Essais de portée en émission/réception








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PEGASE 2000

GUIDE PRATIQUE
DE L’ADHÉRENT



- SOMMAIRE -


I – GENERALITES

II – SECURITE

III – TECHNIQUE – NOTIONS D’AERODYNAMIQUE

IV – LE VOL

I – GÉNÉRALITÉ

*AEROMODELISME

L’aéromodélisme, loisir technique par excellence, requiert pour bien débuter, la connaissance de quelques principes simples dont l’ignorance mène parfois à l’échec.
Ces principes regroupant quelques notions d’aérodynamique et de physique sont les mêmes biens évidemment que ceux qui régissent le vol des avions grandeur. Ces connaissances, seront rapidement acquises par la lecture de ce fascicule.

En matière d’aéromodélisme, l’ignorance des techniques de pilotage et des lois physiques élémentaires conduit dans la plupart des cas à l’échec et l’abandon de ce loisir extrêmement passionnant où la rigueur est un critère de réussite. Le hasard et l’empirisme n’y ont que peu de place….
Mais après avoir construit et décoré son premier modèle, quelle satisfaction de le faire décoller avec aisance, de lui faire suivre avec précision une trajectoire parfaitement contrôlée, voler au-delà du terrain d’évolution puis revenir se poser doucement sur la piste et enfin, taxier son avion jusqu’au parking.
A partir de cet instant, il est permis d’envisager avec sérénité la construction d’un modèle plus élaboré, telle la maquette dont on rêve depuis longtemps.
Le premier vol ne devant pas poser de problèmes… ni d’angoisses.

II – SECURITE

*Un modèle réduit d’avion lancé à pleine vitesse, pesant 3 où 4 kg représente un véritable projectile, donc un danger potentiel pour les personnes. En conséquence, les précautions élémentaires suivantes devront être prises avant tout vol.
1 – AVANT LE VOL

Le modélisme devra s’assurer du bon état général de son matériel ;
RADIO

  • disponibilité de la fréquence (affichage de celle-ci au tableau de fréquences)

  • essais de portée en émission/réception

  • vérification de la charge des accus E/R

  • antennes E/R déployées

  • vérification du sens de battement des gouvernes.

  • Dépose de la radio à la régie avant où après le vol


MOTEUR

  • fixation de l’hélice – état –

  • fixation du bati sur la cellule

  • fixation du moteur sur le bati


AVION

  • fixation des gouvernes

  • fiabilité des tringleries de commandes

  • fixation des servos et platines de servos.


2 – MISE EN MARCHE DU MOTEUR

Le modèle est orienté de telle façon que le souffle de l’hélice ne soit pas dirigé vers le matériel des modélistes voisins.

L’hélice est dégagée de tout objet (outils, batterie, chiffons, etc.…)
3 – AU DECOLLAGE

Essais des commandes de vol :

  • vérifier si la piste est dégagée

  • vérifier la direction du vent

  • annoncer le décollage à haute voix aux autres pilotes

  • envisager la trajectoire de secours en cas d’arrêt intempestif du moteur.


4 – EN VOL

Ne pas survoler les aires de stationnement. Ne pas survoler les spectateurs à basse altitude ou en vol acrobatique.
NB 1 : Garder à l’esprit qu’une rupture de commande de vol, un brouillage ou une panne de l’ensemble E/R est toujours possible.
NB 2 : Le spectacle d’un modèle réduit effectuant diverses figures acrobatiques un peu partout dans le ciel n’est pas la preuve que nous avons à faire à un bon pilote. Loin sans faut. En effet il est parfois plus facile de faire une boucle (looping) qu’un simple tour de piste parfaitement contrôlé dans ses trois dimension : vitesse - altitude - direction.

5 – L’ATTERRISSAGE
Vérifier la direction et la force du vent

  • Annoncer l’atterrissage à haute voix

  • Vérifier que la piste est dégagée

  • Envisager la trajectoire en cas de remise de gaz. (approche manquée.)


NB : Le moteur étant au ralenti, il est important pour des raisons de sécurité de pouvoir l’arrêter par simple action sur le trim. de la commande des gaz.

6 – LE ROULAGE (taxiage)



Rouler à faible vitesse

  • Prendre garde aux autres modèles et leur pilote.


III – TECHNIQUE – NOTIONS D’AERODYNAMIQUE

1 – L’AILE
C’est l’élément le plus complexe d’un modèle réduit de par sa conception et en raison des phénomènes aérodynamiques qui s’y appliquent.

