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Le Projet Age d'Or de l'Aviation (3ème partie)

Quelques idées pour la construction....

Vous avez pu découvrir dans deux précédents numéros de RC Pilot (N°27 & 28) les avions que nous vous proposons comme sujets du Projet 2006, que vous pourrez réaliser simplement, équiper d'une propulsion électrique et qui vous permettront d'avoir un modèle sortant de l'ordinaire et ne nécessitant qu'un minimum de temps et d'investissement financier.
Vous aurez certainement l'occasion de présenter vos réalisations lors des rencontres accueillant le Projet, depuis Lyon-Corbas pour ceux qui auront déjà un modèle terminé à la fin du printemps (ce que certains des avions proposés permettent aisément) jusqu'à d'autres réunions prévues après la saison des congés estivaux en passant par la traditionnelle réunion de Crespières, en région parisienne, en mai prochain.
Construire, oui, mais comment ? C'est ce que nous allons voir ici.



Maquettes ou pas ?

Le Projet Age d'Or de l'Aviation (3ème partie)
Nous l'avons déjà évoqué, il n'est en aucun cas question de réaliser des maquettes exactes alors que le but du Projet est simplement d'obtenir des avions simples et aux bonnes qualités de vol pour un coût minimal. Rappelons d'ailleurs que la plupart des avions sélectionnés sont peu connus (vous vous en êtes certainement rendu compte) car il n'était nullement question de vous faire « créer » la dix millionnième version d'un Mustang ou d'un T-6. Bien au contraire, très peu des avions présentés ont fait l'objet de maquettes – ou tout simplement de semi-maquettes – et, d'ailleurs, nous avons réuni pour certains d'entre eux, pour la première fois, la totalité de la documentation encore existante. Outre le fait que c'est ainsi la possibilité d'obtenir un modèle pour le moins original, nous pensons que l'absence de documents détaillés (même s'ils existent éventuellement) dans les dossiers fournis est justement le moyen de s'attacher plus à l'allure générale plutôt qu'à accumuler une foule de détails qui, s'ils sont intéressants à reproduire sur une maquette statique, ne contribuent qu'à augmenter le poids et réduire les qualités de vol de modèles qui doivent être avant tout destinés à une utilisation courante de loisirs.
D'ailleurs, nous sommes certains qu'il n'est nul besoin d'accumuler des détails pour qu'un modèle basé sur la documentation de l'Arup S-2, du Tchéranovsky BiTch-3 ou du Kalinin K-1, pour ne citer que ceux-là, soient immédiatement identifiables en vol du premier coup d'oeil. Nous n'en demandons pas plus.

Que faire des documents fournis ?

Le Projet Age d'Or de l'Aviation (3ème partie)
Les documents que l'on peut obtenir soit par téléchargement, soit sur CD comportent un (ou plusieurs) 3-vues du sujet proposé ainsi que des agrandissements de tous les éléments essentiels à la taille de construction. Les fichiers de ces documents sont dans des formats utilisables par tous les logiciels graphiques : TIFF et (maintenant) également bitmap. La résolution est toujours de 300 dpi.
Il suffit ainsi d'imprimer ces documents à leur taille réelle. Pour la plupart d'entre eux, il sera nécessaire d'effectuer l'impression par « tranches » sur plusieurs feuilles, ce que permettent les logiciels graphiques ou les pilotes d'imprimantes. Vous n'aurez plus alors qu'à assembler ces feuilles.
Seule précaution: il faut bien prendre garde à ce que l'impression soit réellement à l'échelle, soit 100 %, ce qu'on peut aisément vérifier (l'envergure à obtenir est indiquée dans la description des avions). La résolution à l'impression doit être évidemment identique à celle du document comme cela a été indiqué plus haut.
Néanmoins la solution la plus simple est certainement de faire imprimer les éléments dans une boutique de reprographie comme il y en a un peu partout, ce qui permet à peu de frais l'impression en grand format sans qu'il soit besoin par la suite d'assembler les feuillets de papier avec du ruban adhésif.

