Quel complément au Rafale / NGF? (Chasseur léger, Loyal Wingman, LIFT etc)

[Salverius]

Il y a 11 heures, HK a dit :

Notamment quand je regarde le S-211 et le Ranger 2000 de Rockwell, qui font tous les deux ~2,000kg à vide, je me dis que tu sous estimes les volumes et masses nécessaires, et que tu sur-estimes les perfos possibles… mais faudrait faire une comparaison un peu plus détaillée pour le démontrer.

C'est le risque.

Je vois plusieurs points où mon descriptif est "fragile":

• la vitesse maximale de l'avion (mach 0,8)
• la masse de l'avion à vide (1800 kg)
• la masse de carburant embarquée (1250 litres)

Avec le plein et le pilote, l'avion pèse 2.900 kg. De quoi laisser 600 kg pour de l'armement (si le poids maximum reste à 3500 kg).

 

Pour comparer avec le S-211, qui a les caractéristiques les plus proches de l'Avion Léger Modulaire (ALM) décris ci-dessus:

• la vitesse maximale du S-211: mach 0,6 avec un moteur de 11 kn
• la masse de l'avion à vide: 1800 kg
• la masse de carburant embarquée: 800 litres

Avec le plein et le pilote, l'avion pèse 2.540 kg. De quoi laisser 600 kg pour de l'armement (le poids maximum est de 3.150 kg).

 

J'en tire les conclusions suivantes:

1) La vitesse maximale que j'ai annoncé est sans doute trop importante pour un avion doté d'un rapport poussée/poids à pleine charge de 0,3. Il faudrait tendre vers 0,4 pour que la vitesse de 0,8 Mach soit réaliste (le rapport poussée/poids d'un A 320 Neo). Sans changer la motorisation et le poids de l'avion à vide, il faudrait que le poids maximum soit de 2.750 kg. Même avec des efforts, nous n'y arriverons pas. Je dois revoir ma vitesse à la baisse.

 

2) Le poids de l'appareil me semble "juste".

D'un côté, la "forme furtive" devrait alourdir la cellule par rapport à la forme "classique" du S-211 car elle devrait être plus large.

De l'autre côté, il existe des pistes de réduction du poids: d'une part, 2 TRI 60 ne pèse que 122 kg (contre 261 kg pour le JT15D-4C).d'autre part, la généralisation des matériaux composites (par rapport au S-211 qui doit en être totalement dépourvu car conçu en 1984) devrait permettre une diminution du poids de la structure de 10 %. Ainsi, un S-211 conçu en 2024, doté de deux TRI, et ayant recours aux matériaux composites, ne devrait peser que 1500 kg à dimension constante.

 

3) Au vue de ce qu'on a vu précédemment, la masse annoncée de carburants embarqués (1250 litres) est sans doute trop élevée; elle n'a pas d'équivalent sur les appareils de même gabarit. J'avais voulu une grosse capacité interne d'emport carburant (logique pour un appareil furtif), mais je suis sans doute allé trop loin. 800 kg (soit 1.000 litres) ce serait déjà pas mal.

 

Su vous avez d'autres remarques, n'hésitez pas à m'en faire part.

 

 

 

 

[HK]

38 minutes ago, Salverius said:

masse annoncée de carburants embarqués (1250 litres) est sans doute trop élevée; elle n'a pas d'équivalent sur les appareils de même gabarit.

Le carburant embarqué est probablement OK vu que c’est un monoplace et qu’il y a donc de la place pour un réservoir supplémentaire à la place du second pilote. (Voir le L-159)

Mais c’est le volume de la soute qui me pose problème… 4x1.2x0.4m ça fait 2,000L. Imagine un gros bidon de Rafale, un peu plus carré et moins long, ou le bidon « Irakien » des Mirage F1… Je ne vois pas où ce volume existe et encore moins comment le caser sans interférence avec les trains d’atterrissage, les entrées d’air etc.

Modifié le 25 septembre par HK

[ARPA]

il y a 42 minutes, Salverius a dit :

Su vous avez d'autres remarques, n'hésitez pas à m'en faire part.

