Réaliser la voilure...

  Page publiée le 28 janvier 2004 et actualisée le 06 mars 2018

 

 

 

Procédés de fabrication

les pales d'éoliennes

Tableaux regroupant un grand nombre de liens

 

 

Pour information la technique utilisée pour réaliser les immenses pales de nos éoliennes. Communication du Criquet suisse ! Merci ! (Fichier PDF)

 

 Avant d'entreprendre la réalisation d'une aile et faire le bon choix, la présentation de Georges vous aidera à y voir plus clair dans les différentes contraintes appliquées à une voilure. Clic sur le bouton RDM (Résistance des Matériaux). Georges merci pour cette présentation qui a le mérite de la clarté et parfaitement adaptée à tous les modélistes constructeurs de leurs planeurs.

 

 Ailes "expansé coffré"

Aile "plastique"

Aile plastique SB10-GR

Aile plastique DG101-PE

Aile ASH25-PE

Aile plastique K6e 5m-TM

Aile Cartoline LS4-TM

Longeron bois-PF

Fourreau Clé d'aile-GR

Câbler les servos

RDM

Historique ailes plastiques

Ailes moulées

 

 

 

 

 

 

Chapitre  dédié à la réalisation des ailes

Définir géométriquement  l'aile...

En attendant plus d'informations sur les différentes techniques de construction, il est important - quelle que soit  la technique de fabrication, de savoir définir géométriquement une 1/2 aile. Rien de compliqué, rassurez-vous ! Quelques conventions et un peu de rigueur vous éviteront les mésaventures et cela avant de commencer le travail.

Rien de tel que de renseigner un tableau pour les besoins de l'ordinateur ! Et ce dernier ne supporte pas les bavardages, les doutes, les à peu près,  les cotes redondantes.

Renseigner correctement ce tableau vous permettra d'éviter les litiges lorsque vous passerez une commande à un artisan. Ou bien de gaspiller de la matière lorsque vous découpez ou faites découper votre aile à un collègue possédant un machine de découpe numérique.

Explication :

Le point origine est situé à l'intersection de l'axe de symétrie du planeur avec le prolongement du bord d'attaque sur cet axe du panneau P1.

Par convention on défini toujours l'aile droite.

    Les flèches par panneau d'aile sont mesurées au bord d'attaque au droit de chaque corde : Elles sont positives lorsque les flèches reculent le BA vers l'arrière du planeur et négatives en sens inverse.

     

  • La 1/2 aile est constituée de panneaux clairement identifiés (P1,P2 etc.) et dimensionnés : La corde coté gauche (C1) et la corde coté droit (C2) du panneau, puis la longueur du panneau (Lp) et la flèche (F) au niveau de la corde coté droit (C2).
  • Une seule unité de mesure : le millimètre.
  • Le panneau P0 est défini pour mémoire et pour les calculs aérodynamiques :  il s'agit du prolongement de l'aile jusqu'à l'axe médian du planeur (zone située dans la cellule). L'aile pour un fabricant commence au panneau P1.
  • Toutes autres cotes sont parfaitement inutiles pour celui qui doit découper les ailes. Toutefois on peut ajouter la position et les dimensions de l'aileron et des aéro-freins. Mais il est préférable pour le découpeur d'être en possession d'un document correctement renseigné et sans gribouillage.

Nota important : Lorsque l'on fait réaliser une aile à profil évolutif, on donne généralement trois profils de son choix - si possible de la même famille et conçus pour travailler ensemble sur la même aile. Mais l'absence de rigueur dans ce domaine ne permet pas toujours de retrouver à la sortie l'aile souhaitée... Pourquoi ?

En effet, il est facile d'indiquer : "E 203 à l'emplanture, E201 aux AF et 193 pour achever l'aile". Il est fort à parier que l'aile n'utilisera jamais les performances de l'Eppler 193 !  En effet les coordonnées du 193 seront respectées, oui mais au niveau du saumon, donc sans intérêt ! Pour vous protéger de ce défaut caché de réalisation, le tableau ci-dessous indique clairement où commence l'Eppler 193 et où il s'achève !   Et ne pas oublier de donner au découpeur l'épaisseur du bois de placage ou bien du revêtement s'il est plastique.   

 Ce tableau donne pour chaque panneau de l'aile le profil d'entrée et celui de sortie. Le profil de sortie étant identique au profil d'entrée du panneau suivant.

Dessiner l'aile automatiquement avec le tableur Excel 

Ci-dessous le petit programme - sous Excel (Maketplan_2a) de calcul géométrique d'une aile élaboré par Claude. En appliquant nos premières recommandations, il vous sera facile de renseigner ce tableau qui fait ensuite un joli travail de calcul et de dessin. Les cellules "mauves" sont renseignées automatiquement et l'aile se dessine automatiquement ! Très utile pour vérifier visuellement qu'une erreur ne se serait pas glissée dans vos données !