Du 3-vues au plan de construction

Le Projet Age d'Or de l'Aviation (3ème partie)
Une fois en possession des éléments de l'avion à la bonne échelle, il s'agit de transformer les contours (éventuellement avec des traits très épais dus à l'agrandissement du dessin original) pouvant être irréguliers en traits exploitables; surtout, afin d'éviter toute erreur, il est nécessaire de reconstituer des éléments symétriques. En effet, les 3-vues à petite échelle ne sont pas toujours parfaitement symétriques, par exemple les sections de fuselage ou la vue en plan du même fuselage et il est donc nécessaire de reprendre ces dessins en ne retraçant qu'un seul côté, puis en le dupliquant en miroir pour reconstituer l'autre côté.
Bien entendu, si vous disposez d'un ordinateur avec un logiciel graphique, cela peut être effectué directement à l'écran avant tout tirage sur papier des dessins.
C'est aussi le moment de prendre une décision importante : celle de modifier éventuellement certains éléments de l'avion. Beaucoup penseront immédiatement à l'amincissement du fuselage, mais ce n'est pas vraiment nécessaire, contrairement à ce que l'on croit généralement. En revanche, il peut s'avérer utile pour certains avions d'agrandir l'empennage horizontal afin d'accroître la stabilité en tangage et l'empennage vertical, souvent marginalement suffisant pour nombre d'avions anciens. Il peut aussi être intéressant, dans certains cas, de modifier légèrement l'avant du fuselage pour permettre de loger commodément le moteur que l'on envisage.
Une fois tous les contours de l'avion parfaitement définis et avant de s'occuper de la structure proprement dite, il reste à choisir le profil de l'aile. Rien de bien difficile en fait, il suffit de chercher un profil approximativement ressemblant et d'une épaisseur relative suffisamment proche pour ne pas perturber la ligne d'ensemble de l'avion. Les profils plans-convexes courant tels que le Clark Y (le vrai Clark Y et non pas un profil quelconque à l'intrados entièrement plat) conviennent dans la plupart des cas, exceptant évidemment les ailes volantes BiTch-3 et Arup S-2 qui ont besoin, par nature, d'un profil autostable et le Caudron Typhon qui bénéficierait d'un profil biconvexe suffisamment porteur tel qu'un NACA 2412 par exemple, qui devrait permettre à la fois de bonnes qualités de vol rapide et des évolutions lentes sans risques particuliers de décrochage.

Construction : quelle méthode ?

récepteur Pico Smart Potensky
récepteur Pico Smart Potensky
Une grande partie des avions proposés sont dotés de fuselages à base rectangulaire permettant une structure à la fois simple et légère. C'est le cas, par exemple, du Kalinin K-1 ou même du Tupolev ANT-20. Structure en baguettes (le plus léger) ou en planche de balsa, structure en plaque de Dépron.. Eventuellement, l' arrondi du dessus du fuselage sur certains des avions peut être réalisé avec une fine planche de balsa galbée, comme par exemple sur l'ANT-1.
Quelques avions nécessitent une structure un peu plus élaborée, par exemple le Caudron Typhon ou le Nikitin NV-1 dont les fuselages ont des formes non développables. Cela n'empêche pas des structures simples. On peut évidemment penser au simple bloc de polystyrène extrudé mis en forme, comme cela se pratique souvent ou encore une méthode dérivée de ce qui était fréquemment utilisé en aviation grandeur à l'époque où les avions sujets du Projet ont été construits : une structure simple de section rectangulaire sur laquelle on ajoute les surfaces galbées qui peuvent aussi bien être obtenues avec de petits blocs de polystyrène extrudé mis en forme qu'avec des faux-couples et quelques baguettes recouvertes, soit d'un coffrage léger dans le cas d'une surface lisse, soit d'un simple entoilage comme ce pourrait être le cas, par exemple, du Heath Baby Bullet.
Dans tous les cas, si vous n'avez jamais, jusque-là, créé votre propre avion ni défini sa structure, la méthode la plus simple pour ne pas faire d'erreurs consiste à tout simplement « plaquer » sur les contours de l'avion que vous avez choisi la structure et le mode de construction d'un autre avion dont vous pouvez avoir le plan, par exemple déjà publié par la revue. En quelque sorte simplement changer la silhouette d'un avion déjà connu, ce qui permet de n'avoir que très peu d'adaptations à faire – telles que le mode de fixation de l'aile ou l'emplacement des composants – et ainsi de réussir pratiquement à coup sûr, même sans expérience préalable de conception.

