Evaluation of the Performance of the Bugatti 100p

INSTITUT POLYTECHNIQUE DES SCIENCES AVANCEES

24, rue Pasteur 94270 LE KREMLIN-BICETRE * Tl. : 01.44.08.01.00 * Fax : 01.44.08.01.13 Etablissement Priv dEnseignement Suprieur SIRET N 433 695 632 00011 APE 803Z

PROJET DE FIN DETUDE Classe ING 3 Promotion 2008

EVALUATION DES PERFORMANCES DU BUGATTI 100P

IPSA

INSTITUT POLYTECHNIQUE DES

SCIENCES AVANCEES

Rapport rdig par les lves de la promotion 2008 de lIPSA : M. Thomas BOUTARD M. Ivan GIBAUD

Sous la conduite de :

M. Guy Robin

Professeur de conception des aronefs lIPSA Ingnieur Gnral de larmement


Rapport PFE : BUGATTI 100P - Ing3 CSA 1

SOMMAIRE GENERAL

1. TABLE DES ILLUSTRATIONS 2

2. REMERCIEMENTS 4

3. INTRODUCTION 5

4. FICHE DE SYNTHESE 6

5. CONCLUSION 7

6. FICHE DE SYNTHESE TECHNIQUE 8

7. HISTORIQUE 10

7.1. DES DEBUTS PROMETTEURS 10

7.2. UNE LONGUE ATTENTE 11

8. CARACTERISTIQUES GENERALES DE LAVION 12

8.1. AVION COMPLET 12

8.2. MOTEURS 12

9. EVALUATION DES PERFORMANCES DU BUGATTI 100P 13

9.1. CAHIER DES CHARGES 13

9.2. DESSINS DE LAVION 13 9.2.1. Mise en place des diffrents lments 13 9.2.2. Dessins des sections 17

9.3. CENTRAGES ET MASSES 18 9.3.1. Masses et Centrage longitudinaux 19 9.3.2. Masses et Centrage Latraux 22

9.4. BASES DE CALCUL DE STRUCTURE 24 9.4.1. Efforts tranchants et Moments Flchissants 24 9.4.2. Raction attache voilure/fuselage 30 9.4.3. Charges dues au gauchissement de la voilure 31

10. GLOSSAIRE 32

11. BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE 33

12. SOMMAIRE DES ANNEXES 34



1. TABLE DES ILLUSTRATIONS

Figure 1 : Fiche de synthse 6 Figure 2 : Fiche de synthse technique 9

Figure 3 : Avion Bugatti 100P, muse de l'EAA 11 Figure 4 : Caractristiques de l'avion 12 Figure 5 : Caractristiques des moteurs 12

Figure 6 : Nervures - Dessin Catia 13 Figure 7 : Autre esquisse des nervures, vue de dessus 14 Figure 8 : Profil d'aile et CMA - Dessin Catia 14

Figure 9 : Nervures du train d'atterrissage - Dessin Catia 15 Figure 10 : Train d'atterrissage principal - Dessin Catia 15 Figure 11 : Vue de face de l'empennage - Dessin Catia 16 Figure 12 : Esquisse de l'empennage - Dessin Catia 16

Figure 13 : Vues d'artiste de l'avion Pierre Andr Tilley 17 Figure 14 : Devis de masse de l'avion Bugatti 100P depuis le nez de lavion 19 Figure 15 : Centrage au sol et en vol de l'avion Bugatti 100P 20

Figure 16 : Limitation des distances pour le calcul du centrage 20 Figure 17 : Remarques des rsultats depuis le nez de lavion 21 Figure 18 : Devis de masse, axe latral 22

Figure 19 : Centrage de l'avion par l'aile bbord 23 Figure 20 : Dessin dtaill de l'avion Bugatti 100 P, vue de dessus 23 Figure 21 : Dessin d'artiste de l'avion Bugatti 100P, pour M. Philippe Ricco 24

Figure 22 : Portance pour l'avion 25 Figure 23 : Efforts tranchants pour l'avion 25 Figure 24 : Moments flchissants pour l'avion 26

Figure 25 : Portance pour voilure et carburant 27 Figure 26 : Efforts tranchants pour voilure et carburant 27 Figure 27 : Moments flchissants pour voilure et carburant 28

Figure 28 : Efforts tranchants sur le train 29 Figure 29 : Moments flchissants sur le train 29 Figure 30 : Raction attache voilure/fuselage pour l'avion 30

Figure 31 : Raction attache voilure/fuselage pour voilure et carburant 30 Figure 32 : Gouverne braque 31 Figure 33 : Gauchissement de la voilure 31

Figure 34 : Empennages, Copyright 1999 - 2006 Morlock 35 Figure 35 : Disposition du moteur et transmission, Copyright 1999 - 2006 Morlock 35 Figure 36 : Systme de refroidissement, Copyright 1999 - 2006 Morlock 36

Figure 37 : Vue dartiste, Pierre Andre Tilley 36 Figure 38 : Construction sandwich, Copyright 1999 - 2006 Morlock 37 Figure 39 : Volets automatiques, Copyright 1999 - 2006 Morlock 38

Figure 40 : Train automatique, Copyright 1999 - 2006 Morlock 39 Figure 41 : Hlice 40 Figure 42 : Manche balai 40

Figure 43 : Sige du pilote 40 Figure 44 : Dessins de coupe de l'avion - Dessin Catia 41 Figure 45 : Plan de l'aile pour le calcul du centrage 43



Figure 46 : Efforts tranchants et moments flchissants de l'avion 48 Figure 47 : Efforts tranchants et moments flchissants pour la voilure et le carburant 49 Figure 48 : Efforts tranchants et moments flchissants pour le train d'atterrissage principal 50

Figure 49 : Plan de l'avion, Copyright R.L Lawrence 51 Figure 50 : Plan vue de dessous, Copyright R.L Lawrence 52 Figure 51 : Plan vue de profil de l'avion 53

Figure 52 : Ide de l'avion 53 Figure 53 : Rue du Dbarcadre, usine Bugatti 54 Figure 54 : Atelier rue du Dbarcadre 54

Figure 55 : Bimoteur Bugatti type 50B1 55 Figure 56 : L'avion en cours de construction 55 Figure 57 : Avion lors du don l'EAA 56

Figure 58 : Prises d'air refroidissement 56 Figure 59 : Structure de l'aile 57 Figure 60 : Les hlices 57

Figure 61 : Le cockpit 58 Figure 62 : Les volets de type crocodile 58 Figure 63 : Le train d'atterrissage 59

Figure 64 : Empennage 59 Figure 65 : Vue de la structure Dessin 60



2. REMERCIEMENTS

Nous souhaitons remercier Monsieur Guy Robin, notre professeur de Conception des

Aronefs et tuteur de projet, pour sa disponibilit et son encadrement durant notre tude.

Nous remercions galement Monsieur Frdric Gasson, expert en mcanique

automobile, pour ses conseils aviss durant laccomplissement du projet. De plus, nous le

remercions pour son invitation au salon Rtromobile et pour la confrence sur lavion Bugatti laquelle nous avons pu assister.

De plus, nous remercions enfin les membres de la Bugatti Aircraft Association et leurs

collaborateurs pour nous avoir permis de visiter les hangars de restauration davions du Muse de lair et de lespace du Bourget.

Enfin nous saluons les lves de lISAE avec lesquels nous avons chang des informations essentielles.



3. INTRODUCTION

Lavion Bugatti 100P est un avion de muse qui na jamais vol et dont les traces

crites sont difficiles retrouver. Nous ne possdons que peu dinformations, si ce nest des prceptes thoriques. Cependant, un groupe damateurs passionns voudraient en savoir plus sur ses performances, sa structure, ses capacits, ainsi que sur son centrage, sa maniabilit, ses

commandes de vol, etc.

Lobjet dtude de ce projet de fin dtude est de calculer les diffrentes contraintes mcaniques et structurales de cet avion, dune part au niveau de ses ailes et dautre part au niveau de son fuselage, plus particulirement sur son attache voilure/fuselage, et de ses

atterrisseurs. Nous en calculerons les efforts tranchants et les moments flchissants. Par

ailleurs nous ferons une tude prcise de sa charge afin de connatre sa rpartition, ainsi quun devis de masse qui conduira au centrage de lavion. Ce PFE est en rapport avec le cours de Monsieur Robin lIPSA.

Nous avons travaill avec une documentation peu exhaustive, provenant dune part de

Monsieur Robin, et dautre part de la trs srieuse Bugatti Aircraft Association. Cette documentation est base sur trois plans originaux des ingnieurs travaillants sur cet avion

dont Louis De Monge : dessins aux dimensions exactes mais aussi une documentation

bibliographique et iconographique montrant les projets Bugatti et traitant de lhistoire de cet avion.

