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Construction d'un avion de sport monoplace Van's RV-3

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Complément d'infos pour dossier technique CNRA
Yann
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14 mai 2009 - 23:16
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L'aile du RV-3, incriminée dans plusieurs cas d'accident de cet appareil, a subi de profondes modifications depuis le vol du prototype construit par Richard VanGrunsven (GM de Van's Aircraft) au début des années 70.

 

Pardonnez-moi de risquer sans doute d'être un peu long dans l'exposé qui va suivre mais l'historique des modifications est assez compliqué.

 

Il semble en effet que, même si le design initial lui-même n'a jamais été mis en cause, la construction de l'aile, de ses longerons (longeron principal et longeron arrière) et/ou de leur assemblage et/ou de leur éclissage par des amateurs ait par le passé donné hélas des résultats parfois insuffisants en terme de tenue mécanique aussi bien dans la flexion que dans la torsion de l'ensemble et que l'intégrité de la machine n'a pas été garantie dans certains cas de vols extrêmes.

 

Au demeurant, les investigations sur les quelques cas de rupture en vol avant 1981 (4 ou 5 occurrences répertoriées par la FAA), auraient établi une séparation des demi-voilures, et à chaque fois pour des ressources prononcée et/ou virage cadencé sous fort facteur de charge positif après des attitudes de vol piqué à grande vitesse. Dislocations sans doute dues à une faible tenue à la torsion de l'ensemble, provoquée probablement par un longeron arrière insuffisamment attaché à l'emplanture de l'aile. Cela aurait eu pour effet  de provoquer, par combinaison avec la compression et le “bâillement” du lamellé constituant la semelle d'extrados, un cisaillement inattendu des rivets supportant cet assemblage; ce qui aurait alors entraîné la rupture en flexion de l'ensemble du longeron principal d'aile sous facteur de charge.

 

Néanmoins il apparaissait également qu'à chaque fois, la rupture était sans doute imputable à un défaut de construction, au non respect des plans fournis. Il n'a pas été exclu non plus que par défaut de technicité, les pilotes, qui n'étaient jamais les constructeurs de ces machines accidentées, aient pu provoquer un dépassement du facteur de charge ultime. Ce point a aussi son importance car les RV, d'une façon générale, montrent des efforts par G assez faible sur l'axe de tangage et certainement nettement  inférieurs à d'autres machines…pour rappeler que le design n'est pas seul facteur de risque pour la sécurité du vol d'un avion acrobatique.

 

Quoiqu'il en soit, il n'a jamais pu être établi qu'un de ces avions normalement construit et normalement opéré eut montré les mêmes types de défaillance en pareil cas. En clair, le design, qui avait démontré une bonne tenue aux essais destructifs réalisés par Van's, n'a pas été remis en cause par le Safety Board de la FAA qui émettra cependant une recommandation GENOT (GEneral aviation NOTice) le 16 mars 1981 visant à interdire le RV-3 de vol acrobatique.

 

Bien sûr, Van's ne s'arrêtera pas là et continuera de vouloir faire évoluer le longeron de l'aile du RV-3 pour lui rendre sa “dignité”. Il lui fit alors profiter notamment de l'expérience acquise avec le design mis en oeuvre sur RV-4, mais d'autres soucis apparurent en 1995 avec un autre cas de rupture en vol…

A défaut de proposer une aile neuve, Van's tenta alors en réponse d'apporter des modifications ou Change Notices (CN) à appliquer pour chaque design, allant même jusqu'à envisager et proposer aux constructeurs/pilotes un possible retrofit sur avion terminé… L'affaire devenait assurément plutôt délicate pour un constructeur amateur, en même temps qu'elle devenait désastreuse en terme de marketing pour le RV-3 (et probablement aussi pour toute l'enseigne Van's Aircraft) et sans doute plus très réaliste ni professionnelle en terme de déontologie de sécurité des vols pour un ingénieur aéronautique scrupuleux.

 

Alors finalement, Van's Aircraft émet en 1996 un SB pour fixer les restrictions et/ou modifications à respecter pour le classement du RV-3 (acrobatique ou non) et  suspend purement et simplement le RV-3 de la production et de la vente et le retire donc à contre-coeur de son catalogue…la FAA scelle définitivement l'affaire des “ailes modifiées” en émettant un SAIB (Special Airworthiness Information Bulletin) en 1998 (à télécharger en section téléchargements).

