Le DuoBanjo

                                                                         scale 1/4,2

  Page publiée le 26 novembre 2012 et actualisée le...

Construction

le Vol

E-mail du 15 novembre 2012

Bonjour à tous,

Notre projet de la maquette de l'ULM moto planeur le Duobanjo traîne depuis un moment, c’est maintenant de ma faute, en retraite je n’avance plus. Joseph décide d’en construire un. Nous nous sommes partagés le travail pour en construire le prototype. J'ai fabriqué la voilure, ailes, stabilisateur et dérive. Les ailes sont de construction classique : les noyaux sont en polystyrène expansé (Knauf TH36 SE) découpés avec notre CNC Rustica au club et GMFC le programme de Gilles Muller

Elles ont été coffrées avec ce qu’il nous restait comme bois de placage au club à ce moment là, des chutes d'Ako et d'Agniégré de 0.6mm d'épaisseur. Le longeron d'aile est fait de 6 mèches de verre à l'extrados et à l'intrados, tirés d'un gros tissu de 760 g/m2 + résine époxy, placé dans une saignée de 10 x 1 mm d'épaisseur qui court sur toute la longueur de l'aile et à l'épaisseur maximum des profils. Plus 2 triangles (intrados et extrados) d’un taffetas de verre de 120g/m2 qui vont de l’emplanture à la fin de l’aérofrein. Plus du tissu d’arrachage à l’emplacement des articulations d’ailerons, le tout coffré sous vide à la P.U.. Même travail pour le stabilisateur et la dérive mais coffrage en balsa pour minimiser le poids à l'arrière du fuselage. L'entoilage est en vinyle (Airtech). La clef d'aile est un jonc de carbone de 14mm de diamètre autour duquel pivote le pylône moteur. Le fuselage moulé pour l'occasion est lourd (1500 g) et sa surface couverte de bulles. C’est du a une incompatibilité entre la résine époxy et la peinture en bombe passé dans le moule à la place du gel-coat.

(A propos du coffrage à la PU, la nouvelle colle PU de la marque Sader ne convient plus pour le coffrage de nos ailes. Maintenant dans les pots il y a une colle transparente qui pénètre moins et reste élastique après durcissement. Si vous trouvez de la PU de chez Wurtz elle est très bien.)

Joseph, a travaillé sur le fuselage: installation des roues (il y en a 2 côte à côte) et leurs carénages, installation du stabilisateur et de la dérive.
Il a fabriqué le pylône moteur en CTP de 20mm. Ce pylône est du type boomerang, conçu par Jean Poulou sur les GPR

Les trappes du pylône ont été découpées directement sur le fuselage. Je les ai vrillées en voulant les rigidifier. J'ai du en remouler. J'avais fait le dimensionnement du pylône et des trappes directement sur un tirage du plan (merci Eric) lors de l'étude de la maquette.

Jojo a fabriqué en aluminium une platine support pour le servo- treuil qui actionne le pylône moteur.

Comme charnières de trappes, j'ai utilisé du tissu d'arrachage collé à la cyanoacrylate. Il n'y a pas de servo pour manoeuvrer les trappes. Elles s'ouvrent d'elles même avec de simples petits vérins que j'ai confectionnés avec des ressorts spirales, de la CAP et 2 arrêts de roues. Un sert de butée à l'ouverture de la trappe et l'autre à comprimer plus où moins le ressort qui la tient ouverte.

C'est le pylône en rentrant dans le fuselage qui ferme les trappes et les maintient fermées en tirant sur une petite sangle accrochée à celle-ci. Un élastique monté sur cette sangle soulage la traction de cette sangle en fin de course. En cas de problème avec la sangle de fermeture suivant le cas, soit les trappes restent ouvertes, soit elles s'ouvrent d'elles-même, donc rien de catastrophique. Ainsi le fonctionnement des trappes est simple, sûr et ne nécessite aucun servo et électronique de synchronisation pylône/trappes, d'où un gain de poids et d'argent. (il y a 40 ans, j'articulais ainsi mes trappes de train rentrant. Les charnières de trappes étaient faite avec de l’élastique plat, qui avec le galbe du fuselage, faisait que les trappes se fermaient d'elles même. C'est la roue en sortant qui ouvre les trappes et les jambes de roue qui les maintenaient ouvertes.)