Lors de ce PFE, nous avons du prendre contact avec certains membres de lassociation afin dobtenir dimportants rsultats dtudes complmentaires. Ces travaux ont t raliss

par des membres de lassociation ou par des tudiants. De plus, nous avons pu profiter de nombreuses donnes grce au salon Rtromobile, le 16 fvrier 2008, la porte de Versailles

de Paris. Tous les passionns taient runis afin de parler des tudes en cours et des rsultats.

Cette manifestation nous a li au projet et nous a fait prendre conscience du rle important de

notre tude. Malheureusement nous aurions aim que ce salon se droule plus tt car nous devions rendre ce projet peu aprs.

Dans un premier temps, partir des plans de lavion, nous avons pu obtenir ses

dimensions, et partir de quelques indications sur ses performances, nous avons esquiss le

premier dessin assist par le logiciel de CAO Catia. Par la suite, ce logiciel nous a permis de

faire une tude structurale pousse. La remonte dinformation fut longue et un assemblage final des diverses parties de lavion fut ralis.

La seconde phase de notre travail fut consacre aux calculs de structure, c'est--dire

des efforts et des moments au niveau des ailes. Ensuite nous avons tudi la raction de

lattache de la voilure par rapport au fuselage et les derniers calculs ont t raliss pour en dduire le centrage.

Au final nous avons produit le dossier de calculs ncessaire pour initier la fabrication.



4. FICHE DE SYNTHESE

Fiche de synthse Emetteur : M. Frdric GASSON

Titre de ltude Objectifs

Evaluation des performances de lavion

BUGATTI 100P

Dossier de calculs pour initier la fabrication

Client principal Outils utiliss

Bugatti Aircraft Association

demand le : dlai prvu : pas de dlai prvu

Catia, Pack Office

Etudes ralises

Rapide descriptif : plan de calcul de lavion. Domaine de calcul.

Charges arodynamiques sur la voilure et lempennage. Charges des au gauchissement de la voilure.

Atterrisseur principal.

Rsultats/Ecarts avec CDC. Explications

Ltude du gauchissement na pas pu tre faite

Certaines donnes nous sont manquantes (Cx, Cz)

Prconisations avant-projet Capitalisation mtier

Avoir les donnes soufflerie pour poursuivre ltude de gauchissement

Travail en quipe Savoir communiquer Cf. fiche Capitalisation des mtiers, page 7

Suite prvoir

Budget : Suite de la fabrication lchelle 1 Fin du projet attendu dans dix ans

Figure 1 : Fiche de synthse



5. CONCLUSION

Ce projet nous a tenus cur tout au long des mois de janvier et fvrier, puisque la runion au salon Rtromobile fut ce pour quoi et pour qui notre travail importait.

Nos rsultats peuvent donc tre utiliss et critiqus par les membres de lassociation. Ce sont des rsultats srieux pouvant servir comme donnes de base pour dautres travaux de

recherche.

Le plus long fut la collecte dinformations, des dimensions et des masses. Pour cela

nous avons contact de nombreuses personnes, essentiellement par mails, dans divers pays de

lUnion Europenne et aux Etats-Unis, afin dobtenir des plans de profils dailes dtaills sur son vrillage et des sections du fuselage.

Ce fut un travail passionnant, alliant amour de laronautique, des vieux avions et des anciennes techniques, mais ce fut aussi un travail de recherches aussi bien iconographiques

que calculatoires. Cela nous a permis de nous ouvrir au monde des avions anciens, lautre

poque de laviation que nous connaissons peu de par notre ge et nos cours orients vers les nouvelles technologies : cette aviation o lavion tait entirement pilot mcaniquement, structure en bois, et commandes de vol pneumatique. Toutes ces techniques ou solutions

innovantes de lpoque nous ont apport un savoir qui pourrait servir aux travers de nos futurs mtiers.

Les critres essentiels, qui sont la lgret et la manuvrabilit, sont toujours autant ncessaires pour accroitre les performances. Toutefois, les barrires conomiques, de la

vitesse et de la consommation ; et de nos jours, le poids environnemental, sont prendre en

compte.

Le Bugatti 100P tait un avion dessin pour battre des records de vitesse. Ctait un

avion aux lignes pures, trs esthtique de part sa forme aile en flches inverses et

empennage en Y. Nous comprenons lintrt que prsente cet avion pour les passionns daviation.

Nous esprons que la rplique du Bugatti 100P lchelle une, volera et sera un succs. Nous y serons pour quelque chose et nous serons au rendez-vous.



6. FICHE DE SYNTHESE TECHNIQUE

CAPITALISATION DES METIERS FICHE DE SYNTHESE TECHNIQUE

Date du rendu : 03/03/2008

Date de rdaction : 05/01/2008 au 02/03/2008

Nom des rdacteurs : M. Thomas BOUTARD

M. Ivan GIBAUD

Nom du correcteur : M. Guy ROBIN

1) TITRE GENERAL DU PROJET :

Evaluation des performances de lavion BUGATTI 100P

2) SUJETS ABORDES :

Rapide descriptif : plan de calcul de lavion. Domaine de calcul. Charges arodynamiques sur la voilure et lempennage. Charges dues au gauchissement de la voilure. Atterrisseur principal.

3) GROUPE ETUDIANTS : Ing3 CSA

Thomas BOUTARD Ivan GIBAUD

4) ACQUIS :

Estimations des masses et centrages Calculs defforts tranchants (avions, voilure, train datterrissage) Calculs des moments flchissants (avions, voilure, train datterrissage) Calculs de la raction attache voilure/fuselage

5) QUESTIONS ENCORE TRAITER :

Calculs arodynamique : coefficients de traine et de portance Charges dues au gauchissement de la voilure (manque de donnes actuellement)

6) PREVISIONS DU PROGRAMME DES TRAVAUX A ENGAGER :

Reprise du projet par les promotions suivantes



7) PARTENARIAT EXTERNE :

Bugatti Aircraft Association

8) INTERLOCUTEURS INTERNES (Associations, Professeurs) :

Monsieur Guy ROBIN (ingnieur gnral de larmement) Monsieur Frdrique GASSON (expert en mcanique automobile)

9) BIBLIOGRAPHIE (rcapitulation des documents cl) :

Ouvrages consults :

Document crit par Michel Firczuk et David Lednicer qui est une simulation arodynamique du Bugatti 100P

Documents lectroniques consults :

Numrisations des plans de Ron Lawrence sur le Bugatti 100P Un fichier Catia .igs de lavion 100P Trois fichiers des prsentations power point du salon Rtromobile 2008

Sites Internet consults :

http://www.bugattiaircraft.com/ http://pagesperso-orange.fr/morlock68/bugatti.htm

Figure 2 : Fiche de synthse technique



7. HISTORIQUE

7.1. DES DEBUTS PROMETTEURS

Le dbut du XXieme

sicle fut marqu par la naissance de laronautique,

particulirement en France o de nombreuses personnes se sont investies dans ce domaine en

innovant.

Lors de la premire guerre mondiale, la France a produit massivement des avions et

lEtat rationalise leur fabrication. Entre les deux guerres, les avions ont t recycls.

Au dbut des annes trentes, un regroupement industriel se cre, une nouvelle

gnration dingnieurs arrive et lEtat nationalise massivement.

Ds 1916, Ettore Bugatti sintresse laviation. Cest un brillant motoriste qui a dj

de nombreux moteurs son actif, comme par exemple le huit cylindres. Il cre aussi le moteur

Diatto /Delauney-Belleville, jusquau Bugatti King.

En 1920, Louis Charles Breguet et Ettore Bugatti sassocient afin de faire des moteurs plus puissants, comme le premier moteur dhlicoptre appel le gyroplane. Lingnieur Belge, Louis De Monge, connat bien laviation et surtout les avions aux moteurs Bugatti. Il

prend en charge la conception et la fabrication de cet avion.

Bugatti ne sest pas pos de questions, cest un personnage aux multiples victoires, il

possde le palmars le plus flamboyant en ce qui concerne les records, aussi bien dans le

domaine de lautomobile, ferroviaire que navale. De plus il maitrise trs bien la conception des moteurs. Cest un fru de vitesse.

A cette poque, deux courses sont proposes aux amateurs, mais professionnels dans

lme. Au final, il y a une grosse somme dargent allant de cinquante mille cent mille

Francs. La course Schneider est rserve aux hydravions tandis que la coupe Deutsch de La

Meurthe est rserve aux avions.

