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17 janvier 2016
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Présentation : Gilbert Pic (Model Air Club Aix en Provence - M.A.C.A.P.)

De nombreux Rafales Dépron à hélice construits sur le pays d'Aixen Provence volent sur le terrain du M.A.C.A.P. mais aussi au delà de nos frontières... L'un de nous a eu l'idée de tenter la propulsion turbine. Réflexions, mesures, calculs, recherches, cahier des charges, ajustement du plan initial... Deux modèles pesant de l'ordre de 600 g volent avec des turbines 50 mm en 3S et 4S.

Batteries utilisées 3S 2560 mAh et 4S 1800 mA, masse inférieure à 250 gr assurent 4 à 6 mn d'autonomies (suivant exigences du pilote).
La particularité de celui que j'ai réalisé (toujours en dépron 6 mm) : avoir un fuselage aux lignes courbes du nez à la sortie de la turbine, par un cintrage des modules à l'air chaud.

Le Rafale grandeur, ses caractéristiques et performances (Informations Dassault Aviation)

Le Rafale Dépron, ses origines, ses évolutions

Le Rafale dépron semble avoir pour ancêtre le Saab Gripen.
Je lis : « c’est dans la revue Looping N°78 de décembre-janvier 2003 que Stéphane Pinson et Laurent Berlivet présentaient le dit « Gripen Dépron ».
Envergure : 615 mm
Longueur : 795 mm
Masse : 620 g

Lequel semble par la suite avoir muté en Rafale dépron et mini Rafale Dépron ?
Ceci étant, il est des projets qui ont la vie longue ; remercions à nouveau les initiateurs.

Looping 78

Le premier de la lignée...

Pour répondre à Gilbert : J'avais conçu un Rafale 400 qui fut commercialisé pendant quelques temps par New Power Modélisme. C'était un kit en structure bois à assembler, motorisé par un vénérable Speed 400, moteur à balais qui a permis à l'électrique de prendre son essor. La faible puissance disponible nécessitait d'optimiser au mieux la masse finale pour obtenir des performances satisfaisantes. Avec un peu d'embonpoint, elles se trouvaient fortement dégradées.

Rafale 400

Stéphane, plus à l'aise avec des machines plus grosses et mieux motorisées, avait été un peu déçu du résultat. Il s'est par la suite inspiré des formes de la version bois pour réaliser son fameux Rafale Dépron, très léger et donc métamorphosé. Il en a décliné une version avec le Saab Gripen effectivement présentée dans Looping, puis avec le Micro-Rafale publié dans Passion'Ailes. Les versions Dépron sont donc bien de lui.

Laurent Berlivet

Les Rafale à propulsions hélices et turbines que nous construisons sur le pays d’Aix en Provence ont sensiblement vu leurs dimensions s’accroître au cours des années ! Un spécimen équipé de roues décolle et atterrit depuis la piste goudronnée…
Envergure : 700 mm (et même 860 mm pour ma version turbine !)
Longueur : 860 mm
Canard : 300 mm (passé à 325 mm sur ma version turbine)
Masse cellule : 125 g avec renfort carbone tube 4 mm pour l’aile, jonc 2 mm sous canard, et patins atterrissage bois tendre. Sans la cloison de fixation moteur ni bulle-cockpit.

Turbine 50 mm 11 pales Dessous

Le projet 2015 - Rafale Dépron Turbine(s)

Sur une idée de Pierre Berthié, est né au sein du M.A.C.A.P. le projet propulsion turbine.

Notre cahier des charges :

  • Maintenir la masse inférieure à 600 g avec la batterie Lipo 30C et 2200 mAh
  • Conserver l’aspect volume
  • Autonomie de vol = 5 à 6 mm
  • Batterie 3S ou 4S par défaut
  • Micro contrôleur 40A
  • Les batteries, après recherches :
    A la livraison, nous constatons des masses de packs inférieures à celles annoncées de 60 à 80 g ! Bonne nouvelle, nous pouvons espérer davantage d’autonomie lors du prochain achat !
    - Lipo 3S 30C, nous avons des packs 2650 mAh pesant 203 g
    - Lipo 4S 30C, nous avons des packs 1800 mAh d’une masse similaire.

Les trois colles que nous utilisons :

- Colle bois Sader prise rapide 2 mn, contrainte de maintien des collages durant séchage
- Colle contact Pattex polystyrène, sans solvant, collage facile et rapide sans aiguilles (toujours faire un essai car mauvaise surprise sur roofmat ! )
- Sader contact sans solvant, faire essais préalables. Contrainte : pas d'évaporation en cette saison sur support Dépron (peu absorbant donc attente fastidieuse avant collage
!)

