Construction d'un 60 pouces à incidence intégrale

[Zarden]

Bonjour à tous,

Comme le tître l'indique, je me suis lancé dans la conception et la réalisation d'un planeur 60 pouces à incidence intégrale. Je le destine à une utilisation "loisir performant", à la pente majoritairement. Pourquoi pas aussi au sandow, juste pour le plaisir de tirer comme un âne :D Je n'ai pas cherché à obtenir une machine gratteuse, je l'ai surtout optimisé pour la vitesse.

Le fuselage est très largement inspiré du Pixel+ de François Cahour, un peu relooké à ma sauce. Ca fait un fuselage très volumineux pour un planeur rapide, mais c'est en grande partie le choix de l'incidence intégrale qui le veux. Ca me permettra de le ballaster aisément, d'éventuellement rajouter deux servos pour l'empennage pour en faire une version plus voltigeuse ou encore d'en faire une version électrique (bien que la forme du nez ne facilitera pas l'implantation d'un moteur...).

Le fuselage sera en fibre de verre/epoxy réalisé dans un moule. J'ai choisi cette technique car j'espère bien en faire d'autres pour les copains. Pour le master, je vais m'inspirer de la technique d'X-Tazi, avec un master en polystyrène extrudé. Je n'ai toutefois pas son habitude et je m'appuierais donc sur des couples pour m'assurer d'un bon respect de la géométrie.


Les ailes et l'empennage ont étés dessinés grâce à Predim RC, en m'inspirant du Minus F3F de Jean-François Sarteur, dont j'ai principalement repris les profils. J'ai aussi inclus dans Predim RC le profil de l'Hypnosis 2 de Franck Aguerre, ainsi que celui du Pixel+ (pour simple comparaison celui-la).
Vous pouvez jeter un oeil à la feuille Predim RC ici :
http://membres.lycos.fr/Oforia/Modelisme/Avions/Razor/Razor2.xls

Ils seront réalisés en polystyrène extrudé coffré fibre de verre sous vide. J'ai acheté une pompe d'aquarium que j'ai modifié en pompe à vide dans cette optique, ça marche très bien. Payée 20€ frais de port inclus sur ebay, et en plus elle est réglable en puissance... que demander de plus? s'il y en a que ça intéresse, je tacherais de mettre quelques photos de la modif et de retrouver le lien sur ebay. J'ai réalisé une plaque de fibre de verre sous vide avec, ça marche nickel. Donc, je disais, pour le coffrage je pense m'appuyer sur la methode de François Cahour décrite ici :
http://www.rcpilot-online.com/fcahour/attachment/81580/


Pour le système de commande en incidence des ailes, je pense utiliser le système de l'Hypnosis 2 avec les servos en vis à vis, mais la largeur du fuseau me permettrait aussi de les mettre côte à côte comme le fait François Cahour dans le Pixel+. Pour les servos, ce sera des Multiplex Profi BB digi, sur les conseils de François Cahour. Ils ne sont pas donnés, mais c'est un investissement pour la vie!


Enfin, le nom... il s'appelera le Razor, pour évoquer la forme inhabituelle de son nez. C'est aussi une référence à l'oiseau Razibus, pour ceux qui connaissent :) (ça viens de cette BD : http://www.bedetheque.com/Couvertures/olivierrameaucouv01a.JPG).


Je vais attaquer la réalisation du master ce week-end, j'essayerais de trouver un appareil photo pour éviter les photos Webcam...


Pour finir, je l'ai modélisé sous solidworks pour valider la forme du fuselage, l'implantation des servos et voire la bouille de la bête :











Ce n'est pas la place qui manque dans le fuselage! l'accès sera un peu moins aisé avec la feuillure de la verrière, mais ça reste un modèle d'accessibilité.



Si vous avez des suggestions, améliorations, remarques... n'hésitez pas :)

Christophe

[FALCON ONE]

Bonsoir à toi,

Joliiiiiii....Très joli bête!!!!!

Sa m' intéresse de suivre cette construction, et peut-être même qu' une fois qu' il aura voler, j' en voudrai surement un!

Alors je te conseille de joindre Modèle Mag car ils seront surement intéresser aussi pour un article et le plan!

Mais si ce n' est pas le cas, fait quand même un plan et un moule car il y aura surement d' autre personne en + de moi qui seront preneur!

@++++++

[Franck.A]

Bonsoir Christphe,

Très sympa ce projet ;)

J'ai néamoins quelques remarques :

Envoyé par Zarden

Je n'ai pas cherché à obtenir une machine gratteuse, je l'ai surtout optimisé pour la vitesse.

Vieux proverbe planeuriste : pour aller vite, il faut soit des grosses conditions, soit une machine capable de gratteur un minimum. Les planeurs de F3F et 60" sont par exemple d'excellents gratteurs, et ce n'est pas un hasard...

