Lorsque Serge Encaoua m'a parlé de son
petit planeur à propulsion solaire, je me suis empressé
de lui commander le plan afin d'avoir la liste des composants et accessoires
pour construire le mien. J'ai fait mon shopping sur le Net en suivant
les liens donnés dans la notice. En attendant que les différents
paquets me parviennent, j'ai tracé un modèle de dimensions
voisines mais avec ma touche personnelle.
Construction et premier essai d'un motoplaneur équipé
de cellules solaires, inspiré par un modèle conçu
par Serge Encaoua.
112 g en ordre de vol. Le moteur est alimenté seulement par
les cellules. Il faut donc du soleil pour faire tourner l'hélice.
Une petite batterie alimente la réception uniquement.
Planeur d'été...
Il faut effectivement une bonne exposition au soleil pour que ce
petit motoplaneur puisse être entraîné avec suffisamment
d'énergie, grâce aux cellules photovoltaïque placées
dans son aile. La période qui lui convient va d'avril à
septembre.
Serge Ancaoua diffuse le plan de son EZ Solar
Glider via son blog http://ezsolarglider.blogspot.fr/
Les liens vers tous les équipements nécessaires y
son listés.
Petite séance de vol sous un ciel un
peu voilé avec un planeur à énergie solaire.
Même en ce début avril, l'ensoleillement permet déjà
de faire de longs vols.
Une petite partie de l'équipement installé.
Tout y est micro : le contacteur, le récepteur 4 voies (qui
a été changé après les premiers vols),
le moteur Coreless et sa pignonnerie, ainsi que 3 servos. En arrière-plan,
les indispensables cellules solaires.
Le plan de l'EZ-Solar Glider est téléchargeable
au format PDF (673 ko).
Construction
des empennages
J'ai préféré dessiner ma propre machine
en tâchant de la rendre plus esthétique que celle de Serge,
en prenant le moins de poids possible. Les cellules recoupées
en deux imposent de garder certaines dimensions, comme la corde d'aile
par exemple.
Avant de se lancer dans une telle construction,
il faut choisir ses matériaux et garder à l'esprit
que chaque gramme en trop atténuera les performances du modèle.
Les baguettes ne sont pas achetées dans le commerce car elles
sont taillées dans du balsa trop lourd. Elles sont issues
d'une planche de balsa 2 mm. Voici ce qui sera utilisé pour
les empennages : 5,3 g.
Les empennages sont constitués d'un
croisillonnage léger. Il faut prendre soin de bien ajuster
chaque baguette car il est hors de question de boucher les trous
avec la colle. (Le plan est bien sûr protégé
par un film transparent pour éviter que la structure reste
collée dessus.)
Un petite goutte de cyano est placée
sur chaque jonction. L'ensemble est ensuite poncé sur le
chantier puis les bords d'attaque des gouvernes arrondis. Les gouvernes
sont biseautées d'un côté pour permettre le
débattement des gouvernes. Poids avant entoilage : 5,2 g
pour la profondeur et la dérive.
Le tube de queue conique, en carbone, est
issu d'une cane à pêche (le dernier brin avant le scion.
La partie conservée pèse 3,5 g pour 38 cm de long.
On doit pouvoir trouver encore mieux dans les boutiques de cerf-volants.
Des baquettes rigidifient le stab et accroissent
la surface de collage. (A coller après entoilage.)
Assemblage
du fuselage
L'ensemble motoréducteur est disponible
dans le commerce. C'est celui utilisé sur les micro-voltigeur
E-Flite. Les pattes de fixation ne sont pas utiles.
Le moteur est monté sur glissières,
c'est plus pratique. Prendre du balsa dur à ce niveau-là.
Le réducteur est placé assez
loin à l'intérieur du fuselage. Mise en place du second
flanc sur le couple central.
La partie arrière et le
dessous du fuselage sont coffrés fibres en travers pour plus
de rigidité.
Pour que le moteur puisse glisser librement
dans ses glissières, il ne doit pas butter sur la partie
intérieure du coffrage.
La partie avant du coffrage est poncée
en demi-lune sur sa face intérieure.
Le coffrage supérieur est mis en place.
Il n'est collé que sur l'avant. Vers l'arrière, il
est juste pointé car il faudra confectionner une trappe pour
accéder aux équipements.
L'aile sera tenue par une seule vis. J'ai
utilisé du contre-plaqué de peuplier pour découper
la platine. L'écrou noyé de 2 mm est en alu.
La zone de collage est accrue en collant des
portions de baguettes de chaque côté.
Collage de la platine à l'arrière
du fuselage, bien à l'horizontale.