Choisir la motorisation

Ensemble motoréducteur Potensky
Ensemble motoréducteur Potensky
La démocratisation des moteurs brushless en fait désormais de bons candidats à une utilisation de loisirs, donc également pour les avions de ce Projet Age d'Or et c'est pourquoi il nous a semblé désormais inutile de créer une restriction qui n'a plus guère lieu d'être. Les moteurs eux-mêmes sont évidemment plus coûteux que les moteurs industriels à balais du type S-400, mais ce prix est justifié par leur construction beaucoup plus robuste, des aimants infiniment plus puissants, des roulements à billes, un rendement largement supérieur et une durée de vie pratiquement illimitée alors que les moteurs industriels dont il est question, dans les conditions d'utilisation du modélisme (puissance et courant très largement supérieurs aux conditions de fonctionnement pour lesquels ils ont été conçus) ne durent bien souvent que quelques vols ou quelques dizaines de vols. Alors ces moteurs brushless que l'on peut trouver (pour les puissances correspondant à ce qui est nécessaire pour les avions du Projet Age d'Or) dans une gamme de prix allant approximativement de 35 à 70 € ne constituent plus un élément majeur du coût total.
Un à-côté intéressant de l'utilisation d'un moteur brushless pour certains avions du Projet Age d'Or est qu'à puissance égale, ils sont plus légers, ce qui peut être utile pour les plus petits modèles tels que le Nikitin NV-1 ou le Bohemia B-5 par exemple.
Néanmoins il peut s'avérer intéressant de choisir de simples moteurs industriels à balais dans le cas de multimoteurs : Monospar ST-4, Caudron Typhon et, bien sûr, ANT-20 « Maxime Gorki ». La raison n'est pas à chercher dans de meilleures performances mais dans des considérations bassement matérielles et pratiques. En effet, toujours à puissance égale, un contrôleur pour moteur brushless est plus coûteux qu'un variateur pour moteur à collecteur (il est plus complexe et nécessite plus de composants). Or, s'il n'y a aucun inconvénient à utiliser un seul variateur pour commander plusieurs moteurs, il n'en va pas de même dans le cas des moteurs brushless puisque le contrôleur doit détecter le passage des bobinages de l'induit devant les pôles pour envoyer les impulsions. Cette détection est évidemment faussée lorsque plusieurs moteurs sont connectés. Il faut donc un contrôleur par moteur.
En pratique, dans les cas qui nous occupent, utiliser les moteurs industriels du type S-400 ne présente pas d'inconvénients particuliers. Il suffit de se souvenir que, dans le cas de multimoteurs, la traction est excellente grâce à la grande surface totale balayée par les hélices, si bien que les besoins de puissance sont modérés. Ainsi l'ANT-20 sera très largement motorisé avec huit S-400 en dépit de la taille qui peut, de prime abord, sembler gigantesque. De même, le Monospar n'a pas besoin de plus que ce que peuvent fournir deux S-400 bien classiques à moins d'être construit très (trop) lourd. Par nature le Caudron Typhon, fait pour voler (relativement) vite, tout comme l'original, pourra profiter du supplément de puissance que permettent les S-480, ce qui constitue encore un ensemble de propulsion très économique.