Envoyé par Zarden

Ca fait un fuselage très volumineux pour un planeur rapide, mais c'est en grande partie le choix de l'incidence intégrale qui le veux.

Je ne suis pas vraiment d'accord... mais bon... Mon dernier 60" loge 4 servos avec une section de fuselage de 37x55mm, malgré des épaisseurs de flanc de presque 3mm (construction bois + entoilage fibre de verre). Par contre, il faut quand même se gratter la tête pour tout rentrer... mais sinon ce ne serait pas intéressant. Bénéfice d'un fuselage fin, c'est la traînée réduite, justement pour aller vite

Envoyé par Zarden

Les ailes et l'empennage ont étés dessinés grâce à Predim RC, en m'inspirant du Minus F3F de Jean-François Sarteur, dont j'ai principalement repris les profils. J'ai aussi inclus dans Predim RC le profil de l'Hypnosis 2 de Franck Aguerre, ainsi que celui du Pixel+

Bien pour PredimRC ;) Par contre, je ne comprends pas tout à fait le choix du profil du Minus, conçu pour une utilisation avec volets de courbure. Sans volets, son domaine de vol est beaucoup plus limité, on voit d'ailleurs nettement sur les polaires qu'il est moins bon que le FAD15 pour Cz>= 0.6. Autrement dit, il va plus se freiner en virage et être moins gratteur. D'autre part, ton interpolation de la polaire du Minus est trop optimiste autour de Cz = 0.4, le faible gain par rapport au FAD15 à faible Re ne justifie pas le sacrifice des performances en gratte et en virage.

Envoyé par Zarden

Pour le système de commande en incidence des ailes, je pense utiliser le système de l'Hypnosis 2 avec les servos en vis à vis, mais la largeur du fuseau me permettrait aussi de les mettre côte à côte comme le fait François Cahour dans le Pixel+. Pour les servos, ce sera des Multiplex Profi BB digi, sur les conseils de François Cahour. Ils ne sont pas donnés, mais c'est un investissement pour la vie!

Conseil exagérement conservatif. Avec un profil à faible Cm0 comme celui du Minus ou le FAD15, des servos basiques de 20g et avec un couple de 2kg.cm suffisent amplement. Des MPX Profi Digi sont déjà largement dimensionnés pour un Hypnosys2 de 2m25 volant autrement plus vite... Jette un coup d'oeil sur le module servo de PredimRc, tu auras tout ce qu'il faut pour ne pas te tromper. Particulièrement, les recommandations sur la position de la clé et les bras de levier sont à prendre à la lettre pour, justement, éviter de devoir mettre des servos de "camions" comme sur le Pixel.

Une remarque aussi pour le stab : son volume est bien trop grand, 0.4 à 0.45 serait plus approprié pour une machine type vitesse.
Pour revenir à PredimRc, utilise plutôt la version 2.22, son calcul du centrage est encore plus précis.

Envoyé par FALCON ONE

Alors je te conseille de joindre Modèle Mag car ils seront surement intéresser aussi pour un article et le plan!

Pas d'emballement : avant toute chose, il vaut mieux que la machine ait (bien) volé.
Quant à savoir s'il sont intéressés, cela ne dépend pas de moi, mais j'ai comme un doute. En effet, en l'espace de deux ans, il y a déjà eu pas mal de publications sur ce système : un papier sur le dimensionnement d'une incidence intégrale, quatres plans encartés (IV2, Crobe, H2, Nexus), plus deux autres en attente dont un 60". Un 60" de plus sur le même sujet, hum...

Franck

[FALCON ONE]

Ah..... J' ignorai! Je suis lecteur occasionnel de Model Mag!

Autant pour moi!

[Franck.A]

C'est ainsi qu'on passe à côté de quelques bons plans (en toute objectivité, bien sûr :rolleyes: ). On en parle aussi sur ce forum :
http://forum.modelisme.com/t172299-hypnosys-2-fa-design.html
http://forum.modelisme.com/t192289-micro-maquette-szd-55-1-nexus.html
http://forum.modelisme.com/t99352-jai-attrape-un-mi-crobe.html
http://forum.modelisme.com/t184445-integral-velocity-2-iv2-de-franck-aguerre.html

Franck

[fviolain]

J'adore le look du fuselage, surtout le nez, je ne sais si c'est trés aerodynamique mais en tout cas c'est sympa.

Tout a fait d'accord avec Franck sur le choix du profil, qui rejoint d'ailleurs le soucis de savoir si le planeur va etre gratteur ou pas. Je pense que cela mérite une petite explication, Christophe tu connais peut etre déja tout ca mais j'espere que ca peut servir a d'autres.