Ds 1912, les courses de vitesses sont dactualit. Tous les ans, de nombreux participants sinscrivent. Si un participant gagne deux fois de suite la course, alors il est dclar vainqueur vie. Alberto Santos Dumont et Henri Farman sont les deux premiers

gagnants en 1908 et 1909. Cest la naissance de laviation pilote. Suzanne Deutsch de La Meurthe reprend la course avec laide de lEtat Franais et Bugatti veut y participer.

Andr Grenet, Louis De Monge, Andr Stark et Max Holste travaillent sur le projet de

Bugatti. Ce seront des ingnieurs brillants, de nombreux projets ont t ainsi dposs au fil

des annes (cf. annexe 1)



7.2. UNE LONGUE ATTENTE

Ettore Bugatti dessine seul la premire esquisse de son avion. Le profil est pur. Il est

quip de deux moteurs de 3,2 Litres de cylindre afin de concourir pour la course Deutsch de

La Meurthe. Par suite, voulant battre le record de vitesse de lpoque, il souhaite quiper le Bugatti100P de deux moteurs Bugatti type 50 B1 de 4,7 Litres de cylindre.

En 1938, afin de dtrner la suprmatie des avions allemands, lEtat Franais lance un march dEtat. Bugatti veut dcliner son avion 100P en 110P, plus manuvrable et moins

lourd. Pour cela il raccourci les ailes et lallge, ce qui semble une ide surprenante.

Cet avion possde un bimoteur spcial, cest un systme complexe, nous pouvons

penser quil y avait des pertes de charges au niveau de larbre de transmission. Le moteur serait en magnsium afin de gagner du poids.

Cependant cet avion na jamais vol puisquil fut construit dans un hangar rue du Dbarcadre, de la socit Bugatti en plein cur de Paris, et quand la seconde guerre mondiale a dbut, les allemands ont occup les lieux.

Lavion a t rachet plusieurs fois, et se trouve actuellement, sans les moteurs et quelques autres pices, au muse de l'EAA Air Adventure Museum dans le hall d'entre

Fergus Plaza.

Daprs une tude approfondie de ses caractristiques, il serait dangereux de le faire

voler. Notre tude va nous permettre den dire plus sur son comportement.

Figure 3 : Avion Bugatti 100P, muse de l'EAA



8. CARACTERISTIQUES GENERALES DE LAVION

8.1. AVION COMPLET

Ces caractristiques ont t trouves sur le site internet de Morlock, site en annexe.

Elles sont plus ou moins approximatives, mais au cours du salon Rtromobile, nous avons

revu ces donnes daprs les nouvelles informations exposes.

8.2. MOTEURS

Type Bugatti type 50 B1

Puissance 500 CV

Au rgime de 4500 (4700) tr/min

Poids 220 kg

Nombre de cylindres 8

Ordre d'allumage 1 - 6 - 2 - 5 - 8 - 3 - 7 - 4

Cylindre 4700 cm3

Bloc moteur Aluminium

Lubrification Sous pression avec carter sec

Refroidissement A eau dans un radiateur double, une moiti pour chaque moteur

Accessoires Magnsium

Suralimentation Un compresseur Roots

Distribution Deux arbres cames en tte

Figure 5 : Caractristiques des moteurs

Ces donnes sont aussi issues du site de Morlock, nous navons pas revu ces valeurs, par contre nous avons du comprendre comment les masses au niveau du moteur sont

ordonnes : c'est--dire dans un moteur de 220 kg, de combien est le poids du circuit

combustible et du combustible.

Nous avons demand des experts de la BAA de nous dire si notre devis de masse

moteur est correct. Ils nous ont dit oui et ils ont rajout une information importante que nous

navions pas prise en compte : le systme de refroidissement se fait par un radiateur eau, et par un circuit dair complexe aliment par des prises dair sur la voilure et le lempennage.

Figure 4 : Caractristiques de l'avion

Envergure 8,235 m

Surface alaire 11,4 m2

Longueur 7,70 m

Hauteur 2,25 m

Poids au dcollage 1550 kg

Hlice Ratier (S.O.B.) pas rglable au sol

Vitesse thorique prvue 635 (805) km/h

Vitesse d'atterrissage 115 km/h



9. EVALUATION DES PERFORMANCES DU BUGATTI 100P

9.1. CAHIER DES CHARGES

Nous devons calculer et valuer les performances dun avion dexception, de

supriorit arienne sil avait pu voler avant le dbut de la seconde guerre mondiale. Cest un avion monoplace, rapide, permettant dquiper larme de lair franaise.

Le travail exig nous demande :

Les plans de calcul de lavion. Le domaine de calcul. Les charges aronautiques sur la voilure et les empennages. Les charges sur latterrisseur principal. Les charges dues au gauchissement de la voilure.

9.2. DESSINS DE LAVION

9.2.1. MISE EN PLACE DES DIFFERENTS ELEMENTS

9.2.1.1. Nervures

La voilure est compose de onze nervures, spares entres elles de 0.42 mtres. Ci-

dessous la mise en place de ces nervures que lon visualise en rouge. Le dessin Catia nest pas

fini car seule la partie voilure et fuselage nous intresse. Les autres lments constituants

lavion sont en annexe 2.

Figure 6 : Nervures - Dessin Catia



Figure 7 : Autre esquisse des nervures, vue de dessus

Il nous a t dlicat de dimensionner lavion. Par manque de donnes, le dessin Catia sest fait par mesures manuelles, partir de plans et de dessins dartiste que lon retrouve en annexe 8.

9.2.1.2. Profil daile et CMA

Figure 8 : Profil d'aile et CMA - Dessin Catia

Le profil daile et la CMA ont t approxims avec les dessins dartiste.

Nervure

s

CMA



9.2.1.3. Nervures du train principal

Figure 9 : Nervures du train d'atterrissage - Dessin Catia

Le train datterrissage principal est fix au niveau des nervures 2 et 4. En considrant que la jambe de train est aussi lourde que le pneu, nous prenons en compte les charges

suivantes :

En mode train rentr, 60% de charge est applique sur la nervure 4 et 40% sur la nervure 2.

En mode train sorti, 100% de la charge sera applique sur la nervure 4.

Figure 10 : Train d'atterrissage principal - Dessin Catia

Nervure 2

Nervure 4

Nervure 2

Nervure 4 20 kg



9.2.1.4. Empennage

Lempennage est une partie essentielle de lavion car il lui permet dtre stable mais aussi dtre maniable. Nous pensons que cet empennage a t fait dans le but de pouvoir laisser le pilote sjecter si besoin est. Pour cela le pilote retire la verrire en la pliant afin de

pouvoir sauter. Lempennage en Y lui permet de passer entre les gouvernes de profondeur sans tre percut. Ce principe est repris sur le Fouga Magister puisque cet avion nest pas quip dun sige jectable.

Figure 11 : Vue de face de l'empennage - Dessin Catia

Figure 12 : Esquisse de l'empennage - Dessin Catia

Nous avons considr que la roulette de queue est en fait une tige, ou une sorte de

patin servant poser la queue de lavion. Cependant les manuvres au sol devraient se faire manuellement.

Lors de latterrissage, le pilote est oblig de poser lavion en douceur pour minimiser

les charges sur le train datterrissage auxiliaire, afin de ne pas casser cette tige. Pour le moment, la roulette de queue na pas t dfinie car les dessins montrent des

roulettes dempennage diffrentes.

Ejection



9.2.2. DESSINS DES SECTIONS

Figure 13 : Vues d'artiste de l'avion Pierre Andr Tilley



9.3. CENTRAGES ET MASSES

Afin de raliser le devis de masse suivant, nous nous sommes bass dans un premier

temps sur les paramtres vus dans lannexe 3, et nous avons fait des approximations de masses en ce qui concernent les amnagements des missions, sachant que cet avion est fait

pour battre un record, il est donc lger, et nous avons restreint le confort du pilote.

La masse de la voilure, du fuselage a t approxime daprs les donnes de nos cours

de conception afin davoir un ordre de grandeur similaire. Nous nous sommes bass sur le devis de masse de lavion King Air de la compagnie Beechcraft.

Nous savons dj que la masse totale avant mise en route est de 1550 kg : pilote et

plein en place. Nous avons la masse de nos moteurs et des rservoirs qui sont respectivement

de 440 kg et de 300 kg : 2 76 litres pour le rservoir 1, 2 67 litres pour le rservoir 2 et

enfin 1 39 litres pour le rservoir 3 se trouvant en queue de lavion.

Le poids de la jambe de train avec roue est autour de 20 kg, ce qui est lourd mais cest

le dbut des trains rentrants lpoque.

Sur cet avion aux moteurs carns et refroidis par eau, il ne faut pas ngliger les

radiateurs. Ils psent 20 kg vide avec les carters de canalisation d'air. La quantit d'eau est

denviron 10 litres.

Le pilote pse en gnrale 80 kg avec son matriel tel que le casque et son

quipement.

