Projet Age d'Or

Le Projet Age d'Or de l'Aviation : ailes volantes et moteurs Mega

(4ème partie)

Vous avez pu découvrir au cours des précédents épisodes de cette série les avions sujets de ce nouveau Projet ainsi que quelques suggestions vous permettant de faire un modèle bien à vous sans qu'il soit besoin d'une grande expérience dans la conception des structures ni dans la construction, certains de ces modèles pouvant être réalisés en quelques heures, comme cela a pu être démontré avec le Bohemia B-5 dont un plan pour une version entièrement en Depron est disponible sur le site www.rcpilot-online.com).



Le Projet Age d'Or de l'Aviation : ailes volantes et moteurs Mega

Les ailes volantes

Parmi les sujets proposés figurent deux ailes volantes, l'Arup S-2 et la Tchéranovsky BiTch-3. Il semble que ces deux avions intéressent bon nombre d'amateurs, aussi bien parmi les lecteurs de RC Pilot que les participants de la liste d'échanges internet Electron.libre.
Outre leur aspect totalement inhabituel et quelle que soit la structure choisie, ces deux avions peuvent être réalisés en peu de temps et promettent de bonnes qualités de vol mais il est nécessaire d'éviter les deux ou trois pièges inhérents à cette formule aérodynamique et c'est pourquoi nous nous devons de leur consacrer ce chapitre particulier.


Le Projet Age d'Or de l'Aviation : ailes volantes et moteurs Mega
Tout d'abord, bien que leur forme soit d'apparence très différente, un bord d'attaque parabolique et un bord de fuite rectiligne pour la BiTch-3 et presque exactement l'inverse pour la S-2, il s'agit de ce que l'on appelle des ailes « droites », c'est à dire qu'elles n'ont pas de flèche prononcée (contrairement, par exemple, aux ailes de type Horten) et, de ce fait, elles ont recours pour obtenir la stabilité nécessaire à un profil autostable caractérisé par une ligne moyenne à double courbure, la partie arrière étant relevée. Il est important de se souvenir que, dans cette configuration, le centrage se situe toujours en avant du foyer, c'est-à-dire des 25 % de la corde moyenne et que la marge de centrage est très faible, sinon nulle. Sur des ailes volantes de sport on a souvent l'habitude de fixer arbitrairement un centrage et de rechercher l'équilibre de vol en abaissant ou relevant les ailerons, ce qui revient tout simplement à modifier le profil pour l'adapter au centrage choisi. En réalité, en général et en particulier dans le cas des deux avions qui nous concernent, il est préférable de rechercher le centrage correspondant au profil utilisé, ce qui permet de meilleures performances mais évite aussi de nuire à l'esthétique.


Le Projet Age d'Or de l'Aviation : ailes volantes et moteurs Mega

Le centrage ? Astuce !

Evidemment il n'est pas particulièrement simple sur ces deux avions de déterminer rapidement où se trouve la corde aérodynamique moyenne qui d'ailleurs, rappelons-le, n'est pas la demi-somme des cordes d'emplanture et d'extrémité mais celle divisant chaque demi-aile (la partie traversant le fuselage étant incluse) en deux surfaces égales. Autrement dit, lorsqu'on considère le foyer de l'aile, soit le point au 1/4 avant de la corde moyenne, on doit avoir le quart de la surface totale de l'aile en avant de ce point. On voit ainsi que cette position, qui doit servir de référence pour le centrage définitif, correspond à des emplacements très différents, mesurés à l'emplanture, dans le cas de l'Arup dont la surface de l'aile est reportée vers l'avant et dans le cas de la Tchéranovsky pour laquelle c'est au contraire vers l'arrière que se trouve la plus grande partie de la surface.
D'ailleurs, même en effectuant les calculs rigoureux, il ne serait pas possible de déterminer avec précision, sur le papier, le centrage définitif. En effet, à l'échelle de ces modèles, et même en supposant un profil rigoureusement respecté, ce qui ne peux pas être le cas, les caractéristiques des profils autostables qu'il est nécessaire d'utiliser ne sont pas fiables.

Heureusement il y a une astuce permettant de commencer les essais avec une approximation suffisante. Il s'agit du train d'atterrissage. Il suffit en effet de se souvenir que le train d'atterrissage n'est que très légèrement en avant de la projection verticale du centre de gravité. Il est vrai que les caractéristiques du profil du modèle seront nécessairement différentes de celles du profil original mais on a ainsi une référence qu'on peut considérer comme la limite avant du centrage. On peut ainsi, par exemple (pour les deux modèles en question) choisir pour le premier vol un centrage situé entre la verticale de l'axe des roues et 5 mm en arrière. Presque à coup sûr, ce centrage sera trop avant et nécessitera un cabrage de la profondeur (ou des élevons, suivant la disposition qu'on aura choisie) pour que le vol se déroule normalement, sans piqueur ni cabreur excessifs, il suffit de s'y préparer.