Montage
de l'aile
L'aile n'est composée que
de quelques nervures et baguettes . Ces dernières ne sont
placées que côté intrados. Le saumon est évidé.
A l'avant, plusieurs épaisseurs permettront de mieux profiler
le tout.
A ce stade, la cellule pèse
30 g. Pour placer le servo d'ailerons, il va falloir tronçonner
les nervures centrales. Un doublage est donc placé à
ce niveau.
Mesure précise de l'emplacement du
servo puis tronçonnage des nervures. Il faut légèrement
découper le doublage pour laisser passer le servo.
Après découpe, une
autre pièce symétrique est collée de l'autre
côté, évidée si nécessaire pour
laisser passer le servo.
Coffrage dessus et dessous de
la partie centrale. L'emplacement pour la vis de fixation est marqué.
Le trou pour la vis de fixation est percé.
L'aile seule pèse 13,3 g.
Les 2 ailerons pèse 4,7 g.
Le stab pèse 3,6 g.
La dérive pèse 1,6 g.
Le fuselage sans sa poutre est à 8,9 g.
La poutre pèse 3,5 g.
A ce niveau, la cellule complète pèse 35,3
g.
Ca prend forme...
Mise
en couleurs
Une touche de couleur est ajoutée à
la peinture en bombe avant entoilage. Un voile suffit.
C'est plus joli comme ça, non ? Le
voile de peinture ajoute 2,7 g, c'est presque 8% du poids de la
cellule, donc il faut vraiment avoir la main légère.
Sans équipement ni entoilage, la cellule pèse 38 g.
La trappe supérieure du fuselage avait
juste été pointée à la cyano. Elle est
décollée en passant une lame de cutteur.
Un longeron supérieur est ajouté.
Pour cela, chaque nervure est délicatement percée
avec une lime que de rat, jusqu'à 1,5 mm de diamètre
Le longeron est d'une pièce. Il traverse
toutes les nervures et prend la courbe à l'emplanture.
Passage au centre de l'aile. le longeron est
légèrement courbé à ce niveau à
cause du dièdre.
Les saumons sont percés également
pour que le longeron y entre sur 2 à 3 mm.
Le longeron est rentré
dans les saumons puis immobilisé sur chaque zone de contact
à la cyano.
Tronçonnage
des cellules photovoltaïques
Les cellules photovoltaïques
de 125x125 mm sont achetées en Chine. Elles voyagent bien
protégées. Heureusement car elles sont extrêmement
fragiles. Il faut les manipuler le moins possible, et ne pas salir
ni même toucher la face bleue.
Elles sont immobilisées sur un chariot
coulissant afin d'être tronçonnées en deux avec
une mini-perceuse.
Le scotch papier permet de bien les tenir
sur le chariot. Faire tourner la ponceuse au plus vite, en se protégeant
absolument le nez avec un masque et les yeux avec des lunettes.
Les cellules sont très fragiles. Il faut procéder
avec grandes précautions, même une fois que la découpe
est effectuée.
Câblage
de l'électronique
Le contacteur électronique Pololu 0,5
g 3A est minuscule.
Sur la face opposée aux composants,
il faut réaliser un pont entre 2 points de soudure afin d'alimenter
le récepteur par une batterie indépendante.
Les câbles du moteur sont soudés
directement sur le contacteur. Attention au sens de rotation, respecter
les couleurs.
Attention à bien choisir
les connecteurs compatibles avec le récepteur radio. Ils
sont minuscules.
Câblage de la prise permettant
de relier le contacteur au récepteur.
Mise en place des contacts dans la prise minuscule.
Le côté opposé est soudé sur le contacteur.
Le câblage de l'électronique
est terminé. La petit batterie ne sert qu'à alimenter
la réception. Le contacteur sur la voie des gaz fonctionne
en tout ou rien. (Il manque encore le servo d'ailerons.)
Installation
des cellules
Des petits plots autocollant ont
découpés dans de l'adhésif mousse double face.
Collés sur les longerons (avec une goutte de cyano supplémentaire)
ils sont destinés à recevoir les cellules.
Pour plaquer les cellules sans appuyer dessus
trop fort (sinon la casse est assurée), des cubes de mousse
sont placé provisoirement entre le papier de protection et
le longeron carbone.
Sur la face inférieure, les zones de contact sont étamées
en s'attardant le moins possible. Attention, la soudure pèse
très lourd.
L'aile nue puis avec ces cellule. Le poids
est multiplié par 3, et encore, il n'y a pas encore le câblage.
Les cellules sont soudées en série. Bien
respecter la polarité. Il faut mettre les plus courtes longueurs
de fil, et y aller doucement pour la soudure. Chaque gramme est
compté.