On se base pour la suite sur la polaire qui donne coefficient de portance (Cz en français ou Cl en anglais) en fonction du coefficient de trainé (Cx ou Cd).

Pour voler vite il faut monter haut, piquer, puis aprés il va bien falloir enchainer quelques virages sans perdre trop de vitesse, sinon on vol vite mais pas longtemps.
Quand on monte et quand on tourne, on vol dans la partie haute de la polaire, c'est a dire a Cz élevé. Pour piquer et avancer vite en ligne droite, on se situ dans la partie basse de la polaire, c'est a dire a faible Cz.
Pour pouvoir aller vite il faut un coefficient de trainée Cx le plus faible possible. Il va donc falloir un profil qui ait un faible Cx aussi bien a Cz faibles (0,05>Cz>0,2) que a Cz élevés (0,6<Cz<0,8). En pratique on se rend vite compte que bien qu'avoir un faible Cx a faible Cz est interressant pour accélérer, il est surtout important d'avoir un faible Cx a haut Cz pour ne pas perdre de vitesse en virage. En effet la plupart des "bon" profils de vitesse on un Cx a faible a faible Cz trés comparable, par contre les différences sont trés notables a hauts Cz.
C'est pourquoi les planeurs de vitesse sont également bon gratteurs.

Après la question est : comment fait-on pour gérer son Cz sur un planeur?
La premiére solution est d'augmenter l'angle d'incidence de l'aile pour "monter" dans la polaire. Cela s'obtient soit en tirant sur la profondeur sur un planeur classique, soit en jouant sur l'incidence de l'aile en incidence intégrale.
La deuxiéme solution est de baisser les volets pour creuser le profil, ce qui fait "monter" la polaire vers le haut et augmente le Cz sans varier l'incidence. Et c'est justement ce qu'on ne peux pas faire avec une incidence intégrale.
Ainsi avec une incidence intégrale ou un planeur sans volets, la polaire du profil "brut" est celle sur laquelle vol le planeur. Par contre avec les volets utilisés en virage (appelés snap flaps, cf articles de Thierry Platon sur Planet Soaring) la polaire sur laquelle vol le planeur est en fait un "assemblage" de différentes polaires qui dépendent de la deflection des volets.
C'est pour ca qu'un profil pour incidence intégrale presentera un bon Cx sur l'ensemble des Cz. Alors qu'un profil pour utiliser avec des volets est otpimisé sur une plage de Cz restreinte car on pourra la faire varier (monter / descendre) selon l'angle de deflection des volets.

C'est pour toutes les raisons évoquées au dessus que le profil "Minus F3F" est un excellent profil a volets mais qu'il n'est pas trés conseillé pour une incidence intégrale. Etant donné l'experience de Franck en incidence intégrale et en planeurs de vitesse, il serait étonnant de le voir mettre des profils qui parraissent moyens sur ses machines, il y a donc une raison a tout ca. Les parametres a prendre en compte pour comparer des profils sont nombreux et les profils de Franck sont excellent pour ton utilisation (cirage de pompes en régle). De plus les profils de Franck sont généralement excellent sur d'autres domaines qui les rendent agréables a piloter, tolérants aux réglages et faciles de construction, ce qui est je crois le plus dur a obtenir mais le plus dur a comparer sur le papier (encore du cirage de pompe).

Bon, corrigez moi si j'ai raconté des conneries.

A+
Florent

[Sacre100]

Envoyé par fviolain

Bon, corrigez moi si j'ai raconté des conneries.

Je saute sur l'occasion car il y a un point qui me dérange dans ce que tu dis.

Envoyé par fviolain

La deuxiéme solution est de baisser les volets pour creuser le profil, ce qui fait "monter" la polaire vers le haut et augmente le Cz sans varier l'incidence. Et c'est justement ce qu'on ne peux pas faire avec une incidence intégrale.

Rien n'interdit de mettre des volets sur une incidence intégrale, tout comme elle n'empêche pas de mettre des AF ou une dérive. L'incidence intégrale n'est qu'un moyen de contrôler le rouli et le tangage avec ses avantages et ses inconvénients tout comme une profondeur et des ailerons traditionnels.

A part ça, je suis d'accord avec toi même si ma lecture des choses est un peu différente et beaucoup moins liée à la présence ou pas d'une incidence intégrale.

Et pour revenir à ton projet Christophe, si ton planeur est pour une utilisation "loisir performant", ne néglige pas les Cz intermédiaires (0.2 < Cz < 0.6) et le vol dos car si c'est sympa au début de faire de aller-retour à toute vitesse le long de la pente, cela devient lassant au bout d'un moment.

C'est mon expérience avec le Fennec qui est une machine légère et rapide, qui gratte bien et passe facilement la voltige de base mais qui manque un peu de tenue sur le dos pour un planeur de détente.