 

Ci-dessus l'aile très complexe de l'ETA à titre d'exemple :soit 5 panneaux ! Après avoir renseigné le tableau, l'aile se dessine au fure et à mesure et au final les calculs vous donnent après avoir indiqué la valeur en % du CdG (ici 48%) et la distance Er qui est l'écart des points d'appui de votre appareil de centrage :

    la position du centre de gravité (xCg) par rapport au point d'origine de l'aile (ici 89mm)

    la position du centre de gravité pour votre appareil  de centrage (xGr) soit 89 mm

    la surface alaire en dm² de la voilure (les deux ailes)

    l'allongement ici 49,6

    l'envergure du planeur en mètres

    la corde moyenne

    et pour information (non pris en compte dans les calculs) la largeur du fuselage (ici 177,5mm). Une demi largeur sera déduite du panneau P1 pour avoir la longueur réelle de découpe de ce premier panneau.

Er distance entre les 2 points d'appui pour mesurer le centrage (ici l'appareil le plus rudimentaire qu'il soit)

 

 Mais ce programme ne s'arrête pas là !

Pour cela il faudra renseigner un petit tableau dédié au stabilisateur. Si vous indiquez un angle vé de 180° il considèrera que l'empennage est normal, cad  "plat" si vous indiquez un angle différent (inférieur), il considèrera  qu'il s'agit d'un empennage "Papillon" et procédera à des calculs pour afficher la surface projetée. En poursuivant il vous demandera la distance en cm (de BA à BA) entre aile et stabilisateur et le programme vous calculera le bras de levier aérodynamique pour ensuite vous donner un indicateur précieux : le volume de stab.

Les valeurs du tableau de l'empennage serviront ègalement à la découpe de ce dernier. Ce n'est donc pas du temps de perdu que d'utiliser ce programme.

  

 Pour les maquettistes c'est encore plus fabuleux !

J'avais démandé en son temps à Claude de faire évoluer ce programme pour une utilisation orientée également maquettiste.

De quoi s'agit-il ?

Et bien pour une fois la paresse fut bonne conseillère...En effet, le maquettiste face à son projet de planeur après avoir fait  le choix du modèle, s'interroge pour savoir à quelle échelle le réaliser. L'idée m'est donc venue de partir du modèle grandeur comme base de départ. Ensuite lorsque toutes les cases sont renseignées à l'échelle 1/1, lancer la macro "Echelle" (cellule mauve cliquez  deux fois dessus)  après avoir fait le choix libre de l'échelle (2 pour 1/2, 3 pour 1/3, 4 pour 1/4, etc.). Le programme comme par miracle vous donnera toutes les caractéristiques de votre future maquette sur une nouvelle page (onglet) qu'il aura créée. Cette macro vous permettra de réaliser différentes simulations sans altérer la base de départ des données à l'échelle 1

Ci-dessous le Duo Discus renseigné à l'échelle 1/1 : on peut vérifier l'envergure qui doit être de 20 mètres si les 4 panneaux de l'aile sont corrects.

Ce programme n'étant  pas fermé et si vous pratiquez  un peu Excel, vous pourrez ajouter  d'autres types de calculs en particulier ceux nécessaires aux devis de poids.  De cette façon votre simulation vous donnera automatiquement la  charge alaire : une valeur à toujours vérifier quoiqu'on  fasse ! Pour l'électrique il est intéressant d'avoir une base de  données pour le type d'accus, la masse de chaque éléments, les servos etc.. Après un petit investissement de temps pour enrichir  progressivement votre base de données, vos calculs et simulations  seront très précises et rapides ! A tel point que vos amis viendront  souvent vous solliciter...

Nous verrons plus tard comment franchir une étape de plus, c'est à dire comment utiliser un autre programme (de Claude également) pour évaluer les performances de votre maquette. Ce programme qui ne se limite pas aux calculs des maquettes, peut évaluer un planeur grandeur ce qui m'a permis d'estimer la finesse jamais avouée de l'ETA. Mais que cela reste entre nous, car ce n'était pas le but fixé au départ par Claude.

 

Les calculs élémentaires suivants sont réalisés :

  • Calcul de surface de l'aile
  • Calcul de la corde moyenne
  • Calcul de l'allongement (complexe sur une aile comme l'ETA)
  • Position du centre de gravité en fixant votre choix en %: Le programme calcule la position du Centre de gravité (xGr) établi à une distance du point origine (Er) de votre choix (ceci est utile lorsque vous disposez d'un support permettant de faire des contrôles sérieux de centrage: Dans tous les cas vous aurez "xGc" positionné sur l'axe médian du planeur.
  • Mêmes calculs pour l'empennage horizontal qui, associé à la valeur du bras de levier entre Ba aile et Ba empennage, vous donnera le bras de levier aérodynamique et le "volume de stab". Indicateur permettant de chiffrer le rapport des surfaces ailes/empennage H. en prenant en compte les bras de levier. Une fourchette de valeurs situées entre 0,5 à 0,65 permettant de vérifier si l'empennage n'est pas trop petit (inférieur à 0,5), cas fréquent lorsque l'on reproduit un modèle fidèlement.  

Un autre programme sous Excel "Diedre" revu et corrigé par Claude reprend une partie de Maketplan mais vous donne à partir des angles de dièdre choisi pour chaque panneau, la valeur de la cale pour chaque tronçon et il vous calcule la véritable surface alaire projetée ainsi que la surface verticale projetée ( pour ceux désirant trouver un lien entre la stabilité en roulis et cette fameuse surface latérale verticale...).

Pour télécharger ce programme (sous Excel)

Dièdre