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28 janvier 2014
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On y prend goût ...

Présentation : Jean-Baptiste Gallez

... Au "scratch build"

J'avais construit le DH-2 uniquement à partir du dessin 3 vues, du profil du grand et de photos de l'avion grandeur d'époque ou des deux répliques qui volent encore dans le monde. (Un peu de pub personnelle : cet avion est maintenant à vendre.)
Puis je me suis lancé dans un kit de Piper pour un ami, et enfin un kit de Tiger Moth pour utiliser le moteur que j'avais renoncé à mettre dans le DH-2.

Mais ces deux kits "pré-machés" m'ont laissé un peu frustré. Bien sûr il y a du travail, ces kits Toni Clark, de très grande qualité, sont des "fagots de bois". Mais il y a un plan précis, chaque pièce a sa place et le résultat est garanti. L'avion sera solide et volera bien. On y a pensé pour vous !
J'avais bien aimé devoir tout faire moi-même, partir des formes extérieures pour concevoir la structure intérieure, puis la dessiner pour en tirer la forme et la taille des pièces.
Par chance, mon Tiger Moth à suscité l'envie, chez deux de mes petits camarades de club, d'un biplan de cette taille, mais, chauvinisme oblige, ils préfèreraient un Stampe & Vertongen SV-4, bien belge.

La naissance du SV-4 remonte à 1937 quand une des anciennes élèves de l'école de pilotage de Jean Stampe, prend contact avec ce dernier : elle désire un appareil de voltige léger supérieur au Tiger Moth et au Bücker Jungmann. Le prototype désigné SV-4-B, vola en septembre 1937, équipé du moteur Gipsy Major I inversé de 130 ch. Déclaré vainqueur du concours pour les avions école de base de l'Armée Belge, il fut enfin livré à sa propriétaire, avec laquelle elle participa à de nombreux meetings.
Stampe - Coupe d'Anjou
Désirant encore parfaire cet avion, Stampe construisit un deuxième et troisième SV-4-B améliorés notamment par l'adoption d'ailes symétriques à flèche positive. Bref, il finit par copier l’essentiel des caractéristiques du Tiger, en privilégiant un peu plus le côté « voltige » que « avion de début ».
Produit à environ soixante exemplaires par les ingénieurs belges, il aura près d'un millier de frères, dont 701 construits en France, et 150 construits en Algérie.
Certains volent encore aux mains de pilotes amoureux de ces légendes, notamment à Temploux où vous pouvez vous offrir une séance de voltige en compagnie, entre-autre de notre champion Benoit Dietrich (www.sv4.com)

Le grand
Le petit
Envergure
8,40 m
2,80 m
Longueur
6,90 m
2,30 m
Masse
750 kg
12 kg
Moteur
Renault 140 cv
Kolm 50 cc 4T

La documentation sur cet avion ne manque pas, les recherches sont courtes, et on peut rapidement se lancer dans le dessin (merci Au**cad). De la forme du fuselage, on tire les plans exacts des deux flancs et de tous les couples. Selon la résistance que l'on demandera à la pièce, on peut la faire en contre-plaqué de 6 mm, de 3 mm, en pin ou en balsa, et on peut plus ou moins ajourer les pièces par exemple en ne laissant au centre que des diagonales, ou en y faisant des trous ronds, cela fait très "aviation". Bien sûr, pour les pièces principales, on a recours à la découpe CNC, ce qui autorise tous les détails comme l'imbrication des pièces les unes dans les autres.

Couples
Flancs ajourés

Un fuselage doit être résistant aux trois endroits suivants :
- La fixation du moteur qui devra encaisser la traction de l'hélice, la poussée du démarreur, le couple de hélice et tout un tas d'autres vibrations parasites.
- Le train d'atterrissage qui devra supporter une dizaine de fois le poids de l'avion pour peu que vos atterrissages ne soient pas exactement des "kiss landing".
- Et enfin, la fixation des ailes qui encaissera le poids de l'avion multiplié par les "G" dans tous les sens, que vous lui ferez subir.
Le reste peut être construit plus léger, l’arrière du fuselage est donc constitué d’un treillis de baguettes en pin et balsa de 6 x 6 avec toutes les diagonales pour la rigidité. Le stab et la dérive sont une simple âme en balsa 1,5 mm et des longerons de 6 x 6, toutes les courbes sont faites selon la méthode du lamellé-collé.