Ce type de pylône moteur rétractable boomerang rend l'équipement radio de notre motoplaneur Duobanjo presque classique. Il demande juste un servo-treuil pour l’actionner et pas non plus d’électronique ou mécanique pour le positionnement de l'hélice ou autres.

En contrepartie ce pylône ne fait pas très maquette et tel que nous l’avons réalisé il a comme défaut de déplacer fortement le centre de gravité de notre planeur suivant qu’il est sorti ou bien rentré. Le moteur de propulsion utilisé pèse 400g et avance ou recule de 21 cm suivant la position de ce pylône. Mais en vol ce n’est pas trop gênant. Je doutais de la puissance du servo-treuil (Hitec HS685 pour voilier modèle réduit) préconisé sur les GPR. Même sans ressort de compensation, tout se passe bien (pour l'instant), malgré le fort poids du moteur au bout d'un pylône de 22 cm entraîné par une poulie de seulement 20 mm de diamètre. Le câble utilisé pour la manœuvre du pylône fait 8/10 mm de diamètre. Ce pylône est articulé sur la clef d'aile et le Duobanjo étant à aile haute, nous ne pouvons pas la faire plus grande.
Une sangle qui relie le pylône au fuselage sert de butée d’ouverture le pylône sorti et à reprendre les efforts de traction du moteur de propulsion afin qu’ils ne s’exercent pas sur le servo-treuil et le câble d'entraînement du pylône. Cette buté à l’ouverture semble indispensable. Un jour au décollage la sangle qui était mal assurée c’est détendue et l’hélice a fait un trou sur le dessus de la verrière.

Cette sangle en jouant sur sa longueur permet d’optimiser facilement l’angle d’incidence du moteur.
Contrairement au Duobanjo grandeur, sur notre prototype pour des raisons de centrage et de poids, nos ailes n'ont pas de flèche avant (qui avancerait encore plus le centre de gravité), ni de haubans pour le poids et la traînée. C’est pour cela que nous avons installé l’équipement radio le plus en avant possible du fuselage. Nous avons obtenu le centre de gravité de la bête pylône rentré sans un gramme de plomb. Il n’en sera peut être de même lorsque le fuselage sera peint. A l’avant du fuselage il y a 3 servos (profondeur, dérive et servo-treuil), la batterie de propulsion (2 vieux Lipos 3S de 3300 mAh, 550g), la batterie de réception (NiMh 4.8V 2500 mAh) et une batterie pour alimenter séparément le servo treuil (NiMh 4.8V 2000 mAh).
En ordre de vol avec ses 3.90 mètres d'envergure et 72 dm² de surface alaire, batteries chargées, la bête pèse 6100g soit une charge alaire de 85g/dm². Le profil utilisé est un FX60-126 comme sur le grandeur. Dans les ailes 4 servomoteurs de 16 mm d'épaisseur, 2 pour les ailerons et 2 pour les aérofreins. Le moteur est un brushless Turnigy SK Aérodrive 5055-430 qui entraîne allègrement une hélice repliable (par élastique) CFK Folding prop 14 x 9.5 Graupner. Pylône sorti, actuellement le moteur a un angle cabreur d'environ 20 degrés. Pour essais, nous avons fait varié cet angle mais sa valeur ne semble pas très critique.Le premier vol, qui aurait pu être le dernier, a eu lieu pendant mes vacances en Bretagne dans la baie de Douarnenez sur la plage de Pentrez. Le soleil se couchait sur la mer, la marée était basse et un léger vent de travers venait de la mer quand sur un coup de tête après un soupé ….., et non, pas arrosé, je décide de tenter le premier vol du Duobanjo.