[Franck.A]

Bonjour à tous,

Merci Florent ;) Effectivemment, mes conceptions et mes profils ne doivent rien au hasard, même si tout est évidemment encore perfectible.
Pour faire le lien avec ce que dit Marco au sujet des snap-flap, je me permets e reformuler ta pensée : les volets sur une incidence intégrale compliquent pas mal les choses, et on peut très bien s'en passer pour un engin de loisir. Cela demande quelques concessions sur le choix du profil, on ne peut pas être à la fois gratteur, rapide, tolérant à faible vitesse, et acrobate sur le dos... Cela dépend aussi des sites de vol qu'on fréquente, le choix du profil serait très différent entre du vol de falaise en Bretagne et du vol de montagne au Pays Basque (beaucoup moins venté et de manière plus irrégulière...).

Pour pour le nez, je le trouve aussi très original.

Franck

[Zarden]

Bonjour,

Merci à tous des ces réponses, vous avez mis le doigt sur un certain nombre de faiblesses de ma conception, c'était le but.

Inutile toutefois de s'emballer Falcon One, comme l'as très bien expliqué Franck, mon modèle n'a pas très novateur et sa conception n'est pas parfaite, loin s'en faut. Pas de quoi justifier une publication ;) Merci tout de même de ton enthousiasme, ça fait plaisir.

Pour le volume du fuselage, effectivement je pourrais l'amaigrir. Même avec mes servos "de camion" (j'aime beaucoup l'expression :D) je pourrais pas mal le réduire en largeur. L'idée comme je l'ai dit est d'avoir un planeur assez modulable, donc je le garde comme ça... et puis je trouve que ça lui donne un bonne bouille ^^

Pour les servos, effectivement ils ont près de quatre fois le couple nécessaire... mais je les ai en stock, donc c'est ça conviendra. En plus, je pourrais les utiliser au débattement maximum à 220km/h... euh... enfin si la cellule tiens le coup... (cherchez pas, je suis déjà dehors).
Pour ce qui est des longueurs de tringlerie, positionnement de la clé d'aile et du pion de commande en incidence, j'ai utilisé ceux recommandés par Predim RC sur la modelisation 3D, tout rentre pil poil tel quel.

Pour le profil, j'avais surtout vu que celui du Minus est un peu plus fin à haute vitesse, au détriment de la finesse en virage dans le cas de mon utilisation. Mais effectivement, avec les éléments que vous m'avez apporté, il est clair que le fad05 est plus adapté.

Pour le vol dos, je ne suis pas très adepte de cette position. Quand j'en aurais marre de "faire des allers retours à toute vitesse le long de la pente" comme tu le dis très bien Sacre 100, je referait une autre paire d'ailes avec un profil plus voltigeur! c'est l'avantage de l'incidence intégrale, la construction est assez simple donc on peut changer des éléments sans trop de travail.

Pour le volume de stab, je vais retravailler ça. Je ne savait pas trop sur quoi me baser pour son dimensionnement, j'ai donc optimisé son facteur d'Oswald (en le dessinant d'abord comme si c'était une aile) et je me suis fixé un allongement de 7. L'allongement du stab par rapport à l'allongement de l'aile est-il une donné importante?

Niveau site de vols, j'habite en Mayenne et donc je ne pourrais hélas le faire voler qu'assez rarement. Je vole plutôt en Bretagne au Menez-Hom ou en Basse Normandie à Caroles. Plutôt du bon vent laminaire donc :)

Enfin le nez, bah... je voulais pas faire un planeur qui soit celui de monsieur tout le monde, ce n'est peut-être pas le top de l'aérodynamisme mais au moins ça ne se voit pas partout!

Merci encore de toutes vos interventions, qui sont d'une grande pertinence!

Planeuristement votre,
Christophe.

[Franck.A]

Bonsoir Christophe,

Envoyé par Zarden

Pour le volume de stab, je vais retravailler ça. Je ne savait pas trop sur quoi me baser pour son dimensionnement, j'ai donc optimisé son facteur d'Oswald (en le dessinant d'abord comme si c'était une aile) et je me suis fixé un allongement de 7. L'allongement du stab par rapport à l'allongement de l'aile est-il une donné importante?

L'optimisation de la géométrie du stab est effectivement une bonne chose ;) Pour l'allongement, on peut aussi utiliser le module dédié de PredimRc, avec un profil de stab et en jouant sur la masse pour retrouver les bonnes vitesses de vol. Pour le Cz, je prendrais la charge max du stab en palier, généralement entre 0.10 et 0.15 quand le modèle est bien dimensionné (0.19 pour l'instant sur ton modèle, mais cela va s'améliorer en réduisant le volume de stab).

Franck