Page créée le 28 mai 2007 et actualisée le 04 décembre 2007
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Le Stemme S10 de Gérard BON... |
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Page créée le 28 mai 2007 et actualisée le 04 décembre 2007 |
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LES ESSAIS AU SOL Une fois la mécanique et la carte électronique réalisées, de nombreux essais de paramétrage de la carte ont été réalisés en atelier. (carte électronique, mécanique, réducteur, pneumatique, sortie et rentée de nez, déploiement de l’hélice, indexation etc.
Le fuselage équipé de l’ensemble propulsion, a été fixé à une voiture, pour être soumis à un vent relatif de 70km/h afin de vérifier que la sortie de nez, le déploiement de l’hélice, l’indexation et le blocage du nez - sans air, restaient opérationnels. C’est la première fois que des essais avaient lieu en dehors de l’atelier. Après coupure du moteur, le nez est venu se refermer sur l’hélice encore en rotation. De retour dans l’atelier, tout rentrait dans l’ordre. Après un long moment de perplexité et quelques essais complémentaires, il a fallu se rendre à l’évidence : Le capteur infrarouge d’indexation était sensible au rayonnement infrarouge du soleil. Jean-Yves - qui ne se démonte jamais, a modifié sa carte électronique pour la énième fois, afin que le planeur puisse fonctionner correctement ailleurs que dans l’atelier. LA BATTERIE DE PUISSANCE La batterie de puissance doit fournir 32 volts en tension nominale
sous une intensité de 34 ampères. Le choix s’est porté dans un premier temps,
sur des éléments Sanyo Ni-Mh de 3300mAh. La batterie de puissance est constituée de deux packs, branchés en série, de 16 éléments chacun, pour une masse globale de 2 kg. Ces deux packs sont fixés au fuselage par des bandes de Velcro et sanglés également par du Velcro. Au fur et à mesure de leur utilisation, ces packs vont perdre beaucoup de leur capacité, et vont présenter une chute de tension importante lors de la décharge. J’apprendrai bien plus tard que ce type de batterie doit subir un rodage sérieux à l’état neuf. C’est malheureusement trop tard. Pour des raisons de poids, je décide après bien des hésitations, à prendre des LiPo. Le prix est multiplié par deux, mais la masse est divisée par deux. J’utilise 10 éléments Kokam de 3200mAh. Moyennant de respecter un certain nombre de contraintes, les performances sont au rendez-vous. Après 18 mois d’utilisation, la capacité de charge n’a pas bougée, et la chute de tension en décharge reste faible. Chaque pack de cinq éléments est équipé d’un fusible 30A de voiture, D’une prise de charge parallèle, d’un bouchon de sécurité aux prises parallèle et puissance, pour lutter contre les courts-circuits, et d’un amortisseur en mousse dure à l’avant. Pour ne pas décharger les Lipo au-delà de 3volts par élément, la carte électronique est dotée d’une coupure automatique de sécurité. Encore une modification pour Jean-Yves. La charge se fait avec un chargeur Ultra Duo plus 2 dont le programme a été upgradé pour les Lipo, et un balanceur Schulze Lipobal 14. Ce dernier gère l’équilibre des éléments pendant toute la durée de la charge et assure la sécurité : erreur de branchement, erreur de paramétrage, surintensité de charge, etc. Ce type de matériel augmente considérablement la sécurité de charge des lipo et prolonge, sans aucun doute, leur durée de vie. LE TRAIN D’ATTERRISSAGE Il s’agit d’un train bicycle, qui permet une complète autonomie lors du décollage.
L’hélice n’étant pas à l’échelle, le train d’atterrissage est 20mm plus long que la normale, afin de conserver une garde au sol raisonnable de l’hélice, au moment de décollage. La largeur du fuselage étant à l’échelle, c’est « au chausse-pied » qu’il faut rentrer le train. De ce fait, les points de fixation et d’articulation vont devoir être déplacés par rapport au train réel. Trois maquettes en bois, du train, ont été nécessaires pour définir les longueurs de bras de levier et positionner les points de fixation et d’articulation. Extérieurement, les jambes de train reprennent la même cinématique que le train réel, y compris la suspension. Les deux jambes de train sont réalisées à l’aide de tubes de 12,7mm à toile fine en titane. Les différentes pièces d’articulations sont également en titane et soudées aux tubes. Comme chacun sait, l’usinage du titane n’est pas très aisé.