L’aile est destinée à réaliser la sustentation du modèle dans l’air grâce à une forme appropriée des sections. Pour « fabriquer » de la portance, elle est calée positivement par rapport au fuselage.

De la forme du profil dépendront en partie les performances du modèle






2 – SURFACE ALAIRE

La surface alaire comprend la surface de l’aile y compris la partie intégrée dans le fuselage

NB 1 : L’empennage horizontal ne participe pas à la sustentation, par conséquent, il ne doit pas être pris en compte pour le calcul de la charge alaire.
NB 2 : Une grande surface alaire donnera une charge alaire faible pour peu que le modèle soit construit léger garantissant un vol sans risque de décrochage brutal.



------- Surface alaire

3 – CHARGE ALAIRE
La charge alaire est calculée en grammes par décimètre carré.

La charge alaire est égale à :
Poids total

------------- = Charge alaire/dm2

Surface alaire
Un modèle de début classique a une charge alaire d’environ 60 g/dm2
NB1 : Au cours de la construction d’un modèle réduit, on cherchera à obtenir la charge alaire la plus faible possible par le choix judicieux des matériaux et accessoires utilisés.
NB2 : Il est amusant de noter l’évolution de la charge alaire en fonction du nombre et de l’ampleur des réparations par suites de crash !!!

4 – EFFORTS AERODYNAMIQUES APPLIQUES A UN PROFIL D’AILE

Une force de portance FZ perpendiculaire au vent relatif (vent relatif : vitesse de déplacement du modèle) Une force de traînée FX parallèle au vent relatif



*Définitions :
Traînée : force de résistance due : aux frottements de l’air sur les surfaces du modèle et à ses formes – aux tourbillons marginaux en bout d’aile et aux bords de fuite.
Portance : force de sustentation qui apparaît à partir d’une certaine vitesse de déplacement de l’aile dans l’air.


NB1 : La force de portance est composée de force de pression à l’intrados et de dépression à l’extrados. Cette dépression est due à la courbure de l’extrados créant un écoulement d’air plus rapide qu’à l’intrados sur les profils plats ou biconvexes dissymétriques.



NB2 : La dépression est maximum au point de la courbure la plus forte du profil. Pour cette raison, les profils épais sont plus porteurs que les profils minces.
NB3 : Les profils plats, genre Clark Y, dits profils porteurs, sont souvent utilisés sur les modèles de début.

5 – LE FUSELAGE
Le fuselage d’un modèle de début forme le volume utile. Il réunit les ailes et l’empennage. On y place à l’avant le moteur, puis le réservoir, la radio, le train d’atterrissage est généralement fixé sous le fuselage.

Le fuselage est dessiné de façon à provoquer un minimum de traînées parasites. Les bons avions ont généralement de bonnes performances.

6 – LES AXES DE L’AVION
Les gouvernes actionnées par les servos (servocommandes) provoquent l’apparition de forces permettant de faire tourner l’avion autour de trois axes ainsi définis.
L’axe de roulis : basculement de l’avion d’une aile sur l’autre. Gouvernes associées : les ailerons placés en bout d’aile, en bord de fuite, ils permettent les virages

L’axe de tangage : basculement de l’avion d’avant en arrière. Gouvernes associés : la gouverne de profondeur (c’est la partie mobile de l’empennage horizontal ou plan fixe). Elle permet de monter ou descendre.

L’axe de lacet : mouvement du nez de l’avion à gauche ou à droite. Gouvernes associés : la dérive (c’est la partie mobile de l’empennage vertical) Elle permet les virages sur avions sans ailerons et dans tous les cas, le pilotage trois axes.
NB 1 : Ces gouvernes sont radiocommandées par les manches correspondants placés sur l’émetteur.



7 – EXPLICATION DU FONCTIONNEMENT DES GOUVERNES
Le braquage de ces gouvernes provoque, en raison de la force aérodynamique créée par le déplacement du modèle {vent relatif}, un mouvement de celui-ci autour de l’axe correspondant {roulis, tangage, lacet} permettant ainsi de le piloter.




8 – ANGLES CARACTERISTIQUES
Fonctionnement de l’aile ci-dessus
Définition des angles
Vent relatif : c’est l’axe sue lequel se déplace réellement le modèle (la vitesse est portée par cet axe)

Angle de calage : angle formé par la corde du profil et l’axe longitudinal du fuselage

Angle d’incidence : angle formé par la corde du profil et le vent relatif (vitesse)

Assiette : angle formé par l’horizon et l’axe du fuselage.