Dos du fuselage Empennages

Les volets de profondeur n’ont pas de guignol visible, il sera, comme sur le grand, situé entre les deux volets, à l’intérieur du fuselage. D’habitude, pour un avion de cette taille, j’aime bien mettre un servo par demi-profondeur, le plus près possible. Difficilement réalisable ici. Un long tube bien rigide en carbone et un gros servo dans le fuselage, cela devrait fonctionner.
Pour la dérive, deux câbles « pull-pull ». Pour éviter que les câbles ne tirent en permanence sur le palonnier du servo, ils sont fixés sur un palonnier intermédiaire en époxy monté sur un roulement. Autre truc : pour éviter qu’un des câble ne se détende lors de la rotation, il suffit que l’écart et la position des câbles par rapport à l’axe de rotation sur le palonnier de départ soient exactement semblables sur le guignols de la dérive.
Les ailes : que du classique, des nervures en balsa découpées selon la méthode du "bloc" , deux longerons composés de deux baguettes de pin reliées par des âmes, deux montants pour relier les ailes aux deux tiers de la longueur et des haubans en fils d'acier gainés pour rigidifier le tout.

Nervures en bloc Ailes

Petite subtilité : le Tiger a les nervures perpendiculaires aux bords d’attaque et de fuite, c’était facile. Le SV-4 à ses nervures dans l’axe de vol, ce qui donne systématiquement 10° d’angle à tous les assemblages internes de l’aile (DES ailes, il faut en faire quatre !).
Et si le Tiger avait des ailerons uniquement sur les ailes inférieures, le SV-4 en a sur les quatre (encore un peu plus de travail).
Important aussi, les deux plans n'ont pas le même angle de calage. Il y a deux degrés de différence, pour que le plan inférieur décroche avant le plan supérieur, quand vous "flirtez" avec les grand angles et les basses vitesses.
Entoilage au Solartex puis peinture, mais nous n’en sommes pas encore là.
La structure du train sera sans vergogne simplement copiée sur celle du Tiger, les deux étant très semblables. (beaucoup de principes de construction seront copiés sur ceux du Tiger mais chuut …!)
La cabane qui relie les ailes supérieures au fuselage est faite de « corde à piano » d’acier de 5 mm, rigidifiées par des diagonales de 2 mm, les assemblages étant ligaturés au fil de cuivre puis brasés à l’étain.

Cabane

Ce n’est pas un hasard si on rajoute souvent des diagonales dans une structure. Un simple carré ou rectangle est facilement déformable si vous exercez une pression sur deux angles opposés. Rajoutez une diagonale (faites deux triangles) et votre structure sera alors indéformable. Regardez les grandes grues de chantier, ou la tour Eiffel … que des triangles !
Si un de ces avions sera muni du classique Zenoah 38 reducté, pour l’autre, son propriétaire se lance dans l’expérimental. Il commande chez Kolm, en Allemagne, un moteur 4 temps à essence de 50 cc. Comme ces moteurs sont pratiquement fabriqués à la demande, nous l'attendons toujours.

Suite de la construcion (mise à jour du 26 juillet 2014)

Le beau moteur est finalement arrivé, et l’attente fut bien récompensée. C’est un 50 cc, quatre temps à essence. Si le carburateur est un classique Walbro , tout le reste est entièrement dessiné en DAO, puis fraisé à la CNC. Belle pièce ! L’ensemble ne pèse que 1,9 kg pour une puissance de 4,5 cv.

Nous pouvons maintenant envisager l’installation de ce moteur. La présence à l’arrière du plan des fixations d’un boîtier contenant les arbres à cames et du reste de la culbuterie oblige à creuser largement la cloison moteur. Je la double cependant sur toute la zone des boulons de fixation.

Moteur 50 cc

Comme tous les moteurs quatre temps, il est simplement muni d’un petit bout de tuyau en guise d’échappement. Nous décidons tout de même de rajouter un petit pot de détente.

Tringlerie de gaz, puis installation du boîtier d’allumage électronique. Celui-ci est muni d’un tas de fils et de prises.
- Un fil coaxial qui se termine par un capuchon de bougie : utilisation évidente.
- Un fil double rouge et noir : accu d’alimentation.
- Un fil quadruple avec une prise bizarre : on retrouve cette prise sur un fil du moteur, ce sont les capteurs de position de son axe.
- Un fil triple avec une prise type servo : nous apprendrons (le mode d’emploi est uniquement en allemand) que c’est une prise pour un éventuel compte tours.
- Un autre fil triple avec le même type de prise : nous apprendrons aussi que si l'on court-circuite deux fils de cette prise, on modifie l'avance à l'allumage afin d'obtenir un ralenti plus bas et plus stable, mais que cette connexion doit être coupée pour les hauts régimes. Un petit switch et un mixage avec la voie des gaz, et tout se fait alors automatiquement, ce dispositif n'entrant en fonction que dans la partie basse de la course du manche.

Réservoir d'un litre placé au centre de gravité pour ne pas induire de différence de centrage entre réservoir plein et réservoir vide.

Montage du train d'atterrissage, tous les assemblages se font par brasage "fort" à l'argent. Un petit chalumeau "oxygène - acétylène" fait merveille, on en trouve des modèles simples (mais suffisant pour un usage modélisme) dans tous les bons magasins de bricolage. Un petit truc pour immobiliser facilement les pièces : travailler sur un bloc de "béton cellulaire" (en Belgique "bloc Ytong", en France "bloc Siporex"), c'est suffisamment tendre pour y enfoncer des épingles et parfaitement résistant à la chaleur.