Cette cascade de “bricolages” ne pouvait de toute évidence plus satisfaire l'ingénieur qui devait alors absolument trouver une solution technique définitivement fiable sous peine d'entacher sérieusement la réputation de tous ses  RV.

 

J'avais d'ailleurs (entre autres raisons professionnelles) interrompu en 1997 mon projet de construction, qui en était au rivetage final du longeron, après avoir eu connaissance de toutes ces péripéties structurales de l'aile et en attendant que VanGrunsven propose un design définitivement moins vulnérable à une construction par un amateur.

 

Pour résumer, les modifications “historiques” introduites par Van's sont :

 

2 types anciens d'aile :

    -> le modèle initial “Type 1″ (1974-1984) : semelles en lamellé de 1/8″ et double rang quinconce de rivets 1/8″ pour assembler les semelles à l'âme centrale du longeron

    -> le modèle hérité du design du RV-4 “Type 2″ (1984 ->) : semelles en lamellé de 3/16″ et simple rang de rivets 3/16″ pour assemblage à l'âme centrale du longeron.

 

- 2 types de Change Notice (CN) successifs pour chaque design Type 1 et Type 2 et implémentés dans les lots-matière au fil des ventes :

    -> CN-1 pour la modification du longeron arrière et augmentation de la tenue en torsion du panneau d'aile, qui seule peut catégoriser le RV-3A acrobatique dorénavant (CN-1-1 pour longeron type 1et CN-1-2 pour longeron type 2)

    -> CN-2 pour la rigidification de la poutre longeron principal en évitant le bâillement du lamellé par compression à l'extrados en vol positif (CN-2-1 pour type 1 et CN-2-2 pour le type 2)

 

- 1 SB Van's limitant l'avion en catégorie U s'il n'a pas, POUR CHAQUE DESIGN D'AILE, reçu au pire des cas de figure (en fonction de la date d'achat du lot-matière) les 2 CN recommandés.

 

Je me trouvais, lorsque j'ai stoppé la construction, dans l'option d'une aile “Type 2″ (à jour par livraison du lot en 1995 de son CN-1-2 – modif longeron AR) donc d'un RV-3A, et pour laquelle Van's m'expédia gracieusement en 1997 le CN-2-2 (lot sous-ensemble référencé CN-301 type 2) correspondant à la modification du longeron principal.

 

Puis finalement, en 1998, après de nouvelles recherches et séries d'essais destructifs, VanGrunsven remet au catalogue son petit monoplace, devenu le RV-3B, avec une aile cette fois au design entièrement nouveau, ultime stade du développement du RV-3.

 

L'historique compte donc aussi dorénavant :

 

1 type d'aile moderne en version Basic Kit :

    -> le modèle entièrement nouveau (1998 ->), dont le longeron au design identique au longeron du RV-8 est fourni sans option en version assemblé en usine  : élimination du problématique lamellé au profit de semelles usinées dans la masse, perçage CNC et anodisation industrielle, catégorisant dorénavant le RV-3B.

 

Autant de modifications qui permettent in fine de différencier le RV-3 (anciens designs non modifiés/Cat U) du RV-3A (modifié CN-1 + CN-2/acrobatique) et du RV-3B (aile nouvelle/acrobatique)…

1 aile entièrement construite en version Quick Build 

est également proposée au catalogue Van's Aircraft pour le RV-3 sous la forme d'une option au kit classique BK de l'aile. Cette aille et ses réservoirs sont pratiquement entièrement assemblés apprêtés et étanchéifiés ; il ne reste à la charge du constructeur que l'ajustement des ailerons et des volets ainsi que le rivetage final d'une peau d'intrados. Comme d'habitude avec Van's Aircraft, la qualité est au rendez-vous…

 

C'est l'introduction de cette aile nouvelle qui m'incite à reprendre mon projet de construction. J'ai en effet décidé d'évacuer les problèmes de design et toutes ces périlleuses opérations de modifications en me ralliant au choix d'une nouvelle aile type “B” (au détriment du longeron “Type” 2/CN-2 que j'ai pourtant presque terminé mais que je déclasse).

Je demanderai donc, après inspection du nouveau longeron par le GSAC, l'admission à une catégorie acrobatique de ce qui devient un RV-3B. J'en ai d'ailleurs reçu la liasse de plan correspondante au mois de janvier dernier et attendais juste l'autorisation CNRA pour importer le matériel.

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52 ans, ancien pilote militaire Aéronavale...à présent pilote de ligne...un jour peut-être pilote de RV-3 !...En attendant, concepteur de ce site...


Yann FAURE

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