Les parties systmes et planeur ont donc t approximes puis affines au travers de

nos rencontres avec M. Gasson, les membres de la BAA, mais aussi les experts du muse de

lair du Bourget.

Au final nous jugeons notre devis de masse correct, mme si des parties nous sont

toujours manquantes.



9.3.1. MASSES ET CENTRAGE LONGITUDINAUX

MASSES x d MOMENTS

kg m m.kg

A PLANEUR 470 3.80 1786.58169

A1 VOILURE 180 3.557935 640.4283

A2 FUSELAGE 210 3.557935 747.16635

A3 EMPEN. HORIZONTAL 20 7.066 141.32

A4 EMPEN.VERTICAL 15 7.066 105.99

A5 MAT ET NACELLE 0 0 0

A6 ATTERRISSEUR PPAL. 40 3.14384 125.7536

A7 ATTERRISSEUR AUXI. 2 7.18672 14.37344

A8 PEINTURE FINITION 3 3.85 11.55

B PROPULSION 440 3.67 1613.12

B1 GROUPE MOTEUR 424 3.68 1560.32

B2 CIRCUIT COMBUSTIBLE 12 3.3 39.6

B3 COMBUSTIBLE INCONSOM. 4 3.3 13.2

C SYSTEMES 210 2.28 478.8

C1 SERVITUDES 80 3.2 256

C12 servitudes volets 20 0 0 0

C2 CONDT. AIR PRESSURIS; 10 0.6 6

C3 DEGIVRAGE DESEMBUAGE 0 0 0

C4 CONTROLE COUCHE LIMI. 0 0 0

C5 OXYGENE 0 0 0

C6 PILOTAGE NAVIGATION 40 1.75 70

C71 TRANSMISSIONS 0 0 0

C72 arbre drt 20 2.1 42

C73 arbre gch 40 2.37 94.8

C8 INSTALLA. OPERATIONNE. 0 0 0

C9 SYSTEMES DIVERS helices 20 0.5 10

D AMENAG.TTES.MISSIONS 50 1.84 91.81

D1 AMENAGT POSTE PILOTAGE 40 1.75 70

D2 AMENAGT CABINE 0 0 0

D3 AMENAGT SOUTES 0 0 0

D4 MATERIEL SECU.FIXE 5 2.181 10.905

D5 ECLAIRAGE 5 2.181 10.905

D6 LOT BORD TTES MISSIONS 0 0 0

M.V. MASSE A VIDE,A+B+C+D (M.V.) 1170 3.39 3970.31169

E AMENAGEMENTS SELON MISSION 0 0

E1 SUPPORTS AMOVIBLES 0 0

E2 MATERIEL AMOVIBLE 0 0

E3 AMENAGT PASSAGERS 0 0

E4 AMENAGT AMOVIBLE SOUTES 0 0

E5 EQUIPEMENT SAUVETAGE 0 0

E6 LOT BORD SELON MISSION 0 0

M.V.E. MASSE A VIDE EQUIPEE (M.V.E.) 1170 3.39 3970.31169

F EQUIPAGE 80 2.0854 166.832

M.V.O.E. Masse Vide en Ordre d'Exploitation 1250 3.31 4137.14369

(M.V.O.E.)

G CHARGES VARIABLES 0 #DIV/0! 0

G1 PAX RANG 1 0 0

G2 PAX RANG 2 0 0

G3 PAX RANG 3 0 0

G4 PAX RANG 4 0 0

G5 PAX RANG 5 0 0

G6 PAX RANG 6 0 0

G6 PAX RANG 7 0 0

H COMBUSTIBLE 300 18.229166 1244.9166

H1 RESERVOIR 1 100 3.689583 368.9583

H2 RESERVOIR 2 100 3.689583 368.9583

res 3 40 7.2 288

R radiateur et systme de refroisissement 60 3.65 219

M.T.A.M.R. MASSE TOTALE avant mise en ROUTE 1550 3.47 5382.06029

DEVIS DE MASSE RESUME

Figure 14 : Devis de masse de l'avion Bugatti 100P depuis le nez de lavion



Centrage au sol et en vol

Par rapport au nez de l'avion:

Distance du CDG l= 3.47 m

Distance du train avant a= 3.169 m

Distance entre atterrisseurs b= 4.0502 m

Corde moyenne arodynamique c= 1.384 m

Distance du bord d'attaque CMA d= 3.004335 m

Centrage en % de la CMA = 33.81 %

Charge sur le train ppal en % M 92.51 %

Charge sur le train auxiliaire en % M 7.49 %

Figure 15 : Centrage au sol et en vol de l'avion Bugatti 100P

Nous remarquons que la CMA est aux alentours de 25%. Ceci nous semble correct

sachant que nous avons aussi 92.51% de la charge sur le train principal et 7.49% sur le train

auxiliaire, qui ressemble plus une tige de queue. Ces rsultats sont cohrents et

correspondent bien avec les estimations faites par M. Robin.

Le centre de gravit de lavion est plac une distance de 3.47 mtres du nez de lavion, ce qui le place aprs les roues. Par contre nous ne savons pas si cet avion est stable, le

foyer de lavion na pas t dtermin.

La corde moyenne arodynamique est de 1.384 mtres. Ci-dessous les mesures

correspondantes :

Figure 16 : Limitation des distances pour le calcul du centrage

d = 3.004335 m c = 1.384 m

b = 4.0502 m a = 3.169 m

l = 3.47 m

L = 7.70 m



Remarque :

REMARQUES

A PLANEUR

A1 VOILURE

A2 FUSELAGE

A3 EMPEN. HORIZONTAL

A4 EMPEN.VERTICAL

A5 MAT ET NACELLE

A6 ATTERRISSEUR PPAL.

A7 ATTERRISSEUR AUXI.

A8 PEINTURE FINITION

B PROPULSION

B1 GROUPE MOTEUR

B2 CIRCUIT COMBUSTIBLE

B3 COMBUSTIBLE INCONSOM.

C SYSTEMES

C1 SERVITUDES

C12 servitudes volets 20

C2 CONDT. AIR PRESSURIS;

C3 DEGIVRAGE DESEMBUAGE

C4 CONTROLE COUCHE LIMI.

C5 OXYGENE

C6 PILOTAGE NAVIGATION

C71 TRANSMISSIONS

C72 arbre drt

C73 arbre gch

C8 INSTALLA. OPERATIONNE.

C9 SYSTEMES DIVERS helices

D AMENAG.TTES.MISSIONS

D1 AMENAGT POSTE PILOTAGE

D2 AMENAGT CABINE

D3 AMENAGT SOUTES

D4 MATERIEL SECU.FIXE

D5 ECLAIRAGE

D6 LOT BORD TTES MISSIONS

M.V. MASSE A VIDE,A+B+C+D (M.V.) on a habituellement 55.93% (civil) 67.28% (militaire), ici 75,48%

E AMENAGEMENTS SELON MISSION pas de mission 0%

E1 SUPPORTS AMOVIBLES

E2 MATERIEL AMOVIBLE

E3 AMENAGT PASSAGERS

E4 AMENAGT AMOVIBLE SOUTES

E5 EQUIPEMENT SAUVETAGE

E6 LOT BORD SELON MISSION

M.V.E. MASSE A VIDE EQUIPEE (M.V.E.) on a habituellement 58.60% (civil) 68% (militaire)

F EQUIPAGE

M.V.O.E. Masse Vide en Ordre d'Exploitation on 80,65% a de la Mdco

(M.V.O.E.)