Le choix des TRI60 n'est peut-être pas idéal. On parle de réacteurs conçus pour des missiles. Donc durée de vie médiocre (ce qui explique le faible poids) consommation pas forcement optimisée (vu qu'il fonctionne moins d'une heure, il doit être plus rentable de le faire plus léger et d'emporter plus de carburant...) et il a aussi un fonctionnement tout ou rien. Soit il est allumé et pousse 5,7 KN, soit il est éteint. Alors qu'un avion à besoin de faire varier la puissance du réacteur suivant ses phases du vol.

 

Bon, il s'agit peut-être de détails facilement corrigeables, mais ça rajoute un petit coût de développement.

[g4lly]

Les microturbo ne sont pas jetable, il peuvent fonctionner très longtemps notament sur les drones remorqueur de cible.

Les microturbo ne fonctionne pas en tout ou rien, la poussée est réglable en fonction de l'alimentation en carburant.

---

Mais effectivement les autorités certificatrice n'aime pas certifier ce genre de moteur, le TRS-18 n'est plus certifié par exemple, alors qu'il l'a longtemps été.

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Il y a des gens qui confient leur vie à ca ... https://www.jetcat.de/en/productdetails/produkte/jetcat/produkte/Professionell/p400 pro

[FAFA]

Il y a 3 heures, Salverius a dit :

Su vous avez d'autres remarques, n'hésitez pas à m'en faire part.

A remarquer que le plus gros utilisateur du S-211 (Singapour) à remplacé cet appareil par le turbopropulseur PC-21 et que les Américains ont préféré le turbopropulseur T-6 Texan II (une variante du Pilatus PC-9) plutôt que le Ranger 2000 de Rockwell.

D'autre part si tu veux qu'il emporte des Mica ou des Meteor, il faudra intégrer un radar performant et s'il doit être capable de combattre, il sera également souhaitable qu'il emporte des CME, des leurres, etc...  Conséquences, augmentation des coûts et du poids. Une version navalisée va également probablement nécessiter de renforcer la structure et le train d'atterrissage. Donc encore un surplus de poids.

Par contre maintenant que tu as défini ce que tu souhaites ( c'est la version drone que je trouve la plus intéressante) :

un biplace (sans soute) destinée à l'entrainement

un monoplace (avec soute) destinée au combat et à la reconnaissance

un drone (avec soute)

Peut-être qu'il serait souhaitable d'augmenter un peu le poids de l'engin pour qu'il fasse entre 3500 et 4500 kg à vide, soit entre le poids d'un Alpha Jet et celui d'un F-5E. Cela permettrait beaucoup plus de possibilités d'emport d'armements et d'équipements sans marcher sur les plate bandes du Rafale.

[Salverius]

Il y a 1 heure, HK a dit :

Mais c’est le volume de la soute qui me pose problème… 4x1.2x0.4m ça fait 2,000L. Imagine un gros bidon de Rafale, un peu plus carré et moins long, ou le bidon « Irakien » des Mirage F1… Je ne vois pas où ce volume existe et encore moins comment le caser sans interférence avec les trains d’atterrissage, les entrées d’air etc.

J'ai essayé de dessiner une version avec moteurs (en rouge) trains d'atterrissage (en vert), soute de 4,00m x 1,20m (en jaune) et points d'emport. Le tout à l'échelle bien entendu.

Sur une version monoplace, cela "rentre" (ce n'est sans doute pas le cas sur une version biplace).

Mais je suis très loin de ma zone de confort: par rapport au dessin initial (calqué sur celui de l'Aero L29), j'ai du écarter les trains et les reculer vers la queue. J'ai du déplacer les points d'emport intérieur. J'ai redessiné la queue qui ne me semblait pas satisfaisante une fois les moteurs implantés (je me suis inspiré du Valkyrie Kratos). Ma vue d'"artiste" risque de faire rire ceux qui savent.

il y a 52 minutes, FAFA a dit :

Peut-être qu'il serait souhaitable d'augmenter un peu le poids de l'engin pour qu'il fasse entre 3500 et 4500 kg à vide, soit entre le poids d'un Alpha Jet et celui d'un F-5E. Cela permettrait beaucoup plus de possibilités d'emport d'armements et d'équipements sans marcher sur les plate bandes du Rafale.

C'est tout le problème des équilibres. Avec un tel poids, il faut une autre motorisation (laquelle?), alors que le TRI 60 est vraiment peu encombrant et dispose d'un excellent rapport poussée/poids, tout en étant (presque) sur étagère.