Cependant, en utilisant des outils bien affûtés, avec une faible vitesse de
coupe et du jus d’ail comme lubrifiant, on arrive à ses fins. Une légère odeur
de cuisine provençale flotte alors dans l’atelier. Comme dit Michèle, mon
épouse, « c’est le retour du jus d’ail ». Un outillage de soudure a été réalisé pour maintenir les
pièces entre elles et assurer une géométrie identique sur les deux jambes.
J’ai laissé la réalisation de la soudure titane à un professionnel qui
utilisait un matériel très spécifique. Pour rentrer et sortir le train, trois vérins pneumatiques double effet sont utilisés. Un vérin pour chaque jambe et un vérin plus petit pour manoeuvrer la trappe gauche. La rentrée du train se fait en trois temps à partir d’un simple interrupteur à l’émetteur :
Bien entendu, la sortie du train se fait en sens inverse.
La logique des mouvements du train est assurée par des étrangleurs d’air réglables, montés aux sorties d’air des vérins, qui retardent plus ou moins le mouvement des vérins. Les trois vérins sont alimentés par un unique distributeur commandé par un servo. A l’ouverture du train, les vérins appuient en fin de course sur les contre jambes, assurant ainsi le verrouillage du train. Les chemises de vérin sont réalisées dans le même tube de titane que les jambes de train. Les extrémités de vérin sont en alliage d’aluminium 7075 fraisées. Les tirants qui les relient sont des rayons de vélo inox. Une bombe de laque pour cheveux, en aluminium repoussé, fait office de réserve d’air gonflée à 8 bars avant décollage. La mise en pression se fait avec une simple pompe à vélo. Un petit manomètre embarqué indique la pression du réseau d’air. |
PREMIER VOL DU MULET MOTORISE Le 31 Mai 2003 nous sommes uniquement quatre sur le terrain de Teillé : André, Jean-Yves, le Stemme et moi. Les deux premiers semblent décontractés, le troisième est prêt, le quatrième est nerveux. Après la traditionnelle séance de photos, les rôles sont répartis : André pilotera, Jean-Yves filmera, le Stemme volera et moi je regarderai tout en m’occupant des commandes de gaz et de train. Pour le premier vol, la masse de 11,7 kg a dépassé les prévisions. Le planeur a déjà volé sous une charge de 10 kg, mais pas plus. Que va-t-il se passer ? Après les dernières vérifications d’usage, André met les gaz. L’avion commence lentement son roulage, prend de la vitesse et décolle sur une trentaine de mètres avec les volets à moitié sortis. André me demande de rentrer le train. La montée est lente mais parfaitement maîtrisée par le pilote. C’est peut-être vrai qu’il ferait voler n’importe quoi ! Cependant, dès qu’André augmente un peu trop l’angle de montée, l’avion montre des signes de décrochage en bout d’aile. Au bout de 50 secondes de montée, André reprend une assiette horizontale et me demande de couper les gaz. Nous retrouvons alors le planeur docile que nous connaissions déjà, malgré sa charge. Après quelques virages nous avons la conviction qu’en planeur pur, cette machine ne posera pas de problème. Il n’en est pas de même en phase moteur. Après remise de gaz pour la deuxième montée à mi volets, l’avion décroche brutalement à 60 m du sol. Je coupe les gaz. Il faut toute la science d’André pour rentrer les volets et rattraper le planeur au raz du sol. Les pâquerettes s’en souviennent encore. Après stabilisation, je remets les gaz pour reprendre lentement de l’altitude mais cette fois, sans les volets. L’avion monte mieux. Pour nous remettre de ces émotions, un vol plané sans histoire est le bienvenu, à l’issu duquel, André décide de poser avec volets sortis à moitié et aérofreins. L’atterrissage s’effectue à une vitesse élevée car l’avion est lourd et les AF placés à l’échelle, ne sont pas très efficaces. Le touché de roues, qui devrait ressembler à un « baiser de jeune fille » se transforme en un « vieux patin de Hussard ». Le planeur s’immobilise en bout de piste. Nous pouvons respirer et réfléchir aux actions correctives. Après une longue discussion entre nous trois, il ressort que l’avion manque de stabilité en roulis, lors de la montée au moteur car il vole trop près de la vitesse de décrochage, du à sa masse très élevée en rapport avec la puissance embarquée. Il est décidé de décoller sans les volets pour ne pas freiner l’avion et de mixer les ailerons à monter pendant la mise des gaz pour limiter le décrochage en bout d’ailes. De plus, pour faciliter l’atterrissage, André réalise un mixage « papillon » permettant de monter les aérofreins et les ailerons, tout en descendant les volets et la profondeur, le tout sur la seule commande des AF. Une fois ces