G CHARGES VARIABLES

G1 PAX RANG 1

G2 PAX RANG 2

G3 PAX RANG 3

G4 PAX RANG 4

G5 PAX RANG 5

G6 PAX RANG 6

G6 PAX RANG 7

H COMBUSTIBLE on a 19,35% de la Mdco est ddi au combustible

H1 RESERVOIR 1

H2 RESERVOIR 2

res 3

R radiateur et systme de refroisissement

M.T.A.M.R. MASSE TOTALE avant mise en ROUTE Nous sommes dans une configuration militaire d'aprs les calculs

on a 30,32% de la masse au dcollage, habituellement 33.61% (civil) 37.69% (militaire)

on a 28,38% de la Mdco, habituellement 9.03% (civil) 15.70% (militaire)

cet avion a t design dans un but de vitesse

on a 13,54% de la Mdco, habituellement 10.92% (civil) 13.28% (militaire)

peu de systmes cette poque

on a amenagement rustique, gain de poids vident

Figure 17 : Remarques des rsultats depuis le nez de lavion



9.3.2. MASSES ET CENTRAGE LATERAUX

MASSES x d MOMENTS

kg m m.kg

A PLANEUR 470 4,12 1935,225

A1 VOILURE 180 4,1175 741,15

A2 FUSELAGE 210 4,1175 864,675

A3 EMPEN. HORIZONTAL 20 4,1175 82,35

A4 EMPEN.VERTICAL 15 4,1175 61,7625

A5 MAT ET NACELLE 0 0 0

A6 ATTERRISSEUR PPAL. 40 4,1175 164,7

A7 ATTERRISSEUR AUXI. 2 4,1175 8,235

A8 PEINTURE FINITION 3 4,1175 12,3525

B PROPULSION 440 4,12 1811,7

B1 GROUPE MOTEUR 424 4,1175 1745,82

B2 CIRCUIT COMBUSTIBLE 12 4,1175 49,41

B3 COMBUSTIBLE INCONSOM. 4 4,1175 16,47

C SYSTEMES 210 4,07 854,491

C1 SERVITUDES 80 4,1175 329,4

C12 servitudes volets 20 0 0 0

C2 CONDT. AIR PRESSURIS; 10 4,1175 41,175

C3 DEGIVRAGE DESEMBUAGE 0 0 0

C4 CONTROLE COUCHE LIMI. 0 0 0

C5 OXYGENE 0 0 0

C6 PILOTAGE NAVIGATION 40 4,1175 164,7

C71 TRANSMISSIONS 0 4,1175 0

C72 arbre drt 20 4,37 87,4

C73 arbre gch 40 3,8864 155,456

C8 INSTALLA. OPERATIONNE. 0 0 0

C9 SYSTEMES DIVERS helices 20 3,818 76,36

D AMENAG.TTES.MISSIONS 50 3,29 164,7

D1 AMENAGT POSTE PILOTAGE 40 4,1175 164,7

D2 AMENAGT CABINE 0 0 0

D3 AMENAGT SOUTES 0 0 0

D4 MATERIEL SECU.FIXE 5 0

D5 ECLAIRAGE 5 0

D6 LOT BORD TTES MISSIONS 0 0 0

M.V. MASSE A VIDE,A+B+C+D (M.V.) 1170 4,07 4766,116

E AMENAGEMENTS SELON MISSION 0 #DIV/0! 0

E1 SUPPORTS AMOVIBLES 0 0

E2 MATERIEL AMOVIBLE 0 0

E3 AMENAGT PASSAGERS 0 0

E4 AMENAGT AMOVIBLE SOUTES 0 0

E5 EQUIPEMENT SAUVETAGE 0 0

E6 LOT BORD SELON MISSION 0 0

M.V.E. MASSE A VIDE EQUIPEE (M.V.E.) 1170 4,07 4766,116

F EQUIPAGE 80 4,1175 329,4

M.V.O.E. Masse Vide en Ordre d'Exploitation 1250 4,08 5095,516

(M.V.O.E.)

G CHARGES VARIABLES 0 #DIV/0! 0

G1 PAX RANG 1 0 0

G2 PAX RANG 2 0 0

G3 PAX RANG 3 0 0

G4 PAX RANG 4 0 0

G5 PAX RANG 5 0 0

G6 PAX RANG 6 0 0

G6 PAX RANG 7 0 0

H COMBUSTIBLE 300 4,121963333 1236,589

H1 RESERVOIR 1 100 2,53 253

H2 RESERVOIR 2 100 5,70462 570,462

res 3 40 4,1175 164,7

R radiateur et systme de refroisissement 60 4,14045 248,427

M.T.A.M.R. MASSE TOTALE avant mise en ROUTE 1550 4,09 6332,105

DEVIS DE MASSE DEPUIS UN BOUT D'AILE

Figure 18 : Devis de masse, axe latral



centrage au sol et en vol

Par rapport l'aile de babord

Distance du CDG l= 4.09 m

Distance du train avant a= 3.169 m

Distance entre atterrisseurs b= 4.0502 m

Corde moyenne arodynamique c= 1.384 m

Distance du bord d'attaque CMA d= 3.004335 m

Centrage en % de la CMA = 78.10 %

Charge sur le train ppal en % M 77.38 %

Charge sur le train auxiliaire en % M 22.62 %

Figure 19 : Centrage de l'avion par l'aile bbord

Nous remarquons que lavion est lgrement dcentr de quelques centimtres sur la

gauche (2cm) mais cela ninterviendra pas dans la manuvrabilit de lappareil.

Afin de raliser ce centrage latral, nous avons repris la figure ci-dessous, et nous

avons plac notre point de dpart en bout daile bbord. Ensuite nous avons fait comme pour le centrage longitudinal, c'est--dire nous avons gard les mmes masses en changeant

simplement les distances du bout de laile gauche.

Figure 20 : Dessin dtaill de l'avion Bugatti 100 P, vue de dessus

8.235 m



9.4. BASES DE CALCUL DE STRUCTURE

9.4.1. EFFORTS TRANCHANTS ET MOMENTS FLECHISSANTS

Afin de calculer les efforts tranchants et les moments flchissants, aussi bien sur

lavion que sur la voilure, il nous a fallu partitionner laile afin davoir les distances entre les nervures (cf. annexe 4).

Nous avons aussi estim le nombre de longerons trois : deux principaux autour des

rservoirs, dont lattache se situe entre les deux moteurs type 50B1, et un longeron secondaire servant supporter les voilures.

Figure 21 : Dessin d'artiste de l'avion Bugatti 100P, pour M. Philippe Ricco

Nous estimons que cet avion peut endurer les acclrations suivantes : de -2g +6g.

Les calculs qui suivent sont donns pour les diffrents facteurs de charge n.

Nous en avons tir toutes les sommes de portance ce qui nous a permis de calculer la

raction attache voilure/fuselage.

Rservoirs

Longeron



9.4.1.1. Avion

Les rsultats des calculs des portances, des efforts tranchants et des moments

flchissants sont ici reprsents en fonction des facteurs de charges. Le dtail des calculs est

en annexe 5.

Figure 22 : Portance pour l'avion

Figure 23 : Efforts tranchants pour l'avion



Figure 24 : Moments flchissants pour l'avion

Nous remarquons que la portance, leffort tranchant et le moment flechissant croient en mme temps que le facteur de charge augmente, sur toute la longueur de laile, et inversement

lorsque le facteur de charge est ngatif. Ceci est totalement normal et rpond aux lois de

larodynamique.

En ce qui concerne la portance, nous remarquons que le bout daile est moins porteur, cela doit provenir de la forme de son aile, plus fine au bout. Le reste de laile porte, et on a un lger accroissement de cette portance lorsquon part du bout daile pour aller vers le fuselage.

9.4.1.2. Voilure et Carburant

Les rsultats des calculs des portances, des efforts tranchants et des moments

flchissants sont ici reprsents en fonction des facteurs de charges. Le dtail des calculs est

en annexe 6.



Figure 25 : Portance pour voilure et carburant

Figure 26 : Efforts tranchants pour voilure et carburant



Figure 27 : Moments flchissants pour voilure et carburant

En ce qui concerne la voilure et le carburant, nous remarquons que les moments

flchissant, la portance et les efforts tranchants sont trs fort prs du fuselage et dcroisent

vers le bout de laile. Plus le facteur de charge est important, plus le moment, leffort ou la portance est fort. Tout ceci est normal et permet donc de dimensionner les parties

attache voilure/fuselage.

9.4.1.3. Train datterrissage

Le train datterrissage principal se fixe au niveau des nervures 4 et 2. Etant donn que

la jambe du train est de masse non ngligeable nous appliquons une charge de 40% au niveau

de la nervure 4, soit au niveau de la premire attache, et 60% au niveau de la nervure 2, la

deuxime attache spcifique au pneu du train datterrissage. Le dtail des calculs des efforts

tranchants et des moments flchissant sont en annexe 7.

Nous remarquons sur ces deux schmas les diffrentes charges appliques sur le train.

Plus le facteur de charge est fort, plus leffort ou le moment est fort, cela va de soit.



Figure 28 : Efforts tranchants sur le train

Figure 29 : Moments flchissants sur le train



9.4.2. REACTION ATTACHE VOILURE/FUSELAGE

La raction attache voilure/fuselage correspond la somme des portances de toutes les

nervures.

Figure 30 : Raction attache voilure/fuselage pour l'avion

Figure 31 : Raction attache voilure/fuselage pour voilure et carburant

Sous facteurs de charges lavion est soumis des ractions importantes attache voilure/fuselage. Les seuils ne pas dpasser sont indiqus chaque extrmit des

graphiques.



9.4.3. CHARGES DUES AU GAUCHISSEMENT DE LA VOILURE

Pour un braquage donn on considre que la charge due au gauchissement de la

voilure ne doit pas dpasser une certaine valeur de facteur de charge ( ).

