Technique

Moteur rotatif… électrique : problèmes et enseignements

Ayant déniché dans "le MRA" n° 807 le plan du très sympathique "Jules" du très regretté Maurice Bayet, il m'est venu l'envie d'en faire une version aussi soignée que possible. Mais j'avais aussi l'idée, depuis quelque temps, de réaliser une belle maquette du fameux moteur rotatif "Gnome" qui a motorisé, non seulement l'essentiel de l'aviation Française de 14-18, mais aussi, à travers ses dérivés, une grande partie de l'aviation Anglaise (Sopwith Camel) et même Allemande (Focker triplan). Peut-être certains modélistes "de génie" ont-ils réalisé une version thermique authentique de ce moteur… loin de moi une telle idée ! Je me suis donc contenté d'une version électrique, dont l'étude, la mise au point et les enseignements font l'objet de la petite monographie ci-dessous, et qui s'est avérée en parfaite harmonie avec "le Jules".



Principe du moteur rotatif

Moteur rotatif… électrique : problèmes et enseignements
Il n'est peut-être pas inutile de rappeler ici ce qu'est un moteur rotatif, à l'intention des jeunes (ou des moins jeunes) qui pourraient ignorer ce que c'est ! C'est un moteur en étoile (ça, tout le monde sait ce que c'est), dont le vilebrequin est fixe, boulonné sur l'avion, et dont tout le reste (bloc, cylindres, pistons etc..) tourne en portant l'hélice… Drôle d'idée me direz-vous ! (et on verra plus loin que l'idée est encore plus farfelue qu'elle n'y parait !) Mais c'est ainsi et ce moteur (et ses descendants ou copies) fut le plus répandu de toute la guerre 14-18, son succès étant sans doute dû à sa fiabilité, en un temps où les pannes étaient si fréquentes.


Moteur rotatif… électrique : problèmes et enseignements
Principe du moteur rotatif électrique:
Compte-tenu de l'extrême petitesse des moteurs électriques brushless, rien de plus facile que de les intégrer dans une structure représentant un moteur en étoile… cela se fait couramment, mais ici cette structure doit tourner avec le moteur, c'est un peu plus compliqué !
Je suis parti d'un moteur très courant, l'AXI 2212/20 de 27,7 mm de diamètre. Ce moteur, qui figure le carter du moteur, est entouré d'une bague tournée en alu de 28 mm de diamètre intérieur, 36 mm de diamètre extérieur, soit une épaisseur de 4 mm, longueur 19 mm. Cette bague est percée sur sa périphérie de 7 trous diamètre 13 mm dans lesquels viennent se loger, collés, les 7 cylindres en alu ou nylon préalablement réalisés au tour (ces cylindres étant bien entendu allégés par perçage au centre d'un trou de 10 mm, non débouchant). Cette opération de tournage, et en particulier des ailettes, est la seule qui présente une réelle difficulté, surtout si l'on veut avoir des ailettes à l'échelle, donc ultrafines !
Après collage en place des cylindres, on pourra introduire le moteur dans la bague et le coller avec précaution en veillant à ne pas faire déborder la colle.
On pourra ensuite fignoler les détails à loisir, en rajoutant en particulier l'unique tige de culbuteur par cylindre (cure-dents peints alu), collée dans de petites encoches, les bougies et leurs fils, etc..
Tout ça c'est bien gentil, direz-vous, mais ça va vibrer, exploser, que sais-je ? Eh bien non, si la réalisation est à peu près correcte, ça ne vibre pas et ça n'explose pas (tout au moins avec l'hélice qui limite le régime à 7000 tr/mn, porté jusqu'à 9500 t/mn aux essais).

Moteur rotatif… électrique : problèmes et enseignements
Les essais et les enseignements :
Là, ce fut la surprise ! Ce moteur qui tournait allègrement à 7500 t/mn avec une 10,5x7 " et qui tirait jusqu'à 925 g au banc sous 21 A ne tourne plus qu'à 7000 t/mn avec la même hélice et ne pousse plus que 350 g sous 20 A ! L'horreur absolue ! 60 % de perte de puissance, donc 60 % de puissance absorbée par la rotation des cylindres… et le résultat est encore bien pire avec une 10x4" qui donnait pourtant un excellent résultat avec le moteur normal (910 g sous 17,5 A).
Sur le "Jules", qui ne pèse que 657 g en électrique (soit dit en passant, 18 g de moins que la version thermique d'André Mérite), cette perte de puissance est largement acceptable (925 g de poussée en ferait un redoutable 3D, ce qui n'est pas le but cherché !). L'avion décolle sans problème et vole à "mi-gaz", comme il convient.


Par contre, il est très intéressant d'imaginer ce que cette perte de puissance, sans doute très comparable, pouvait donner sur un avion de 1914, par nature plutôt poussif…Je pense très franchement que si une telle expérience avait pu être faite à l'époque, la carrière du Gnome aurait été vite compromise !

Mercredi 4 Novembre 2009
Claude Tisserand



Commentaires articles

1.Posté par dominique le 07/11/2009 08:29
Bonjour
Intéressante expérience que la votre. Par contre, sans être un expert en la matière, la perte de puissance ne pourrait-elle pas être due à la présence de "métal" supplémentaire qui, en quelque sorte, nuirait au rendement du moteur, qui "bloquerait" le champ magnétique interne. Plutôt qu'a la trainée supplémentaire engendré par les cylindre ?
Mon but n'étant pas de redorer le blason du gnome & rhone. Ceci dit je pense qu'il avait un autre défaut : l'effet gyroscopique, qui devait nuire à la manœuvrabilité des avions.

Modèlistement votre

2.Posté par Jean-Mi le 09/11/2009 18:22
Etonnante cette analyse des moteurs rotatifs ! Leur plus grand avantage était le refroidissement des cylindres, même avion arreté au sol. Ces moteur avait aussi beaucoup de couple et tournaient des hélices énormes, certes pas très vite. Ils ont disparus très vites car n'ayant pas su dépasser 220ch de puissance. Voir le Fana de l'aviation de ce mois...

D'autre part, ces moteurs propulsaient, alors que cette reproduction doit être propulsée par le moteur électrique planqué dedans... Pas pareil...

La bague en alu (et les cylindres) doit notablement changer les chose et ça peut expliquer. D'autres ont déjà fait des faux moteur rotatifs en bois sur des indoor sans noter cette perte collosale de puissance.

Il faudrait essayer de faire ce faux moteur en Nylon ou Delrin, non métallique, pour voir.

Nouveau commentaire :
Twitter


Dans la même rubrique :
< >

Jeudi 19 Janvier 2006 - 18:23 Connaissance du Monde des Brushless

Mardi 15 Novembre 2005 - 14:52 Construire vite en 10 leçons