modifications effectuées sur place, André remet l’avion en vol et constate une amélioration dans la stabilité en roulis, lors de la montée au moteur. Pendant le vol plané, André me passe les commandes, tout en restant à coté de moi. Bien que toujours nerveux, j’apprécie le vol plané coulé du planeur, semblable aux sensations antérieures connues avec la version non motorisée. La courte remise de gaz suivante se passe bien, en faisant très attention d’adopter un faible angle de montée. Ceci me donne un peu plus d’assurance, peut-être trop... Toujours est-il que lors de la dernière montée, l’avion décroche sans que j’ai le temps de le reprendre. J’ai tout juste le temps de mettre les ailes à plat avant d’aller embrasser la planète terre. Consternation de nous trois et honte à moi. Il est évident que j’ai des progrès à faire en pilotage ou alors je me mets aux dominos. A la vue des dégâts, je suis surpris de constater la bonne tenue de la structure après un pareil choc. Alors que je m’attendais à ramasser le Stemme à la petite cuillère, nous trouvons une aile intérieure cassée mais avec un longeron intègre, le fuselage cassé en deux devant la dérive, les deux trappes de train arrachées et l’axe de nez faussé. La propulsion et la carte électronique n'ont rien. Les jambes de train non plus. Vive le titane. A l’issue de cette première journée de vol motorisé, le constat est évident. Il faut réparer, alléger, refaire un stabilisateur plus grand et perfectionner le pilote. LES MODIFICATIONS SUR LE MULET Comme disait un de mes maîtres qui m’ont formé au métier d’ingénieur aéronautique : « La seule matière qui fait gagner du poids sur un avion est la matière grise ». Si c’est applicable sur Concorde et Airbus, cela l’est aussi sur nos modèles réduits. Fort de ce concept, je traque le moindre gramme superflu pour ne garder la matière que là où elle est nécessaire. Je gagne ainsi 500g sur la structure avec un fuselage lourd en polyester qui - au début du projet, n’était pas prévu pour voler. Mais le gros gain de poids viendra du remplacement des batteries Cd-Ni par des Lipo. A performances légèrement supérieures, je passe de deux à un kg de batteries de puissance. Le gain de poids total est donc de 1,5 kg sur une machine de 11,7 kg lors du premier vol motorisé. Dans la longue série des modifications, Jean-Yves sera souvent sollicité pour adapter en permanence la carte électronique. De nombreux paramètres seront changés et la nouvelle carte réalisée en CMS intégrera la sécurité Lipo. Cette carte, à elle seule, est maintenant un petit bijou. Merci Jean-Yves. Comme décrit au chapitre de l’hélice, les pales d’origine sont remplacées par des pales plus fines et donc plus performantes. Pour améliorer la stabilité en tangage, je décide de réaliser un autre stabilisateur plus grand. Je sacrifie l’esprit maquette en faveur de l’efficacité. Pardon aux puristes. Après toutes ces modifications qui vont s’effectuer sur deux ans, je me retrouve avec un avion plus stable en roulis, plus léger et tirant mieux. Dans ces conditions, le comportement de l’avion n’a plus rien à voir avec son premier vol motorisé. Les décollages et montées au moteur, deviennent une formalité. La température élevée sur le terrain d’Eauze durant l’été 2005 et quelques conseils glanés sur le même terrain l’année précédente, m’incitent à équiper le Stemme d’un dispositif embarqué de restitution de paramètres de vol. Je choisis le VAM 300 dont l’émetteur embarqué ne fait que 30g. Outre les fonctions altimètre et variomètre, il offre la possibilité de visualiser la tension de réception et la température mesurée par une petite sonde thermique que je fixe sur la batterie de puissance. Pour des raisons de sécurité et n’ayant pas d’autres informations, je limite volontairement la température des Lipo à 45° maxi. Reste le plus dur : perfectionner mon pilotage. Pendant de nombreux vols, André, toujours lui, aura la patience de rester à mes cotés pour me prodiguer ces précieux conseils pendant que je pilote. Encore merci André. Une fois lâché, je m’entraîne, seul, à perfectionner mes atterrissages vent de travers. C’est un autre André, pilote grandeur de son état, qui va me donner les précieux conseils qui me permettront de réaliser des atterrissages dans l’axe de la piste, en ayant le nez dirigé entre l’axe piste et l’axe vent. Merci à l’autre André. Aujourd’hui, je suis fier de vous annoncer que je suis capable de faire voler le Stemme seul, en toute confiance. Ouf !
Le manomètre embarqué indique la pression du réseau d’air. (7,9 bars)
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