La dformation du profil elliptique donnerait pour diffrent facteur de charge :

On a :

La dformation de la voilure doit tre inferieure celle correspondant au facteur de

charge extra.

Nous ne connaissons pas encore les donnes du BUGATTI 100P, car ltude na pas

pu se faire malheureusement.

Figure 32 : Gouverne braque

Gouverne braque Gouverne braque

Axe

avion

Fuselage

Figure 33 : Gauchissement de la voilure



10. GLOSSAIRE

BAA : Bugatti Aircraft Association

CAO : Conception Assist par Ordinateur

CDG : Centre De Gravit

Ce : Corde demplanture

CMA : Corde moyenne arodynamique

Cs : Corde de saumon

EAA : Experimental Aircraft Association

ISAE : Institut Suprieur de lAronautique et de lEspace

n : facteur de charge de lavion

PFE : Projet de fin dtude



11. BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE

Ouvrages consults :

Document crit par Michel Firczuk et David Lednicer qui est une simulation arodynamique du Bugatti 100P

Documents lectroniques consults :

Numrisations des plans de Ron Lawrence sur le Bugatti 100P Un fichier Catia .igs de lavion 100P Trois fichiers des prsentations power point du salon Rtromobile 2008

Sites Internet consults :

http://www.bugattiaircraft.com/ http://pagesperso-orange.fr/morlock68/bugatti.htm

Les ouvrages nous ont t prts lors du salon Rtromobile du samedi 16 fvrier 2008

par M. Frderic Gasson, M. Philippe Ricco, et par les lves de lISAE.

Les photos rcentes vues dans ce document ont t prises par Thomas Boutard et Ivan

Gibaud lors de leurs diffrentes rencontres.



12. SOMMAIRE DES ANNEXES

Annexe 1 : BREVETS DEPOSES DU BUGATTI 35

Annexe 2 : AUTRES ELEMENTS DE LAVION DESSINS CATIA 40

Annexe 3 : ESTIMATION DES MASSES ET CENTRAGES GENERALITES 42

Annexe 4 : BASE DE CALCULS 43

1. Portance 2. Efforts tranchants 3. Moments flchissants

Annexe 5 : EFFORTS TRANCHANTS ET MOMENTS FLECHISSANTS 48

AVION


VOILURE ET CARBURANT


TRAIN DATTERRISSAGE PRINCIPAL

Annexe 8 : PHOTOS DEPOQUE 51



ANNEXE 1 : BREVETS DEPOSES DU BUGATTI

1. Empennages n852.599 du 4 Avril 1939

Ces empennages avaient dabord une particularit de forme : ils taient composs de deux plans papillons vers le haut et dune quille verticale vers le bas, cals sensiblement entre eux 120. La quille, bien sr, faisait office de drive et portait la roulette dtambot. La commande

des gouvernes tait diffrentielle. La profondeur agissant sur les volets suprieurs, alors que la

commande de direction braquait simultanment les trois gouvernes avec prpondrance sur

celle de la quille. Lavion, souffl en tunnel, avait, parait-il, fait preuve dune trs grande

stabilit; les gouvernes, savrant par ailleurs trs efficaces.

Figure 34 : Empennages, Copyright 1999 - 2006 Morlock

2. Disposition des moteurs n851.806 du 9 Octobre 1939.

Les deux huit cylindres en ligne de 4,7 litres double arbre cames en tte, dveloppaient

450 chevaux 4.500 tr/mn pour un poids sec de 220 kilogrammes, soit moins de 500

grammes au cheval et un rendement de 95 chevaux au litre. Ces chiffres donnent la mesure du

talent de Bugatti. Ces moteurs avaient une caractristique : les paliers du vilebrequin taient

fixs sur le bloc cylindres, il ny avait pas de carter proprement dit, mais simplement une tle roule sous le moteur, qui retenait lhuile et qui carnait les soubassements du groupe. Un compresseur Roots gorgeait les cylindres. Le problme du logement de deux groupes dans un

fuselage au matre-couple trs faible, posa videmment un problme. Les deux moteurs furent

logs devant et derrire le caisson central de voilure avec un certain angle convergent sur

laxe longitudinal du fuselage. Les deux transmissions passaient de part et dautre du pilote,

exactement sous ses coudes. Des transmissions cardan au niveau de la cloison pare-feu dans

le dos du pilote, permettaient de resserrer langle de ces transmissions appeles suivre la courbe dvolution du fuselage et transmettre la puissance dans une bote rducteur situe

dans le plastron avant juste derrire les casseroles des hlices : toute cette mcanique tait

loeuvre dEttore Bugatti; les cardans taient emprunts aux autorails Bugatti, sur lesquels ils avalent acquis un maximum de fiabilit.

Figure 35 : Disposition du moteur et transmission, Copyright 1999 - 2006 Morlock



3. Systme de refroidissement n851.718 du 16 Mars 1939

Ettore Bugatti stait penche sur ce problme particulirement crucial pour un avion de

hautes performances. Pour le circuit de refroidissement de son avion, le gnial constructeur

faisait entrer lair par des oues amnages dans le bord dattaque des deux plans arrire en V.

Cet air en pression tait canalis vers le centre du fuselage o il convergeait puis

remontait dans ce dernier jusqu un radiateur install mi-chemin entre la deuxime cloison moteur et la naissance des empennages dans une portion de fuselage o, part les timoneries

de commande, il ny a gnralement rien dinstall.

La forme tronconique de cette partie arrire de cellule amliorait le ralentissement de lair

en formant diffuseur. Aprs tre sorti du radiateur, l'air tait vacu de part et dautre par des oues latrales ouvertes au-dessus du raccordement arodynamique aile-fuselage.

Figure 36 : Systme de refroidissement, Copyright 1999 - 2006 Morlock

Figure 37 : Vue dartiste, Pierre Andre Tilley



4. Cellule en construction sandwich n859.179 du 18 Aot 1939

Amliorant le procd de construction dit en sandwich qui demandait la fabrication de

moules creux pour former les surfaces, le procd Bugatti liminait cette ncessit. Il

consistait rapporter sur un support constituant larmature du corps creux une couche de matire lgre, du balsa par exemple, que lon modelait la forme extrieure dfinitive en

liminant les parties en excs et que lon recouvrait soit dun enrobage de plaquage ou en lames de tulipier.

Pour le fuselage, par exemple, le support intrieur en contre-plaqu tait constitu par des

sries de sections rgles, cest--dire dont les gnratrices taient droites et qui, se raccordant les unes aux autres, suivant des lignes brises, pousaient la forme galbe de la carne

fuselage.

Sur cette caisse polydrique, on collait une paisseur de balsa que lon taillait ensuite sur

sa face extrieure, comme lorsquon fabrique une pale dhlice en bois, afin dobtenir la forme dsire. Lpaisseur du balsa tait variable, maximum au milieu des panneaux, minimum sur les bords, ce qui constituait du mme coup des surfaces dgale rsistance aux

dformations du fait de la variation du moment dinertie. Le profil extrieur ainsi obtenu, on mnageait lemplacement des lisses qui taient colles dans le balsa aux points dattache, des blocs de bois dur taient encastrs. Les surfaces de collage taient telles que les diffrents

lments formaient un bloc avec le revtement extrieur qui tait pos aprs. Voilure et

empennages taient construits selon le mme procd.

Figure 38 : Construction sandwich, Copyright 1999 - 2006 Morlock



5. Voilure caractristique variable n854.333 du 5 Mai 1939

Voici quelles en taient les diffrentes squences.

- Dcollage : augmentation de la portance par accroissement de la courbure. Les deux

volets crocodiles qui constituaient lextrados et lintrados de la partie arrire descendaient

comme des volets datterrissage.

- Monte et croisire conomique : vol la finesse maximum grce au profil de base

reconstitu par les deux volets crocodiles.

- Vitesse maximale : rduction de la trane, grce la diminution de courbure obtenue

par un lger braquage vers le haut des deux volets crocodiles.

- Vol en piqu : les deux volets scartent autour de leur position neutre et font freins

arodynamiques dintrados et dextrados, comme sur certains avions de combat de la deuxime guerre mondiale.

- Atterrissage : le volet suprieur reste neutre, le volet infrieur est baiss comme un

volet dintrados.

- Roulement au sol : le volet infrieur est neutre, le volet suprieur est braqu vers le

haut pour crer une portance ngative, plaquant lavion au sol.

Les trois premires combinaisons taient directement fonction de la vitesse et taient

contrles par un systme anmomtrique (un venturi).

Les deux positions suivantes (piqu et atterrissage) taient commandes par la rduction des

gaz.

La dernire position tait dclenche par la mise en action des freins de roues au cours

des roulages au sol.

