Le Stemme S10 de Gérard BON...

 Page créée le 28 mai 2007 et actualisée le 04 décembre 2007           

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Photo très explicite montrant le réducteur à courroie crantée (rapport 0,65) et l'hélice maintenue déployée...

Ici l'hélice est articulée en extrémité d'un bras d'une longueur telle que la partie active de l'hélice échappe à la plus grande largeur du fuselage. Il fallait y penser...

LA PROPULSION

Pour cette phase cruciale, un troisième personnage entre en lisse. Il s’agit de

 Jean-Yves ROUSSEAU, notre trésorier au club et qui est aussi électronicien. Cet homme sait tout faire : Des cartes électroniques, des repas de roi (voir VVM 2006 à Teillé), des encaissements de licences. 

  L’aventure du Stemme lui plait et sa double casquette (Il en a d’autres) de modéliste et de concepteur électronique va s’avérer très précieuse. Sans Jean-Yves, je ne sais pas où en serait le Stemme aujourd’hui. Merci Jean-Yves.

Bien entendu, nous souhaitons reproduire la propulsion très particulière du Stemme grandeur. Les fonctions principales sont :

  • Ouverture du nez.
  • Mise en route progressive du moteur entraînant le déploiement des pales par la force centrifuge.
  • Coupure moteur.
  • Arrêt progressif du moteur entraînant le repliement des pales sur le porte pales.
  • Indexage
  • Fermeture du nez.

Pour gérer l’ensemble des fonctions de la propulsion et des sécurités associées, il est décidé les points suivants :

  • L’enchaînement des fonctions sera entièrement automatique afin de mieux gérer  les sécurités sans intervention humaine. La commande se fera par un simple interrupteur sur l’émetteur.
  • Le moteur sera électrique afin de mieux s’intégrer dans la chaîne de commande électronique.
  • L’indexage de l’hélice se fera électroniquement et non mécaniquement dans le but d’alléger la mécanique.
  • Un interrupteur de puissance, indépendant de l’interrupteur de commande, sera actionné une fois le nez sorti. L’interrupteur de puissance est là uniquement en sécurité. Ce n’est pas lui qui démarre et arrête le moteur.
  • Le nez (et le train) sera actionné par vérins pneumatiques.
  • Le moteur sera placé à l’avant du planeur (ce qui n’est pas le cas du réel) et les batteries, à l’arrière du train d’atterrissage.

Le choix du moteur se porte sur l’Ultra 3500-8 Graupner qui est un moteur capable de développer plus de 1000 watts sous 32 volts. Ce moteur possède un manteau magnétique mobile permettant le calage automatique des pôles par rapport au collecteur, dans le but d’optimiser automatiquement le couple, suivant la charge du moteur.

A l’inverse des moteurs Brushless, les pôles magnétiques sont très marqués sur ce type de moteur. Lorsque le moteur est alimenté par un train de pulses soigneusement choisi, le moteur saute ses pôles magnétiques et tourne en « pas à pas » pour réaliser la recherche d’indexation de l’hélice. Une fois le moteur choisi, le tableau de performances fourni avec le moteur, nous indique que la puissance désirée de 960 watts en entrée est atteinte à 8812 t/mn sous 32 volts. Les essais antérieurs d’hélices demandent une vitesse de rotation de 6000 t/mn. Le rapport de réduction sera donc de :

R1= 6000 / 8812 = 0,68

Cette valeur est théorique. Le rapport de réduction pratique donné par le rapport des dents des  poulies dentées du réducteur sera :

R2 = 13 / 20 = 0,65

La mécanique est essentiellement constituée d’une boite à deux roulements, d’un réducteur à courroie crantée, d’un axe creux d’hélice, d’un axe de nez, passant dans l’axe d’hélice et en appui sur deux bagues autolubrifiantes, d’un dispositif d’anti-rotation de l’axe de nez, à l’arrière de la boite à roulement et d’un vérin pneumatique pour actionner l’axe de nez.

Cet ensemble mécanique supporte, les deux contacteurs électriques situés au niveau de l’anti-rotation de l’axe de nez, et les trois pattes de fixation du bloc propulsion au  couple avant. Le vérin de nez est de même conception que les vérins de train, mais comporte en plus, un dispositif anti-retour pour empêcher que le nez rentre par le vent relatif, dans le cas d’une fuite d’air du circuit pneumatique.   

 L’HELICE

L’hélice de 460mm de diamètre et de 300mm de pas, est repliable dans son propre plan.

Comme pour le grandeur,  l’hélice doit être contenue entièrement dans l’ovale du nez, après indexage, lors de la configuration lisse. Pour ce faire, l’hélice est composée d’un porte pales central en alliage d’aluminium 7075, et de deux pales en fibre de carbone.

Les pieds de pale sont équipés d’un ressort de rappel pour que les pales se replient sur le porte pales. Lorsque l’hélice est en rotation, la force centrifuge s’oppose au couple des ressorts et vient tendre l’hélice en la déployant dans un diamètre de 460mm.

A l’arrière du porte pales, sont collés deux déflecteurs infrarouge, passant devant la cellule d’indexage.

Les pales étant en composite, c’est André qui les réalisent. Pour cela, j’ai réalisé un master constitué d’une pale du commerce, sur laquelle j’ai adjoint le bossage de pied de pale. André a utilisé ce master  pour réaliser un moule dans lequel il drape  les pales en y intégrant le logement de pied de pale en aluminium, servant intégrer le ressort de rappel.

Je viens de réaliser et tester un autre procédé de fabrication. Ce procédé consiste à utiliser directement des pales du commerce, coupées à la bonne longueur et équipées du logement du ressort de rappel.

 Ce logement est entouré de fils de carbone collés à l’intérieur de la pale creuse, pour résister à la force centrifuge. D’autres fils de carbone sont positionnés à l’extérieur de la pale, pour réaliser les congés de raccordement.

La polymérisation se fait à l’intérieur du moule afin d’assurer une géométrie toujours identique d’une pale à l’autre.

Bien que beaucoup plus coûteux, ce procédé offre l’avantage de présenter des pales plus minces de 0,8mm, les rendant ainsi notablement plus performantes.

( FIN DE LA PREMIERE PARTIE)

 

 

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