Adapter moteur et cellule

Le Projet Age d'Or de l'Aviation (3ème partie)
Afin de choisir une motorisation il faut bien entendu tenir compte du poids total estimé. Quant à la taille de l'avion, une erreur trop largement répandue est de se fier à la longueur du fuselage alors qu'à de faibles nuances près il ne faut tenir compte que de la surface alaire et ne considérer le fuselage que comme un générateur de traînée. Il est vrai que, toutes choses égales par ailleurs, il faut d'autant plus de puissance pour le vol horizontal que la traînée est importante mais, dans le cas qui nous occupe (les avions du Projet Age d'Or) il n'y a pas, dans ce domaine, de différences flagrantes d'un avion à l'autre, quoi que l'apparence puisse laisser croire, d'autant plus que la principale source de traînée est l'aile et inhérente à la portance nécessaire.
Prenons un exemple. Parmi les sujets proposés, le Nikitin NV-1 et l'Arup S-2 ont pratiquement la même longueur et la différence de section des fuselages n'est pas significative. En revanche, l'aile du NV-1 a une surface d'environ 6,25 dm2 alors que celle du S-2 atteint 17,5 dm2 environ. On voit donc immédiatement que l'Arup S-2, grâce à sa faible charge alaire, volera sans difficulté avec un simple moteur S-400 alors que le Nikitin nécessite une double attention : une motorisation suffisamment légère pour ne pas augmenter inconsidérablement la charge alaire et une puissance suffisante pour assurer une vitesse adéquate. En corollaire, on peut se fixer un objectif de poids de l'ordre de 200 grammes pour assurer de bonnes qualités de vol avec une charge alaire acceptable. Cela conduit à s'orienter vers un petit moteur brushless et une batterie Li-poly, ce qui permet de gagner une cinquantaine de grammes sur le poids d'une propulsion équivalente à base de S-400. Il faudra bien entendu s'attacher à faire une structure légère dans le style des park flyers, ce à quoi on ne penserait pas immédiatement en se référant uniquement au fuselage.
Justement, voici une suggestion : il suffit de ne considérer le fuselage que par sa structure minimale nécessaire avec une coquille amovible n'ayant aucune fonction de résistance, donc très légère et ne servant qu'à donner la forme extérieure. La structure peut alors être une planche de balsa (ou même de Depron) évidée servant juste à tenir le moteur, l'aile et l'empennage et à fixer l'équipement radio, comme il est de plus en plus fréquent avec les avions de vol d'intérieur. Comment réaliser la coquille ? Une solution simple, bien que rarement utilisée, est d'utiliser la technique du papier mâché. Pour cela on fait une forme du fuselage en mousse (le Roofmate convient très bien à cet usage, mais le Styrofoam peut également être utilisé, ces produits sont disponibles dans les grandes surfaces de bricolage et de matériaux de construction) avec quelques gabarits insérés (profil, plan et quelques sections) en carton ou en Depron. La mise en forme, au couteau puis à l'abrasif, ne prend que quelques minutes.
Il suffit alors de recouvrir cette forme de papier journal ou, encore plus léger, de papier d'entoilage Modelspan (souvent improprement appelé « papier Japon » ) imprégné de colle à papier peint ou éventuellement de colle blanche vinylique. Pas besoin d'épaisseur puisqu'on ne cherche pas la résistance. Une fois l'ensemble bien sec (attendre une journée complète de préférence) on sectionne le « fuselage » horizontalement ou verticalement, suivant le mode de fixation que l'on aura choisi, pour constituer deux demi-coquilles. Une fois évidées et débarrassées de la mousse il n'y a plus qu'à passer une légère couche de vernis avant d'effectuer la décoration. On peut par ce procédé obtenir un fuselage très volumineux mais d'un poids ridiculement faible.
Pour une aile volante comme l'Arup S-2 – il en va de même pour la BiTch-3 – les contraintes de poids n'existent pratiquement pas. Suggérons une aile en structure classique très légère (on doit pouvoir obtenir ainsi un poids de l'ordre de 300 à 350 grammes) ou tout simplement entièrement en Depron portant l'objectif de poids à 600 grammes environ, ce que le Speed 400 supportera aisément. Le fuselage n'est là que le compartiment de la radio et quelques morceaux de Depron permettent de le réaliser en quelques minutes.
Toujours en ce qui concerne le poids, le choix d'un équipement radio suffisamment léger est évidemment bénéfique. Sauf pour quelques avions (Caudron Typhon ou ANT-20 par exemple) des servos de 5 à 10 g doivent être largement suffisants. L'idéal est d'associer cela à un récepteur tout aussi léger, par exemple le Potensky Pico 5 FM à microprocesseur qui ne pèse que 4 grammes et bénéficie d'un fail-safe, d'une très bonne réjection des parasites et d'une portée impressionnante. Quoi que vous utilisiez, nous vous recommandons d'ailleurs de choisir de préférence à un récepteur classique un récepteur à filtrage par microprocesseur (Potensky, Schulze, Multiplex, etc.) qui garantit une meilleure sécurité, surtout avec une propulsion électrique.

La gamme des moteurs Potensky
La gamme des moteurs Potensky

Projets en cours

Nous pensons que ces quelques précisions vous permettront de faciliter vos choix. N'hésitez pas à nous faire part de l'avancement de votre Projet. Nous en publierons les photo sur le site internet www.rcpilot-online.com, cela va de soi.cliquez ici pour les voir
Bonne construction.

Jeudi 23 Mars 2006
Guy Revel