Concevoir un avion plus gros, c'est également diminuer l'intérêt d'en faire un vecteur navalisé. En effet, un appareil plus gros ne pourra opérer que de ponts plats avec tremplin ou EMALS (oui je m'accroche à mes catapultes pneumatiques ).

Sans compter qu'un appareil plus gros sera plus cher.

L'Avion Léger Modulaire sur lequel j'ai réfléchi doit pouvoir emporter 600 kg d'armement et une tonne de carburant. Ce sont les idées forces.

Un appareil plus gros est donc un autre appareil, avec d'autres usages.

il y a une heure, FAFA a dit :

D'autre part si tu veux qu'il emporte des Mica ou des Meteor, il faudra intégrer un radar performant et s'il doit être capable de combattre,

Il n'y a pas de fatalité.

Le Mica est tiré depuis les Mirage F1 marocain, doté d'un radar Thalès RC400 de moins de 120 kg, conçu en 2006. Depuis, Thalès doit pouvoir faire encore mieux en matière de miniaturisation. Par exemple, un SearchMaster pèse moins de 80 kg.

Il y a 1 heure, FAFA a dit :

Une version navalisée va également probablement nécessiter de renforcer la structure et le train d'atterrissage. Donc encore un surplus de poids.

Plus de poids sur la structure = moins de carburant = moins d'autonomie. L'outil parfait n'existe pas.

En toute hypothèse, pour éviter ces difficultés, il vaut mieux envisager un appareil navalisé dès le cahier des charges . 

[FAFA]

il y a 14 minutes, Salverius a dit :

J'ai essayé de dessiner une version avec moteurs (en rouge) trains d'atterrissage (en vert), soute de 4,00m x 1,20m (en jaune) et points d'emport. Le tout à l'échelle bien entendu.

Le Mica est tiré depuis les Mirage F1 marocain, doté d'un radar Thalès RC400 de moins de 120 kg, conçu en 2006. Depuis, Thalès doit pouvoir faire encore mieux en matière de miniaturisation. Par exemple, un SearchMaster pèse moins de 80 kg.

Ta remarque est très intéressante et elle permet de constater l'effet du poids en fonction de la taille d'un appareil.

Sur le Mirage F1 le radar Thalès RC400 additionné à deux missiles Mica représente environ 4.5% de la masse à vide du Mirage F1.

Sur un avion de 1800 kg le radar additionné aux deux Mica représente environ 19 % de la masse à vide de l'avion.

On imagine aisément l'impact du poids sur les performances d'un avion en fonction de sa masse à vide.

[HK]

1 hour ago, Salverius said:

J'ai essayé de dessiner une version avec moteurs (en rouge) trains d'atterrissage (en vert), soute de 4,00m x 1,20m (en jaune) et points d'emport. Le tout à l'échelle bien entendu.

Voici un dessin pour t'aider. J'ai rajouté quelques vues du S.211 pour que tu puisses étudier l'arrangement interne, sachant que le S.211 est plus petit mais pese quand meme déja 1,850kg a vide. Puis j'ai aussi dessiné les dimensions de soute minimale pour 2x Meteor ou 3x Mica, grosso modo 3.15m x 86cm x 30cm (devant) et 0.65m x 1m x 50cm (derriere), pour une longueur totale de 3.8m et un volume de ~1,150L.

 

[HK]

@Salverius moi aussi je continue d'affiner mon concept d'ailier loyal / chasseur léger / trainer de la classe 4 tonnes (à vide - identique aux Mirage II et Etendard VI) avec une formule triple delta + Levcon et une finesse très élevée, optimisée pour le haut transonique / bas supersonique afin d'accompagner ou simuler des chasseurs beaucoup plus lourds. Voici ce que ça donne en comparaison.

Modifié le 26 septembre par HK

[Salverius]

@HK Merci pour tes remarques.

Du coup, j'ai comparé mes esquisses avec les lignes du S211, du L-29 et du Valkyrie Kratos.

J'ai apporté quelques correctifs, notamment:

• J'ai réduit la dimension des ailes pour épouser celles du S211 (la forme est calquée sur celle du Boeing Ghost Bat)
• J'ai allongé le nez pour avoir la place d'y placer un radar (je me suis calé sur ton propre projet d'avion de 4t)
• la profondeur minimale de la soute est passé de 50 à 60 cm (4,00 x 1,20 x 0,60)

J'ai essayé de compléter les esquisses en dessinant chaque vue de l'appareil. Ce n'est qu'une chimère, mais je trouve que ça a de la gueule.