Les copains prévenus (les bons comme les mauvais), étaient déjà présents pour donner la main et prodiguer les bons conseils d'usage que vous connaissez !  A la mise des gaz sans trop de précautions, l'énorme couple piqueur provoqué par le moteur du haut de son pylône, aidé par un centre de gravité plus en avant, font que le planeur au lieu de prendre de la vitesse, lève la queue, colle le nez dans le sable, les deux roues du train d'atterrissage sont dans le vide et le saumon de l'aile gauche repose sur le sable. Après plusieurs tentative de remise très progressive des gaz, en jouant de la profondeur pour éviter qu'il passe sur le nez et aux ailerons pour vaincre l'anticouple, c'est seulement après avoir augmenté le débattement à cabrer de la profondeur que le Duobanjo a bien voulu commencer à rouler. J'ai donc poussé un peu les gaz et le Duobanjo a décollé. Il monte bien à plat mais je suis obligé de tenir la profondeur légèrement cabrée. Arrivé a une bonne centaine de mètres j'ai coupé les gaz sans rentrer le pylône. Le plané est rapide, la bête fait du chemin mais même le trim cabré à fond je ne peux toujours pas lâcher le manche de la profondeur sinon le planeur descend. Le centrage avant se fait sentir. La visibilité n'est pas bonne, je ne vole pas trop loin de moi. Je fais une remise en route du moteur en vol pour voir s’il génère un couple piqueur à ce moment là mais rien de bien gênant. Il fait sombre je vais me poser. J'arrive de loin mais le modèle ne descend pas beaucoup. N'ayant pas pensé à essayer les aérofreins en vol, je n'ai pas osé les sortir à l’atterrissage. Si bien que le planeur passe devant nous à hauteur de têtes et s'éloigne vers la partie sombre de la plage. Je remets les gaz pour reprendre de l'altitude et revenir de plus loin pour refaire une approche. La visibilité aidant, je me suis fait peur dans la PTU, je ne savais plus comment était le planeur.

Heureusement les copains « les bons » m'ont guidés, le pire était évité. Je suis arrivé à me poser mais l'atterrissage n'était pas de toute beauté. Ce n’est pas confortable de voler en étant obligé de tenir en permanence le manche de la profondeur tiré. Pour remédier à cela j'ai programmé mon émetteur (Futaba T12FG) avec le volet de profondeur cabré d’environ 4 mm dans les phases de vols où le pylône moteur est sorti.

Les autres vols (le montage vidéo ) ont été fait à marée basse sur une plage proche, à L'Aber Plage mais avec des vents de mer de 45 à 50 Km/h. Avec ce vent la bête décolle d’elle-même sur 3 à 5 mètres sans solliciter la profondeur, le moteur n'étant pas a fond. Avec ces vents il monte à plat et sur place. Il lui faut 25 à 30 secondes pour arriver à environ 250m d’altitude. Malgré une charge alaire élevée (85g/dm2) pour un planeur de plaine de 4 M d’envergure dans un fort vent laminaire, le vol n’est pas stressant et le Duobanjo fait du chemin mais prend son temps pour descendre. Seul les atterrissages sont très sportifs mais depuis sur mon émetteur, j'ai réduit le débattement à cabrer de la profondeur dans la phase de vol pylône rentré, depuis les atterrissages se passent beaucoup mieux que ceux de la vidéo.