Colles

Les turbines

Après recherches, nous optons pour des turbines 50 mm, afin de préserver la ligne de l’avion.
La turbine 3S HobbyKing 4000 kV, masse 144 g, donnée pour 275 W et 550 g de poussé s’avère décevante. Avec quelques précautions d’usage, contrôle du courant appelé et régime max, nous l’alimentons avec une 4S pour essais.
Alimentée en 4S, nous ne dépassons pas le courant nominal, le vol devient satisfaisant, mais quelle sera la duré de vie de la turbine ?
Turbine Changesun 3 et 4S (moteur Out-Runner) : masse 72 g, poussé théorique 580 g avec courant de 35 A pour la 3S
http://www.turbines-rc.com/fr/ : vous y trouverez un choix de turbines.

Mes essais statiques dans la cellule de l’avion la 3S pousse 480 g courant 29 A, 307 W.

Turbine 50 mm
Turbine EDF XRP / Changesun 50 mm avec moteur brushless 4200 kV
Nouvelle version 5% de poussée et -10% de consommation.
Convient pour la grande majorité des Jets prévu pour turbine 50 mm. Conçu pour produire une poussée plus importante et un son plus réaliste.
Poussée d'environ 484 g (23A) en 3S et 770 g (36 A) en 4S.
Pour petits jets de 600 g à 1 kg (avec une seule turbine).

Essais sur le terrain : avec turbine Changesun décrite ci-dessus, l’avion de 627 g vole gentiment durant 5 mn environ avec batterie 3S de 2650 mAh.
Cure d’amaigrissement pour arriver à 585 g, cellule prête à voler 382 g avec des sevos 12,5 g vissés sur du contre-plaqué, donc possible de réduire encore la masse. Préférer la peinture acrylique à l’adhésif vinyle, rapidement découpé et collé mais trop lourd !

Rafale Dépron turbine

La turbine dite 3 ou 4S, de même marque, de conception identique et masse inchangée alimentée en 14 V devrait satisfaire les pilotes les plus exigeants, sans pénaliser l’autonomie.
A vérifier dans les semaines qui suivent… Les performances constructeur sont copiées ci-dessus, mais nous devrons certainement remplacer le micro contrôleur 40A et sortons de notre cahier des charges.

J'ai réalisé une entrée d'air sous le ventre à l'avant de la turbine pour favoriser la prise d'air de la turbine au moment du lancé. Les entrées d'air latérales travaillées convexes et concaves suffisaient quand l'avion avait pris sa vitesse, mais un peu juste au moment du lancé.
Entrée grillagée dans une 2ème étape, car une turbine a mangé bon les gravillons à l'atterrissage sur piste pourtant goudronnée !

Remarque :
Nous retrouvons bien l’ordre de grandeur du ratio annoncé par ailleurs sur le site dans la page "formules magiques pour modélistes branchés" : 2 g de poussé par W consommé.
Pour les batteries, des packs de 200 g environ ; 2200 mAh 30C (Voir Tutorat sur les batteries Lipo). La valeur des résistances internes des packs Lipo, comme les impédances des micros-contrôleurs, conditionnent les performances de nos propulsions électriques, mais ces grandeurs ne sont peu ou pas énoncées sur les fiches produits.

La mise en forme du Dépron à l’air chaud

Une expérience, que je vous propose de partager.

Le traçage des différentes pièces sur la base des plans initiaux doit être majoré de 5 à 8 mm pour les panneaux latéraux afin de permettre l’ajustage après cintrage. Les réservations pour le passage de l’aile, de la dérive et autres sont tracés préalablement au cintrage mais découpé après la mise en forme. Le panneau inférieur est rallongé et notablement élargi sur la partie arrière. Le panneau supérieur sera découpé en étape finale. Il peut être en deux pièces sans nuire à la qualité de la construction.
Pour une turbine « dite 50 mm » nous devons avoir un développé des quatre panneaux latéraux : 55 x 3,14 = 173 mm (Il vous sera plus facile de redécouper après cintrage que de refaire un panneau).

Le cintrage du Dépron est précédé d’une chauffe rapide :
L’air chaud est soufflé sur les faces convexes des panneaux à l’aide d’un décapeur thermique. Le cintrage doit être effectué très rapidement sur une bouteille en verre pour le panneau inférieur et sur un manche de pioche ou autre pour les petits panneaux latéraux.
Difficile de quantifier le bon niveau de chauffe. Observer la surface de la matière ; au premier frémissement de la surface, vous devez travailler très rapidement. Trop de chauffe, vous rendez la matière cassante après refroidissement ou pire vous la fondez !
NB : Si vous devez vous procurer un décapeur thermique, préférer les modèles avec température et débit d’air réglables.

L’assemblage est effectué avec de la colle à bois séchage rapide. Je commence la construction en posant la partie inférieure du fuselage, puis arrière vers avant, sans oublier que le point de contact à l’atterrissage doit se faire au centre de gravité en évitant d’user tout le ventre !
Je termine par la partie supérieure que j’ajuste après cintrage pour fermer la cellule.

Bonne construction et bons vols.

Contacter l'auteur : Gilbert Pic

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