9 – LES DIFFERENTES POSITIONS DE L’AILE

Définitions 


Stabilité : Aptitude du modèle à revenir de lui-même en rectiligne horizontal après avoir subi une perturbation de trajectoire.
Mobilité : Le modèle garde sa trajectoire initiale et ne tend pas à revenir de lui-même en vol rectiligne horizontal.
Maniabilité : Rapidité de réponse du modèle à une sollicitation des gouvernes.
Aile haute : Elle est placée au dessus du fuselage. Elle donne une bonne stabilité due à l’effet pendulaire du fuselage (modèle de début).
Aile basse : Elle est placée à la partie basse du fuselage. Meilleure maniabilité du modèle du fait d’une moins bonne stabilité !! (modèle apte à la voltige)



Le dièdre : Dans tous les cas, le dièdre assure un minimum de stabilité sur l’axe de roulis en atmosphère agitée. De plus, il assure un pilotage plus aisé pour les débutants :



Le modèle est vu de l’arrière. Supposons que sous l’effet d’une turbulence, il s’incline à gauche. Par rapport à l’horizontale, G est plus grand que D, donc la surface portante de l’aile gauche étant supérieur à la surface portante de l’aile droite, elle tant à ramener le modèle à l’horizontale.
NB1 : Les modèles pour débutants sont généralement pourvus d’une aile haute, d’un profil plat ayant une forte courbure, et d’un angle de dièdre assez prononcé.
NB2 : Le dièdre s’applique aussi et pour les mêmes raisons à l’empennage horizontal où il a en plus un effet stabilisant sur l’axe de lacet.


10 – L’EMPENNAGE HORIZONTAL
Il est constitué du plan fixe et de la gouverne de profondeur.

L’empennage est indispensable à la stabilité de l’avion (sauf aile à profil auto stable). Si l’on considère un modèle sans empennage horizontal, il aura tendance à piquer sous l’effet des différentes formes aérodynamiques s’exerçant sur l’aile.

L’empennage, en créant un couple de rappel assure l’équilibre du modèle. Il est toujours calé déporteur (sauf pour des centrages très arrières, mais cela ne concerne pas l’aéromodélisme)
NB1 : Le calage de l’aile et de l’empennage s’entend par rapport à l’axe longitudinal du fuselage

Ces calages constituent le VE longitudinal.

La gouverne de profondeur, partie mobile de l’empennage horizontal, permet de piloter cet équilibre autour de l’axe de tangage en modifiant la valeur de l’angle VE, donc l’importance du couple de rappel.

Résumé :
Tout changement de configuration du modèle tel que :


  • variation du régime moteur

  • montée descente

  • variation du centrage (consommation du carburant)

  • manœuvre du train d’atterrissage

  • manœuvre des volets


Nécessite un nouveau dosage du couple de rappel assurant l’équilibre du modèle autour de l’axe de tangage. Ce dosage sera assuré parla gouverne de profondeur.
NB2 : La valeur de l’angle de calage de l’aile et de l’empennage horizontal dépend des caractéristiques du profil d’aile utilisé.
NB3 : Comme dit précédemment, l’empennage horizontal est calé déporteur pour assurer la stabilité du modèle autour de son axe de tangage, mais il faut savoir que ce calage est aussi générateur de traînée (FX) néfaste à la vitesse du modèle (négligeable en aéromodélisme).
NB4 : Les angles de calage de l’aile et de l’empennage, constituant le VE longitudinal sont petits (2 à 5° environ selon le modèle).

11 – LES VOLETS {hypersustentateurs} {volets de courbure}

Ils sont placés au bord de fuite entre le fuselage et les ailerons. La sortie des volets provoque :

  • une augmentation de la courbure générale de l’aile

  • une augmentation de la surface de l’aile



Par conséquent on obtient une augmentation de portance (FZ) au prix d’un fort accroissement de traînée.
En résumé les volets provoquent :

  • une augmentation de portance (FZ)

  • une augmentation de traînée (FX)

  • une augmentation de la finesse (F)



Ce qui engendre :

  • une diminution de la vitesse minimum de vol

  • une diminution de la longueur de piste à l’atterrissage du fait d’une vitesse d’approche modérée.