Il suffit alors, lors de chaque essai, de reculer le centrage progressivement jusqu'à ce que le vol correct soit obtenu sans braquage des gouvernes. Attention: progressivement signifie : pro-gres-si-ve-ment, 1 à 2 mm à la fois, pas plus, ce qui représente à peine moins de 1 % de la corde moyenne (c'est déjà une variation importante sur une aile volante). Par ce moyen on obtient finalement le centrage correct pour le profil utilisé au lieu de modifier (en relevant l'arrière) ce profil, ce qui en amoindrit les performances, tant en portance qu'en traînée. Il faut ainsi moins de puissance pour le vol ou, vu par l'autre bout de la lorgnette, on dispose de plus de réserve de puissance avec le même moteur.

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Moteur : quelques astuces

Au sujet du moteur, justement, de nombreuses questions parvenues à la rédaction concernent le montage du moteur lorsque, sur l'original, celui-ci est apparent et sans carénage comme, par exemple, sur l'Avia BH-11, le Tupolev ANT-1 ou le VSB Kunkadlo.

La solution, très prisée des Américains, consiste à insérer le moteur dans un tube lui-même fixé sur le couple avant. Ce tube peut être, par exemple, en contre-plaqué mince directement roulé sur le moteur. Une pièce de tissu de verre ou un simple ruban de nylon peut alors doubler le contre-plaqué et renforcer le collage. Bien sûr, il ne faut pas oublier les ouvertures de refroidissement dans le couple pour que l'air puisse circuler ni une bride de maintien à l'avant pour éviter que le moteur ne sorte tout seul en vol, ce qui serait du plus mauvais effet...

Cette méthode est principalement applicable aux moteurs en prise directe et à rotor interne tels que les S-400 ou les Mega AC 16/xx/xx, mais il est bien entendu possible de l'adapter aux moteurs à rotor externe.
Un intérêt de ce mode de fixation est que l'on peut aisément ajouter sur le tube quelques éléments donnant l'illusion du moteur d'origine, en particulier les cylindres bien entendu. A l'échelle choisie les faux moteurs sont de petite taille et il n'est nul besoin de chercher à en reproduire de nombreux détails, surtout si on veut maintenir le poids du modèle terminé dans un domaine suffisamment réduit pour ne pas conduire à des qualités de vol dégradées et un manque de puissance. Il suffit d'un peu de mousse de polystyrène et de quelques accessoire pour réaliser un faux moteur tout à fait acceptable. Par exemple les cylindres peuvent être taillés dans des morceaux de polystyrène extrudé (du Roofmate ou les équivalents jaune, rose ou gris d'autres fabricants) mais surtout pas de Depron ni de polystyrène expansé qui sont trop mous pour cet usage. Rappelez-vous qu'il n'est pas nécessaire d'empiler des rondelles pour simuler les ailettes des cylindres, cela n'a aucun intérêt à cette échelle. Voici une méthode qui donne de très bons résultats: taillez dans le Roofmate des pièces de section carrée et de la longueur des cylindres. La section doit être à la taille du diamètre final voulu. Retaillez ensuite chaque angle (un gros cutter à lame neuve fait parfaitement l'affaire) afin d'obtenir une section sensiblement octogonale. Voici alors l'astuce : procurez-vous un écrou du diamètre voulu et, en l'utilisant en guise de filière, introduisez votre pièce de polystyrène et vissez-la progressivement en procédant par va-et-vient jusqu'à ce que la pièce soit entièrement filetée. Après avoir monté les cylindres et les avoir teintés (peinture acrylique ou plus simplement feutres noir et argent) il suffit d'ajouter quelques accessoires pour avoir un faux moteur parfaitement acceptable à cette échelle et, surtout, très léger.


La plupart des petites pièces telles que tiges de culbuteurs, câbles électriques, etc. peuvent être aisément simulées au moyen de simple fil de couture raidi par une goutte de colle cyano fluide. Quant aux pièces un peu plus grosses comme les tubulures d'échappement, on peut facilement les tailler dans une chute de Depron, cette matière étant suffisamment souple pour être formée sans casser et nul n'est besoin d'en faire des section parfaitement rondes pour donner l'illusion de tubes.
En utilisant des méthodes similaires, il est possible de réaliser d'autres éléments de décoration qui ajouteront du cachet au modèle sans ajouter de poids.


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Sponsor dès le premier Projet : Mega

Parmi les moteurs que nous recommandons pour ce Projet des Avions de l'Age d'Or figurent les moteurs Mega et ce n'est pas par hasard. Premier fabricant tchèque à être apparu, tout juste quelques mois après la « Révolution de Velours » de 1989, nous avons suivi au cours des ans l'évolution de ce qui était d'abord une entreprise personnelle incapable de procurer un revenu permettant de vivre et employant un auxiliaire une ou deux après-midi par semaine ; c'est maintenant une société en expansion employant une trentaine de personnes et exportant dans le monde entier, des Etats-Unis au Japon.