Je reste convaincu que pour embarquer 600 kg d'armement dans une soute, il n'est pas nécessaire de concevoir un avion de plus de 3,5 tonnes à pleine charge.

C'est d'ailleurs le choix fait par le Valkyrie Kratos (qui ne pèse que 1134 kg, mais sans train d'atterrissage et sans passager).

[HK]

3 hours ago, Salverius said:

Je reste convaincu que pour embarquer 600 kg d'armement dans une soute, il n'est pas nécessaire de concevoir un avion de plus de 3,5 tonnes à pleine charge.

C'est d'ailleurs le choix fait par le Valkyrie Kratos (qui ne pèse que 1134 kg, mais sans train d'atterrissage et sans passager).

Ce n'est pas une question de charge utile, mais de volumes nécessaires pour voler vite & haut (moteur, carburant, prises d'air). Kratos ont fait le choix de voler tres lentement (Mach 0.6 et quelque), ce qui leur permet d'utiliser un petit moteur tres économe et de réduire toute la composante propulsion (+ carburant) a sa portion congrue. De meme leur soute est minuscule - beaucoup plus petite que ce que tu proposes. Ensuite un avion qui vole lentement ne va pas tirer beaucoup de G, donc la structure aura besoin d’être renforcée. 

Bref, si tu veux voler a Mach 0.8-0.9, tirer 6-7G, tout ça avec une grosse soute ça ne marchera pas... meme avec seulement 600kg d'armement le bilan volume interne va alourdir l'avion considérablement.

Difficile d'estimer tout ca sans faire un exercice de calcul des volumes internes avec des coupes transversales... idéalement avec un outil CAD, ou alors sur papier. Je m'y essaye pour mon 4 tonnes... ca prend du temps!

Modifié le 27 septembre par HK

[Patrick]

Le 27/09/2024 à 22:35, HK a dit :

Ce n'est pas une question de charge utile, mais de volumes nécessaires pour voler vite & haut (moteur, carburant, prises d'air). Kratos ont fait le choix de voler tres lentement (Mach 0.6 et quelque), ce qui leur permet d'utiliser un petit moteur tres économe et de réduire toute la composante propulsion (+ carburant) a sa portion congrue. De meme leur soute est minuscule - beaucoup plus petite que ce que tu proposes. Ensuite un avion qui vole lentement ne va pas tirer beaucoup de G, donc la structure aura besoin d’être renforcée. 

Bref, si tu veux voler a Mach 0.8-0.9, tirer 6-7G, tout ça avec une grosse soute ça ne marchera pas... meme avec seulement 600kg d'armement le bilan volume interne va alourdir l'avion considérablement.

Difficile d'estimer tout ca sans faire un exercice de calcul des volumes internes avec des coupes transversales... idéalement avec un outil CAD, ou alors sur papier. Je m'y essaye pour mon 4 tonnes... ca prend du temps!

Et n'oublie pas la place des pylônes même en soute, vu que des armements signifient des éjecteurs différents.

[HK]

On 9/30/2024 at 3:30 AM, Patrick said:

Et n'oublie pas la place des pylônes même en soute, vu que des armements signifient des éjecteurs différents.

Et effet, c'était la prochaine étape dans mon "étude". Voici ce que donnent différentes configurations de soute, ainsi que l'emplacement des pylones/éjecteurs nécessaires. La soute elle-meme fait ~1,250L et permet d'installer les éjecteurs sur 2 ou 3 rails (en fonction de l'encombrement de l'arme). Soit grosso modo:

2 armes médianes classe 250-400kg (Meteor, Mk-82/JDAM, MBDA RC200 / RCM2, Diehl Feanix etc)

3 armes légeres (Mica...) ou jusqu'a 6 armes en tandem (SDB, etc), ou un mélange

Les 3 rails d'ejecteurs prennent ~150L en plus, soit un volume total de ~1,400L. Voici ce que ca donne:

 

Modifié le 1 octobre par HK

[Bechar06]

Hachement a l arriere le train priincipal, même si réacteur derriere... non ?