Les volets devront être sortis après avoir réduit la vitesse car ils provoquent un couple piqueur qui devra être conté avec la profondeur.
En réalité, dans un premier temps, la sortie des volets tend à faire monter le modèle du fait d’une augmentation de portance. Ensuite, la vitesse diminuant, le couple piqueur apparaît et reste constant. Une action légèrement à cabrer sur le manche annulera ce couple.
12 – LA FINESSE (F)
C’est l’unité de valeur définissant l’aptitude d’un modèle au vol plané :


Exemple : avion de finesse 8. Cet avion moteur arrêté en descente d’une hauteur de 100 m à l’incidence de finesse maximum parcourra en vol plané une distance de : 8 x 100 = 800 m (sans vent)


  • Cet angle de vitesse max est déterminé sur une courbe appelée polaire.

  • La finesse d’un modèle dépend du profil d’aile, du calage aile/empennage, des traînées parasites (train d’atterrissage, proéminences diverses) de l’état des surfaces, etc.….


La finesse est le rapport de la portance FZ sur la traînée FX :

F = FZ / FX
Ont voit que, indépendamment des qualités aérodynamiques de l’aile équipant un modèle réduit, les calages judicieux de l’ensemble aile/empennage, la qualité des carénages et profilages, la finition générale, affecteront la finesse (F).

On peut affirmer que le modèle de l’exemple auquel on aura démonté le train d’atterrissage verra sa finesse augmenter la distance parcourue en vol plané. Cette notion de finesse est le paramètre essentiel des « planeuristes ».

13 – EMPENNAGE VERTICAL
Il assure la stabilité de route.
Exemple : un dérapage à droite dû à une turbulence engendre une force de portance sur la dérive provocant un mouvement autour de l’axe de lacet vers la droite ramenant le modèle en vol rectiligne.


NB1 : La gouverne de direction, partie mobile de l’empennage vertical (dérive) assiste où amplifie l’effet naturel de l’empennage vertical.

NB2 : La gouverne de direction permet de coordonner les virages, c'est-à-dire qu’elle évite les glissades et dérapages (c’est le vol « bille au milieu » d’un avion grandeur assurant le confort des passagers et la sécurité du vol en certaines circonstances ex : panne d’un moteur sur un multi moteur.
Le vol ‘dérapé’ où ‘glissé’ provoque une forte traînée néfaste à la vitesse. Cela peut être dangereux à une vitesse proche de la vitesse de décrochage du modèle.
En pilotage radiocommandé, il est difficile de coordonner avec certitude un virage, les références étant la seule observation de l’attitude du modèle en vol.
On peut affirmer sans se tromper qu’en aéromodélisme « la bille » est rarement au milieu !

14 – VITESSE DE DECROCHAGE
C’est la vitesse à laquelle un modèle n’est plus contrôlable à l’aide de ses gouvernes, l’angle d’incidence ayant dépassé l’angle de portance maximum ;

Cet angle est de l’ordre de 18° à 20°.
NB : Ne pas confondre angle d’incidence et assiette
La vitesse de décrochage est proportionnelle au poids du modèle donc à la charge alaire.

Une augmentation de la charge alaire provoque une augmentation de la vitesse de décrochage. On recherchera toujours des charges alaires faibles lors de la construction du modèle permettant des atterrissages en sécurité à vitesse modérée.

Le décrochage se traduit par une perte de portance FZ de l’aile provoquant une abattée du modèle (elle n’est pas forcément symétrique ce qui est encore plus dangereux).

Le pilote retrouvera le vol normal du modèle en accompagnant cette abattée à l’aide du manche de profondeur à piquer.

La vitesse augmentant, la portance FZ réapparaîtra rendant le modèle à nouveau contrôlable. Effectuer ensuite la ressource.

15 – LE CENTRAGE
{Centre de gravité : CG}

Le but du centrage es de déterminer le CG du modèle par rapport à un point de référence, généralement bord d’attaque à l’emplanture.

Le CG est aussi noté en pourcentage de la corde moyenne de l’aile.

Un centrage trop avant entraîne un manque de maniabilité du modèle.

Un centrage trop arrière entraîne une instabilité du modèle sur l’axe de tangage.
* Il y a lieu de ne jamais être en centrage arrière et toujours respecter les indications du plan.
Le centrage s’effectue et se vérifie en suspendant le modèle par son centre de gravité ; il devra avoir une assiette légèrement négative (nez vers le bas).

