arrêté concernant la navigabilité des ULM).

Les experts du RSA recommandent de renforcer les semelles de longeron.

Les 3 experts sont unanimes pour constater l’insuffisance structurelle des semelles. Leurs calculs semblent exacts, mais ils sont tous basés sur une mise en charge excessivement conservatrice.

Michel Barry prétend qu’il est indispensable d’utiliser une répartition de portance uniforme en envergure. Je n’ai pas trouvé dans la littérature technique de support pour défendre une répartition uniforme. Par contre, la méthode couramment utilisée est la répartition présentée par Abbott et Von Doenhoff dans « Theory of wing sections », qui est applicable à un appareil comme le P130 UL. Cette méthode, provenant du rapport NACA 631 est validée par l’expérience depuis bientôt 60 ans.

Pour fixer les idées, par rapport à une répartition traditionnelle (NAC 631), le choix d’une répartition uniforme conduit à surestimer le moment de flexion maxi (attache du hauban sur le longeron) de 43 % !

Pourquoi vouloir appliquer au P130 UL des contraintes qui ne sont pas applicables aux aéronefs certifiés ?

Voir en annexe 1 les diagrammes de répartition de portance

2) La modification évoquée par le RSA n’est pas sans risques.

La modification proposée (baguettes additionnelles de 14 x 8 sur l’arrière du longeron) présente les inconvénients suivants :

- Le recul du centre de gravité des semelles va induire un transfert de l’effort tranchant vers l’âme arrière du longeron, or le dimensionnement de cette âme était déjà très juste. (Voir plus loin les rapports d’essai statique)

- la modification n’est pas facile à réaliser.

Pour faire cette modification, il est nécessaire de couper les goussets de nervures, ainsi que la première diagonale de la partie arrière des nervures traversées. Il est également impossible d’utiliser des serre-joints pour coller les lattes.

Globalement, le niveau de difficulté de cette modification est bien supérieur aux autres tâches nécessaires pour construire un P130 UL.

3) La modification proposée ne satisfait pas la mise en charge que les experts ont eux-même choisi.

Avec une répartition de portance uniforme, et un facteur de charge de 4, on a les efforts suivants :

Moment de flexion maxi (à la fixation du hauban) 340,2 daN.m

Traction dans le hauban : 2 033 daN

Traction dans la barre de traînée : 358 daN

Compression dans le longeron : 2 204 daN

La contrainte de compression maxi dans la semelle supérieure est de :

Pour le moment de flexion maxi : 2,84 daN/mm².

Pour la compression du longeron : 1,15 daN/mm²

Dans la zone immédiatement en deçà de la fixation du longeron on a donc une contrainte limite de 2,84 + 1,15 = 3,99 daN/mm² ou une contrainte extrême de 5,99 daN/mm², ce qui est inacceptable. C’est 33% au dessus de la résistance du pin d’Orégon.

Voir détail du calcul selon Vallat en annexe 2

4) Malgré la modification proposée, le longeron est insuffisamment dimensionné au niveau de la semelle inférieure au droit de la nervure 2.

Les experts ne recommandent aucun renfort à cet endroit.

Néanmoins, avec la mise en charge choisie par les experts, la contrainte extrême dépasse 6,2 daN/mm², soit 38% au dessus de la résistance du bois.

Cette surcontrainte locale provient de l’excentration de la ferrure d’emplanture par rapport à l’axe du longeron, dans les axes X et Z.

Voir le calcul de ce point, avec une mise ne charge plus réaliste dans Investigations, 2

5) Les experts ne disent rien des autres points de structure qui sont probablement sous-dimensionnés.

Les experts ne mentionnent pas la fixation de la barre de traînée au fuselage, qui s’est pourtant révélée insuffisante en essais statiques malgré un specimen de bois exceptionnellement résistant.
voir Investigations, 3) et 7)

Les experts ne font aucune remarque sur la ferrure F3, dont la résistance au matage est largement dépassée.

La ferrure, en 2017 de 4 mm, reçoit un boulon de 10 en cisaillement simple.

Sa résistance au matage, à la rupture, est de l’ordre de 1850 daN.

Or elle devrait au minimum supporter 76% de la compression du longeron (la fraction de la charge à transmettre aux autres boulons), soit une charge extrême de 2204 x1,5 x 0,76 = 2518 daN.

Les experts ne font aucune remarque sur le non alignement des ferrures F1, F2, F3, F4 par rapport à la charge qui leur est appliquée. Un contrôle par calcul est effectivement fort difficile, mais un essai n’est pas impossible à réaliser.
voir Investigations 4) et 5)

Le RSA propose de vérifier le bien fondé des renforts proposés par un essai statique à 2g qui ne permettrait pas de déceler un seul des sous-dimensionnements évoqués ci-dessus.

Sans commentaire.