Figure 39 : Volets automatiques, Copyright 1999 - 2006 Morlock



6. Train automatique US n2 279 615 de Mai 1939 (A.Y.Berger)

A basse vitesse et faible puissance, gaz rduits, les volets "devinaient" latterrissage : celui

dextrados restait au neutre, linfrieur se braquant seul en position convenable ; le train sortait automatiquement dans cette configuration, dispositif pour lequel Bugatti prit en mai

1939 le brevet US 2 279 615 et qui fut par la suite utilis par Piper sur son Arrow.

Figure 40 : Train automatique, Copyright 1999 - 2006 Morlock



ANNEXE 2 : AUTRES ELEMENTS DE LAVION DESSINS CATIA

Figure 41 : Hlice

Figure 42 : Manche balai

Figure 43 : Sige du pilote



Figure 44 : Dessins de coupe de l'avion - Dessin Catia



ANNEXE 3 : ESTIMATION DES MASSES ET CENTRAGES

La norme AIR 2001 C prvoit la rpartition des masses entre les postes suivants :

A : PLANEUR

B : PROPULSION

C : SYSTEME

D : AMENAGEMENTS "toutes missions" (radio par exemple)

E : AMENAGEMENTS "selon mission" (poutres daccrochage par exemple)

F : EQUIPAGE

G : CHARGES VARIABLES (obus, missiles ou bidons largables par exemple)

H : COMBUSTIBLE

Le devis de masse fait apparatre un certain nombre de masses caractristiques :

Masse vide : MV = A + B + C + D

Masse vide quipe : MVE = MV + E

Masse vide en ordre dexploitation : MVOE = MVE + F

Masse Totale avant mise en Route : MTAMR = MVOE + G + H



ANNEXE 4 : BASE DE CALCULS

Afin de calculer les efforts tranchants et les moments flchissants, aussi bien sur

lavion que sur la voilure, il nous a fallu partitionner laile afin davoir les distances entre

nervures

Avion :

Voilure & Carburant :

Train principal :

Figure 45 : Plan de l'aile pour le calcul du centrage



1. Avions

P1 & P2 (N/m) :

On a :

Avec n : facteur de charge (variant de -2 a 6) on obtient :

Equations :

y1 = a +

y2 = c +

On obtient :

n = -2 : y1 = -3850.654 2010.554 n = -1 : y1 = -1925.439 1005.335

y2 = 0.51886 4019.348 y2 = 0.51886 2008.911

n = 1 : y1 = 1924.993 + 1005.102 n = 2 : y1 = 3850.209 + 2010.3211

y2 = 0.51886 + 2011.963 y2 = 0.51886 + 4022.412

n = 3 : y1 = 5775.625 + 3015.540 n = 4 : y1 = 7700 + 4020.758

y2 = 0.51886 + 6032.839 y2 = 0.51886 + 8043.276

n= 5 : y1 = 962.856 + 5025.977 n = 6 : y1 = 11551.0721 + 6031.196

y2 = 0.51886 + 10053.713 y2 = 0.51886 + 12064.151

Calculs par nervure :

Portances : Efforts tranchants :



Moments flchissants :

2. Voilure & Carburants

P1 & P2 (N/m) :

On a :



Avec n : facteur de charge (variant de -2 a 6) on obtient :

Equations :

y = a +

On obtient :

n = -2 : y = -565.8799 - 96.719 n = -1 : y = -282.9399 - 48.3599

n = 1 : y = 282.9399 + 48.3599 n = 2 : y = 565.8799 + 96.719

n = 3 : y = 848.8199 + 145.079 n = 4 : y = 1131.759 + 193.4386

n = 5 : y = 1414.6999 + 241.798 n = 6 : y = 1697.6399 + 290.158

Calculs par nervure :

Portances : Effort tranchants : Moments flchissants :



3. Train datterrissage

Efforts tranchants :

Nervure 4 : 40% de charge sur la nervure 4

Train rentr :


Train sorti : Nervure 4 : 100% de charge sur la nervure 4

Moments flchissants :


Train rentr :


Train sorti : Nervure 4 : 100% de charge sur la nervure 4



ANNEXE 5 : EFFORTS TRANCHANTS ET MOMENTS FLECHISSANTS AVION

La portance est en N/m, les efforts tranchants sont en N/m et les moments flchissants

sont en N.m.

Nervure

N10 N9 N8 N7 N6 N5 N4 N3 N2 N1 N0

11-10 10-9 9-8 8-7 7-6 6-5 5-4 4-3 3-2 2-1 1-0

Distance

entre

nervures

0.000 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.202 0.350

Facteur

de

charge

-2

Portance 0.000 -1617,275 -2010,389 -2010,171 -2009,25 -2009,735 -2009,517 -2009,299 -2009,081 -2008,977 -2008,795

Effort

tranchant 0.000 -1184,06 -2852,171 -4540,068 -6227,87 -7915,588 -9603,211 -11290,74 -12978,18 -13790,41 -15196,50

Moment

flchissant 0.000 -224,879 -1235,519 -3007,929 -5489,24 -8679,406 -12578,39 -17186,17 -22502,68 -25314,50 -30570,58

Facteur

de

charge

-1

Portance 0.000 -808,684 -1005,17 -1004,952 -1004,73 -1004,516 -1004,298 -1004,08 -1003,862 -1003,758 -1003,576

Effort

tranchant 0.000 -592,064 -1425,832 -2269,346 -3112,77 -3956,099 -4799,338 -5642,486 -6485,542 -6891,32 -7593,761

Moment

flchissant 0.000 -112,446 -617,586 -1503,396 -2743,46 -4337,343 -6286,206 -8588,809 -11245,52 -12650,58 -15276,98

Facteur

de

charge

1

Portance 0.000 808,497 1005,267 1005,485 1005,703 1005,921 1006,139 1006,357 1006,575 1006,680 1006,861

Effort

tranchant 0.000 591,927 1426,845 2272,098 3117,443 3962,879 4808,407 5654,026 6499,737 6906,859 7611,724

Moment

flchissant 0.000 112,42 618,321 1505,718 2748,141 4345,628 6298,218 8605,948 11268,858 12677,312 15310,248

Facteur

de

charge

2

Portance 0.000 1617,088 2010,486 2010,704 2010,922 2011,14 2011,358 2011,576 2011,794 2011,899 2012,08

Effort

tranchant 0.000 1183,923 2853,187 4542,829 6232,562 7922,387 9612,303 11302,311 12992,411 13805,985 15914,708

Moment

flchissant 0.000 224,853 1236,218 3010,224 5493,898 8687,279 12790,406 17203,318 22526,052 25341,273 30603,895

Facteur

de

charge

3

Portance 0.000 2425,679 3015,705 3015,923 3016,141 3016,359 3016,577 3016,794 3017,013 3017,113 3017,299

Effort

tranchant 0.000 1775,919 4279,522 6813,542 9347,656 11881,86 14416,156 16950,543 19485,022 20705,044 22817,217

Moment

flchissant 0.000 337,286 1854,15 4514,754 8239,666 13028,924 18882,567 25800,634 33783,163 38005,135 45897,415

Facteur

de

charge

4

Portance 0.000 3234,269 4020,923 4021,431 4021,649 4021,867 4022,085 4022,303 4022,521 4022,626 4022,808

Effort

tranchant 0.000 2367,915 5705,86 9084,265 12462,76 15841,349 19220,028 22798,799 25977,661 27604,133 33419,959

Moment

flchissant 0.000 449,718 2472,089 6019,289 10985,45 17370,588 25174,758 34397,992 45040,329 50669,059 61191,009

Facteur

de

charge

5

Portance 0.000 4042,859 5026,142 5026,36 5026,578 5026,796 5027,014 5027,232 5027,449 5027,554 5027,736

Effort

tranchant 0.000 2959,911 7132,199 11354,987 15577,87 19800,814 24023,901 28247,056 32470,302 34503,224 38022,702

Moment

flchissant 0.000 562,151 3090,017 7523,826 13731,23 21712,254 31466,942 42995,35 56297,695 63332,984 76484,605

Facteur

de

charge

6

Portance 0.000 4851,45 6031,361 6031,579 6031,797 6032,015 6032,233 6032,451 6032,669 6032,773 6032,955

Effort

tranchant 0.000 3551,907 8558,537 13625,709 18692,97 23760,328 28827,775 33895,313 38962,943 41402,316 49625,447

Moment

flchissant 0.000 817,217 3707,951 9028,363 16477,01 26053,921 37759,143 51592,713 67554,667 75996,915 91778,208

Figure 46 : Efforts tranchants et moments flchissants de l'avion



ANNEXE 6 : EFFORTS TRANCHANTS ET MOMENTS FLECHISSANTS VOILURE ET CARBURANT

La portance est en N/m, les efforts tranchants sont en N/m et les moments flchissants

sont en N.m.