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Certes, Mega ne manque pas de compétences techniques. Karel Matyas, le fondateur de la marque, travaillait avant la libération de son pays à la conception des systèmes auxiliaires électromécaniques pour l'aviation militaire et, modéliste lui-même, utilisait déjà ses compétences pour ses propres moteurs alors que l'entreprise individuelle et les relations avec l'Etranger pouvaient conduire n'importe quel citoyen en prison. Ses premiers pas en tant qu'entrepreneur se heurtèrent à la difficulté d'obtenir facilement des composants de qualité, même les plus élémentaires comme les fils souples multibrins à gaine de silicone et ce n'est que peu à peu qu'il trouva les fournisseurs indispensables, aussi bien d'ailleurs en Allemagne, en Autriche ou en France qu'au Japon.


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Maintenant, les problèmes d'approvisionnement n'existent plus, la production augmente régulièrement et la gamme s'étoffe avec des versions destinées spécifiquement aux voitures et aux bateaux. En outre, bien que l'ensemble de la production soit destiné avant tout au modélisme de loisirs, certaines réussites en haute compétition témoignent à la fois de la qualité de la conception et de celle de la réalisation. D'ailleurs des moteurs Mega sont devenus des « standards » dans leur catégorie, comme par exemple l'AC 16/7/4 pour les petites turbines ou l'AC 16/15/3 pour les petits modèles rapides.
Pour donner une idée de ce que représente Mega aujourd'hui, plus d'une douzaine de personnes sont affectées à temps plein au bobinage des induits. Pour obtenir les performances voulues, les tôles d'acier silicé de l'induit sont faites spécialement, ce qui permet à la fois de choisir la qualité, l'épaisseur de ces tôles (plus l'épaisseur est faible, plus faibles sont les pertes et meilleur est le rendement du moteur) ainsi que la forme exacte telle qu'elle est calculée lors de la conception du moteur. Pour cela Mega achète l'acier spécial par rouleaux de huit tonnes ! Il faut aussi faire réaliser l'outil d'estampage (ou plutôt les outils, car le tranchant s'émousse très vite avec l'acier à haute teneur en silicium), la découpe étant faite par une société spécialisée.


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Lors d'une visite chez Mega, nous avons remarqué dans un coin d'atelier une machine d'équilibrage électronique apparemment neuve et visiblement inutilisée. La raison ? A l'usage, cette machine, achetée en Allemagne, s'est avérée inadaptée à l'équilibrage précis et rapide des rotors des moteurs, si bien que Karel Matyas a conçu et réalisé son propre appareillage à l'apparence beaucoup moins « professionnelle » mais très efficace, permettant l'équilibrage complet des rotors, les uns après les autres, en une trentaine de secondes, comme nous avons pu le constater.

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Autre exemple du soin apporté à la fabrication : Les aimants sont collés à l'époxy et les rotors sont renforcés par un renfort bobiné en Kevlar/époxy permettant au moteur d'atteindre de hauts régimes sans risques. Le problème, c'est que l'époxy doit résister aux températures élevées (120° C ou plus) souvent atteintes en utilisation, ce qui impose une résine époxy haute température. La résine utilisée résiste à 180° C, ce qui nécessite une cuisson. Malheureusement les aimants au néodyme, même de la meilleure qualité, perdent leur aimantation à cette température. La solution ? Un banc de magnétisation pour le moins impressionnant destiné à remagnétiser les aimants en place. Ce banc comporte une incroyable quantité d'énormes condensateurs couvrant une dizaine de mètres carrés et servant à envoyer les impulsions de magnétisation : 40 000 ampères sous 400 volts, rien que ça !

Le Projet Age d'Or de l'Aviation : ailes volantes et moteurs Mega
Au fil du temps, Mega s'est diversifié. Les moteurs pour le modélisme représentent la vaste majorité de la production, mais certaines productions annexes peuvent surprendre. Il s'agit aussi bien de produits motorisés pour l'industrie ou le commerce (comme par exemple des présentoirs rotatifs) que, dernier produit sorti, un appareil autonome de tatouage à aiguilles jetables plus particulièrement destiné aux séances de tatouage si fréquemment organisées « dans la nature » lors de rassemblements de motards !
En outre, Mega s'est assuré depuis plusieurs années l'exclusivité européenne des moteurs Igarashi pour le modélisme distribués sous la marque MIG (Mega-IGarashi) et déclinés sous les mêmes dénominations que les moteurs industriels Mabuchi ou Johnson vendus sous de nombreux noms de distributeurs, tels que Speed XXX par exemple.
Les moteurs des séries AC 16/xx/xx (rotor interne) et RC 400/xx/xx (rotor externe) conviennent particulièrement bien aux modèles du Projet Age d'Or, de même que le MIG 400 3S LIXX spécialement destiné à une utilisation avec une batterie Li-poly et permettant dans pratiquement tous les cas un entraînement en prise directe.

Vendredi 5 Mai 2006
Guy Revel



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