Les fils sont les plus courts possible car
ils pèsent lourd.
Les fils + et - ressortent à l'emplanture.
Un connecteur permet de les brancher sur le contacteur.
(Les fils sont beaucoup trop gros ici. Je les ai remplacés
peu après.
Attention à bien choisir son fil. Entre
du fil de cuivre fin gainé et du fil servo, la différence
est énorme.
Sur le contacteur, la prise 3 fils se raccorde
sur le récepteur. Celle avec 2 fils va se branche côté
aile. Et 3 g de plus ajoutés avec le poids des fils
et de la soudure.
Entoilage
J'ai utilisé du film de
plastification de 42,5 micron pour recouvrir toute la structure.
Au départ, le film est translucide. Il devient totalement
transparent après avoir été chauffé.
Il se pose comme un film d'entoilage classique.
On retire seulement à ce moment-là le papier et les
morceaux de mousse qui protégeaient les cellules.
On commence par tendre le film
en le collant tout autour, puis on le plaque sur les cellules. Ce
n'est qu'après qu'on cherche à le tendre, en faisant
attention à ne pas vriller l'aile.
On s'approche du but. La cellule entoilée et tout
l'équipement pèse environ 100 g.
Cône
d'hélice tourné
Pour améliorer le côté
esthétique et lutter contre la traînée, un cône
d'hélice a été confectionné à
partir d'un petit morceau de styro collé sur un disque en
contre-plaqué.
Un morceau de double face autocollant permet
de réunir l'ensemble. La vis et son écrou doivent
être bien serrés.
Dégrossissage au cutter afin de ne
pas faire trop de poussières.
L'ensemble monté dans le mandrin d'une
mini-perceuse est poncé délicatement pour obtenir
une belle forme conique, ajustée au diamètre de l'avant
du fuselage.
On termine avec un coup de papier verre fin
pour faire disparaître la moindre facette..
Si la forme convient, la rondelle et contre
plaqué peut être supprimée.
Voici un joli cône qui ne
pèse quasiment rien. Il reste à l'ajuster à
l'hélice repliable.
Attention à bien centrer le support
d'hélice sur le centre du cône.
Le moteur retrouve sa place une fois le fuselage
entoilé.
Une petite chute de bois est collée
dans la glissière pour qu'il ne puisse plus bouger.
Une fois taillé, le cône reçoit
une couche de peinture non styrophage de la même couleur que
le fuselage. L'hélice est vissée sur l'axe fileté
du réducteur.
Le cône est glissé en force sur le porte-hélice.
Installation
radio
Un ressort en forme de U est confectionné
en corde à piano de 0,3 mm. Une extrémité est
plantée dans la partie fixe de l'empennage, l'autre dans
la gouverne.
Naturellement, la gouverne veut
se plaquer. Un fil raccordé au servo tirera dessus pour obtenir
les débattements souhaités.
Le passage pour les câbles de profondeur
et direction sont creusés de chaque côté du
fuselage avec un morceau de corde à piano. Des petits morceaux
de gaine plastique sont glissés sur le fil de lin avant de
le mettre en place. Ils seront collés pour guider le fil.
Le guignol est en carte plastique.
Le fil est ajouté pour tirer sur la commande. Il est noué
et immobilisé avec une goutte de cyano.
Les commandes de profondeur fonctionne
en tension. Le ressort travaille à l'opposé. Des cordes
à piano fines sont reliées au servo d'ailerons.
Des baïonnettes côté servo,
et des retenues en plastique pour la corde à piano coudée
côté aileron.
Tout l'équipement est placé le plus en avant
possible afin d'obtenir un centrage sans plomb. Derrière
le moteur réducté se trouvent l'unique éléments
Lipo 220 mAh et le contacteur moteur. Suivent les servos de profondeur
et direction avec commande par câble simple, et le récepteur
plaqué contre un flanc.
Sous
le soleil, exactement...
L'aile est démontable. Prévoyez
des housses pour ne pas risquer d'endommager l'entoilage ou les
cellules.
Il faut un bon ensoleillement pour obtenir
assez de puissance pour voler. Ca fonctionne bien entre avril et
septembre dans nos contrées.
Eviter le vent, bien sûr car le modèle
très léger y est très sensible.
La petite hélice se replie dès
que le moteur est coupé. Malgré le faible allongement,
il est facile d'enrouler la pompe de passage.
Le nez du planeur est très long afin
d'obtenir un centrage sans plomb.
Si l'ensoleillement est suffisant, l'EZ Solar
Glider peut rester très longtemps en l'air. C'est uniquement
la petite batterie alimentant la réception qui détermine
la durée du vol.