Nervure N10 N9 N8 N7 N6 N5 N4 N3 N2 N1 N0

11-10 10-9 9-8 8-7 7-6 6-5 5-4 4-3 3-2 2-1 1-0

Distance

entre

nervures

0.000 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.202 0.350

Facteur

de

charge

-2

Portance 0.000 -237.67 -475.339 -713.009 -950.678 -1188.35 -1426.02 -1663.69 -1901.36 -2015.76 -2213.82

Effort

tranchant 0.000 -90.533 -280.886 -571.061 -961.058 -1450.88 -2040.51 -2729.97 -3519.25 -3934.77 -4708.8

Moment

flchissant 0.000 -15.518 -90.022 -265.438 -583.689 -1086.7 -1816.4 -2814.71 -4123.55 -4876.65 -6387.25

Facteur

de

charge

-1

Portance 0.000 -118.835 -237.67 -356.504 -475.339 -594.174 -713.009 -831.844 -950.678 -1007.88 -1106.91

Effort

tranchant 0.000 -45.266 -140.443 -285.53 -480.528 -725.437 -1020.26 -1364.99 -1759.63 -1967.38 -2354.4

Moment

flchissant 0.000 -7.759 -45.011 -132.718 -291.844 -543.349 -908.198 -1407.35 -2061.77 -2438.32 -3193.62

Facteur

de

charge

1

Portance 0.000 118.835 237.67 356.504 475.339 594.174 713.009 831.844 950.678 1007.88 1106.91

Effort

tranchant 0.000 45.266 140.443 285.53 480.528 725.437 1020.26 1364.99 1759.63 1967.38 2354.4

Moment

flchissant 0.000 7.759 45.011 132.718 291.844 543.349 908.198 1407.35 2061.77 2438.32 3193.62

Facteur

de

charge

2

Portance 0.000 237.67 475.339 713.009 950.678 1188.35 1426.02 1663.69 1901.36 2015.76 2213.82

Effort

tranchant 0.000 90.533 280.886 571.061 961.058 1450.88 2040.51 2729.97 3519.25 3934.77 4708.8

Moment

flchissant 0.000 15.518 90.022 265.438 583.689 1086.7 1816.4 2814.71 4123.55 4876.65 6387.25

Facteur

de

charge

3

Portance 0.000 356.504 713.009 1069.51 1426.02 1782.52 2139.03 2495.53 2852.03 3023.64 3320.73

Effort

tranchant 0.000 135.799 421.33 856.593 1441.59 2176.31 3060.77 4094.96 5278.88 5902.16 7063.2

Moment

flchissant 0.000 23.277 135.034 398.157 875.534 1630.05 2724.6 4222.06 6185.33 7314.98 9580.89

Facteur

de

charge

4

Portance 0.000 475.339 950.678 1426.02 1901.36 2376.7 2852.03 3327.37 3802.71 4031.52 4427.64

Effort

tranchant 0.000 181.065 561.773 1142.12 1922.12 2901.75 4081.03 5459.95 7038.51 7869.54 9417.6

Moment

flchissant 0.000 31.036 180.045 530.876 1167.38 2173.4 3632.8 5629.42 8247.11 9753.31 12774.5

Facteur

de

charge

5

Portance 0.000 594.174 1188.35 1782.52 2376.7 2970.87 3565.04 4159.22 4753.39 5039.4 5534.55

Effort

tranchant 0.000 226.332 702.216 1427.65 2402.65 3627.19 5101.29 6824.94 8798.14 9836.93 11772

Moment

flchissant 0.000 38.795 225.056 663.595 1459.22 2716.75 4541 7036.77 10308.9 12191.6 15968.1

Facteur

de

charge

6

Portance 0.000 713.009 1426.02 2139.03 2852.04 3565.04 4278.05 4991.06 5704.07 6047.28 6641.46

Effort

tranchant 0.000 271.598 842.66 1713.19 2883.17 4352.63 6121.54 8189.92 10557.8 11804.3 14126.4

Moment

flchissant 0.000 46.554 270.067 796.314 1751.07 3260.11 5449.2 8444.13 12370.7 14630 19161.8

Figure 47 : Efforts tranchants et moments flchissants pour la voilure et le carburant



ANNEXE 7 : EFFORTS TRANCHANTS ET MOMENTS FLECHISSANTS TRAIN DATTERRISSAGE PRINCIPAL

Nervure

N4

N2

Train rentr Train sorti

Distance entre la nervure et le fuselage

1.04217 m 0.20217 m

Facteur de

charge -2

Effort tranchant -156.960 -392.400 -235.440

Moment flchissant -31.733 -79.332 -47.599

Facteur de

charge -1

Effort tranchant -78.48 -196.200 -117.720

Moment flchissant -15.866 -39.666 -23.799

Facteur de

charge 1

Effort tranchant 78.480 196.200 117.720

Moment flchissant 15.866 39.666 23.799

Facteur de

charge 2



Facteur de

charge 3



Facteur de

charge 4



Facteur de

charge 5



Facteur de

charge 6



Figure 48 : Efforts tranchants et moments flchissants pour le train d'atterrissage principal



ANNEXE 8 : PHOTOS DEPOQUE

Figure 49 : Plan de l'avion, Copyright R.L Lawrence



Figure 50 : Plan vue de dessous, Copyright R.L Lawrence



Figure 51 : Plan vue de profil de l'avion

Figure 52 : Ide de l'avion



Figure 53 : Rue du Dbarcadre, usine Bugatti

Figure 54 : Atelier rue du Dbarcadre



Figure 55 : Bimoteur Bugatti type 50B1

Figure 56 : L'avion en cours de construction



Figure 57 : Avion lors du don l'EAA

Figure 58 : Prises d'air refroidissement



Figure 59 : Structure de l'aile

Figure 60 : Les hlices



Figure 61 : Le cockpit

Figure 62 : Les volets de type crocodile



Figure 63 : Le train d'atterrissage

Figure 64 : Empennage



Figure 65 : Vue de la structure Dessin



RESUME

Au cours de cette anne d'ing3, option CSA, notre travail de fin d'tude a port sur

l'valuation des performances de l'avion Bugatti 100P, avion n'ayant jamais vol et dont peu

de traces subsistes. Pour cette tude, nous avons contact la Bugatti Aircraft Association qui

dtient les ouvrages et documents numriss sur cet avion.

De plus, les tudiants de lISAE ralisent actuellement une tude arodynamique sur une maquette. Afin d'approximer au mieux les performances de l'avion, ils pourront utiliser

nos rsultats qui sont les suivants : matrice d'inertie, centrage de l'avion dans l'axe, devis de

masse de l'avion.

L'autonomie et le travail synthtique des rsultats, associs l'expertise de notre

tuteur, professeur de conception des aronefs l'IPSA, nous ont permis dapprocher au plus prs la ralit. Nos rsultats ont aussi bien t donns aux tudiants qu'aux membres de

l'association que nous avons rencontrs lors du salon Rtromobile de Paris.

Ces rencontres nous ont apport un gain supplmentaire d'engagement et d'envie de

bien faire pour le projet. Le but tant de ne pas dcevoir et de rendre des rsultats corrects.

Nous sommes toujours en contact avec les membres de lassociation afin de suivre

l'volution de ce projet ambitieux, dont la dure est estime une dizaine d'annes, et qui est

destin aux chevronns de l'aronautique.

Ce projet nous a dautant plus enrichis que notre investissement personnel a t

important. Paralllement, nous avons du mobiliser nos connaissances de faon adapte pour

apprivoiser et nous approprier le sujet.

ABSTRACT

During our last year of studies at IPSA, in the CSA option, we are able to work on a

professional project for the Bugatti Aircraft Association on how the Bugatti 100P performs.

This aircraft has never flown and so we have few information, drawings, tests about this aircraft. Just one Bugatti 100P exists and is at EAA museum in the USA.

To do this work, we have gathered lots of drawings and pictures about Bugattis life

and Bugatti 100P, thanks to the BAA members and thanks to passionate people. Furthermore,

ISAE students are working on aerodynamic studies in a wind tunnel to know how the aircraft

behaves at low speed. They need our work, about the Matrix of slowness, the center of

gravity, the axial centrality of the aircraft and the different weights for the balance weight.

Autonomy capacity and team work to synthesize the results were much essential. We

worked with our tutor and with the BAA members and with other students in order to have

the best results, because our work is enriching for everybody.

During this plan, we have met many people who work in the airplane industry and it

has been an extra pleasure to collaborate with them and for them.

Nowadays, we are still in touch with everybody to follow the development plan, but

we know that it is a ten-year plan.