Train brasé

Prises "Multiplex" (ou copie chinoise) pour les servos d'ailes. Pour souder ces prises toujours brancher son "opposée". Cela permet de ne pas déplacer les connexions métalliques même si le plastique fond un peu. Ne pas hésiter à utiliser toutes les broches, même pour un seul servo. Deux pour le positif, deux pour le négatif et deux pour le signal.

Pour fixer ces prises, rien ne vous empêche de les souder "à travers" une fine plaque de contreplaqué. Gaine thermorétractable et colle chaude et votre connexion tiendra plus longtemps que votre avion !

Connexions

Installation électrique, vous connaissez mes habitudes : double alimentation, deux interrupteurs simples, un petit buzzer qui avertit quand vous êtes "sur réserve" et alimentation des servos et du récepteur par le plus de chemins possibles. Résultat : un beau paquet de fils ...

Câblage

Les instruments des tableaux de bord sont ceux de chez Toni Clark. Ils sont en plastique transparent. Peint en doré à l'intérieur et en noir à l'extérieur, il suffit de quelques coups de cutter sur les arrêtes pour obtenir une belle usure "naturelle".

Tableau de bord

Pour recouvrir les parties courbes, mouiller puis laisser sécher le contreplaqué fin "en forme" vous facilitera grandement le travail. Pare-brise en plexi faciles, rien que des surfaces planes.

contre-plaqué mis en forme

Le plus important, et plus particulièrement dans un biplan, est la géométrie des ailes. Les angles de calages sont donnés à la base par le fuselage et la cabane. Il faut ensuite veiller aux dièdres, éventuellement différents aux plans supérieur et inférieur. Eviter ensuite le vrillage des ailes. Tout cela se contrôle par la longueur relative des mats entre les ailes et de leurs diagonales. De plus sur le SV-4 ceux-ci ne sont pas verticaux, mais s'écartent vers le plans supérieur. Enfin les haubans viendront rigidifier l'ensemble en créant, une fois de plus, des diagonales.

On peut ensuite passer à des choses plus légères, entoilage et décoration. Entoilage au Solartex blanc. Ne pas sous-estimer la rigidité supplémentaire apportée par ce recouvrement et faire attention à obtenir une tension équivalente de chaque côté d'un ensemble, fuselage ou aile, pour ne pas induire de déformation.

Les pare-brise sont simples puisqu'ils ne sont constitués que de trois "vitres" planes.

Pare-brise

Peinture de base métallisée Levis acrylique 8309 "Silver" résistant au carburant, puis décoration à la Levis rouge et bleue. Dans l'idée de faire un jour des vols en formation avec mon Tiger Moth, les schémas de couleurs sont semblables, et les immatriculations, dans le même esprit.

Tiger Moth et Stampe SV-4

Comme en grandeur, le premier vol est effectué par le pilote d'essai du constructeur (votre serviteur). Je le secoue dans tous les sens, teste le décrochage, et le déclare "bon pour le service".

Son propriétaire effectue une série de vols, dont un accompagné de son "demi-frère" et est rapidement mis en confiance par le côté sain de la machine.

Le moteur est largement assez puissant et émet un bruit feutré très agréable.
A l'inspection après ce premier vol, une importante fuite d'huile est constatée à l'arrière du moteur, par la plaque qui ferme le carter des arbres à cames. Un petit mail au constructeur qui reconnaît implicitement avoir peut-être oublié le joint de cette plaque. Démontage, nettoyage et remontage avec de la pâte à joint Loctite, cela devrai tenir.

Ce volumineux fuselage parti, mon atelier semble bien vide. Il est temps de penser au suivant. Un bel appareil attire mon attention dans une revue d’aviation. Le Tupolev ANT-25, c’est un avion de raid soviétique des années 30, construit dans un seul but : voler le plus loin possible sans escale. En 1937 il a volé de Moscou à San Francisco, en passant par le pôle, et sans pouvoir monter très haut car il n'était pas pressurisé.
Faible corde et grande envergure, c'était un grand motoplaneur ... encore un avion "spécial"

Soyons raisonnable, il me faut un avion "de tous les jours". Mon vieux Piper a bientôt huit ans de bons et loyaux services (et plus de 500L de carburant), il serait temps de le remplcer. Il y a longtemps que je trouve que le SIAI Marchetti SF-260 élégant. 1/3 est une bonne échelle, cela nous donne 2m78 d'envergure. Un seul kit existe à cette échelle, celui de chez Composite ARF ... 2.900 $.

Quand je vous disais qu'on y prend goût, au "scratch build" !

Contact : jean-baptiste@jivaro-models.org

 
 
 
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