Coté émetteur 3 phases de vol sont programmées et activées par un interrupteur à 3 positions. La phase de vol normal : le pylône est rentré ou rentre lentement en 4 secondes (pour le réalisme), le moteur est verrouillé pour qu’on ne puisse pas le mettre en route accidentellement, les débattements des gouvernes sont normaux. La phase 2 sort lentement le pylône, le volet de profondeur se décale lentement de 4mm à cabrer (pylône sortie= C.G. avant) et le moteur ne peut toujours pas tourner. Phase 3 : le pylône est toujours sorti, la profondeur a plus de débattement à cabrer mais cette fois le moteur peut tourner. J'ai la commande du moteur sur le manche cranté des gaz et les aérofreins sont sur la molette latérale droite sous l'émetteur. En plus de la sécurité radio pour interdire le fonctionnement du moteur pendant les phases de vols 1 et 2, j'ai câblé sur le contrôleur du moteur, un interrupteur qui est actionné par le pylône lorsque celui-ci est complètement sorti. Pylône rentré, cet interrupteur coupe l'alimention de la partie logique de électronique du contrôleur (le fil rouge de la fiche qui va au récepteur). Ce qui a comme défaut pylône rentré, le contrôleur fait biper le moteur toutes les 5 secondes car il ne voit plus ses signaux de commandes venant du récepteur. Ce n’est pas catastrophique. Après les vols en Bretagne, un défaut de conception a été corrigé sur le servo treuil. Le câble aller-retour de manoeuvre du pylône moteur qui s'enroulait sur une bobine tournée fixée directement sur le palonnier du servo-treuil faisait que les efforts demandés lors de la manoeuvre du pylône, mettaient en porte à faux cette bobine sur la sortie du servo treuil.

Pour éviter ce porte à faux il fallait un palier de l’autre coté de la bobine. C’est ce qu’a fait Joseph en tournant un axe qui ce prend d’un coté a la sortie du servo treuil et de l’autre sur la platine support dans un roulement à billes. Chez nous sur notre piste en herbe, le Duobanjo n'arrive pas à décoller. Impossible de le faire avancer sans aide. A la mise des gaz, la queue se lève, le nez du fuselage et le saumon de l'aile gauche mordent l'herbe. Si j'insiste il passe sur le dos. Pour arriver à le faire décoller, il faut courir en le poussant par la dérive. Ainsi il arrive à prendre de la vitesse et décoller mais ce n’est pas cool. J’ai donc modifié notre chariot de remorquage à grosses roues pour qu'il puisse accepter le haut fuselage (30cm) du Duobanjo. Sur le chariot les décollages sont une formalité, l’attelage roule et se laisse bien dirigé au sol. Dans notre région de moyennes montagnes les vols semblent un peu différents de ceux en Bretagne. Il demande à voler plus vite. Aérofrein sorti, il ne faut pas arrondir trop tôt à l’atterrissage. Et en cette période automnale sans un brin de vent, les 100 mètres de notre piste défile vite.

 Sur notre prochain Duobanjo, l'aile aura la flèche avant de son aîné. Je vais essayer de réduire sa charge alaire en augmentant la surface de l'aile et en essayant de gagner du poids. Actuellement sa corde qui est maquette mesure 24cm. Je dois pouvoir la passer a 26cm sans que cela soit bien visible tellement le maître-couple du fuselage est important (30 x 20cm). Le fuselage actuel est trop résistant et trop lourd (1500g). Vu son volume, je dois pouvoir le sortir autour de 1200g. Du poids pourra être gagné sur le moteur qui a de la puissance à revendre. Mais la plus grosse modification que j'aimerais pouvoir réussir en gardant ce type de pylône, c'est faire en sorte que sa sortie n'entraîne pas une si grande modification du centre de gravité. Pour cela, je vois 2 méthodes. Soit fixer l'accu de propulsion sur un chariot monté sur glissières qui serait déplacé par le servo treuil du pylône ou asservi (servo moteur supplémentaire, moteur et vis sans fin, mais c'est aussi du poids supplémentaire et c’est fragile). Ou arriver à faire en sorte que le pylône, en position rentrée ou sortie, le moteur soit sur le même axe vertical ou presque. Avec un modèle plus léger qui demanderait une motorisation moins puissante et moins grosse, une hélice plus petite donc un pylône plus petit ce devrait peut être Possible ?. Ca c'est une autre histoire. 

Car depuis notre fidèle, et ami, notre serviable compagnon d’infortune Joseph, nous a quitté. Il était la pièce maîtresse de nos bricolages au club. Une pièce qui casse, ……. Joseph. Ou, …… Joseph tu pourrais pas me tourner une pièce qui …… . Pire que cela quand il n’avait plus rien a faire, il cherchait sur nos modèles ce qu’il pourrait bien faire pour les améliorer.

Merci Joseph et bons vols. 

Gérard Prat