Le centrage se fait réservoir vide, si possible en déplaçant l’accu de réception, sinon en plaçant du plomb en arrière du CG et le plus loin possible de celui-ci pour éviter de trop alourdir le modèle.

Le centrage est une opération délicate devant être effectuée avec précision. Un centrage arrière, s’il améliore certaines figures de voltige peut être dangereux s’il exagère (instabilité décrochage).



16 – L’HELICE
Une pale d’hélice travaille comme une aile d’avion et est affectée du même vocabulaire.

L’hélice transforme le couple produit par le moteur en traction aérodynamique destiné à vaincre la résistance à l’avancement du modèle.

En aéromodélisme on considère seulement le diamètre et le pas de l’hélice mesurés en pouces où en cm (1 pouce = 2,54cm)

Les hélices utilisées sont le plus souvent bipales en fibre et nylon où bois.

Le diamètre de l’hélice est la distance séparant l’extrémité des deux pales.

Le pas de l’hélice est la distance théorique dont avance en un tour de rotation la section de référence évoluant dans une matière incompressible.
La section de référence est prise à environ 2/3 de l’axe de l’hélice soit 0,7 R (R=rayon).

En pratique, l’hélice n’avancera pas autant qu’en théorie en raison :

  • d’une part de l’angle d’incidence nécessaire à la traction appelée « recul de l’hélice »

  • d’autre part de la compressibilité de l’air.


Le pas et le diamètre seront adaptés au moteur utilisé pour en tirer toute sa puissance. Les caractéristiques de l’hélice sont généralement données par la notice du moteur. **Une hélice doit toujours être en parfait état**

La vitesse et les forces mises en jeu sont importantes.
Exemple :

Une hélice de 30 cm de diamètre équipant un moteur de 10 cm3 et tournant à 10000 t/mn atteint en bout de pale :

9,42km/mn soit 565 km/h
Il est évident que la force centrifuge est élevée et tend à arracher la pale de son moyeu (elle est environ 10 fois plus élevée que la force de traction aérodynamique).

Il n’y aura donc aucune hésitation à jeter une hélice présentant des fentes au moyeu, des impacts où marques importantes sur les bords d’attaque où aux extrémités de pales. (Risque de balourd et vibrations).

Vérifier en conséquences l’équilibrage d’une hélice est une sage précaution.

En avion grandeur la tolérance en bout de pale est de trois grammes !!!

INDICATIONS IMPORTANTES
Les hélices ne doivent pas être utilisées lorsque la vitesse de la circonférence prise à l’extrémité des pales dépasse 180 m/s. Le nombre de tours maximum qui lui est lié dépend ainsi du diamètre de l’hélice et peut être calculé d’après la formule suivante : chiffre constant {comprend la valeur limite} 3428 : diamètre de l’hélice en mètres. Exemple pour l’hélice d’un Ø de 28 cm : 0,28 = 12 279 t/mn. Afin de ne pas perdre les qualités de résistance, il faut veiller à ce que le matériel conserve sa teneur en eau. De ce fait, stocker de préférence dans des lieux frais et humides. Prenez garde au cours du maniement d’hélices rotatives !

Ne jamais se tenir dans le champ de tournage de l’hélice !

Ne se resservir en aucun cas d’hélices endommagées !

L’utilisation d’un cone est obligatoire pour des raisons de sécurité ; le serrage de l’écrou de fixation doit être correctement effectué.

L’hélice doit être choisie de bonne qualité. Il n’y a pas d’économies à réaliser sur cet accessoire vital.


IV – LE VOL –


La théorie étant acquise, nous pouvons maintenant passer à la phase pratique « Le vol ».

Un vol commence dès la mise en place de la pince de fréquence au tableau jusqu’au retour du modèle au parking émetteur sur arrêt.
Le pilote posera ensuite sa radiocommande sur le portant prévu à cet effet.

Au début, le vol peut être stressant, amenant des difficultés de concentration, en tenir compte en cour de vol.
Un pilote éprouvera une grande satisfaction en constatant les progrès accomplis à chaque vol, le plaisir de faire voler un modèle réduit en le dirigeant à son gré étant des plus stimulants.


Un pilote, après avoir effectué plusieurs vols complets des exercices suivant sur son modèle pourra être dit « lâché »


  • Démarrage du moteur

  • Roulage

  • Décollage

  • Huit à plat

  • Descente en vol plané

  • Atterrissage

  • Touch and Go gauche et droite {facultatif}

  • Une remise des gaz

  • Atterrissage

  • Roulage au parking




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