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24 mai 2019
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Micro-Cap 20

Voltigeur compact

Présentation : Sébastien Giard

Les magazines de modélisme d'il y a 30 ou 40 ans regorgeaient de plans et de réalisations plus impressionnantes les unes que les autres. Aujourd'hui, la mode est plus tournée vers les mousses et les Plug'N'Fly ; l'électronique accessible, l'EPP et la production à bas coût sont passés par là. A cela, il faudrait ajouter que nous avons, pour la plupart d'entre nous, de moins en moins de temps... Toutefois, construire rapidement, sans trop de matériel ni d'expérience est de plus en plus accessible, grâce à l'électrique et la miniaturisation de l'électronique. Ce qui rend possible de nouveaux projets dans notre loisir si passionnant.
C'est ce que je me propose de vous démontrer par ce plan...

1 semaine de construction (NDLR : hors période de confinement...), tout bois, 55 cm d'envergure, 120 g, le tout en semi-maquette, avec les qualités de vol d'un trainer passant toute la voltige de base. Vous signez ?

Caractéristiques techniques

Envergure : 55 cm
Longueur : 44 cm
Surface alaire : 5 dm²
Voies : Profondeur, Ailerons, Dérive, Gaz
Masse prêt à voler : 110 g
Charge alaire : 22,5 g/dm²
Centre de gravité : 30% de la corde
 

Equipements :

Moteur : C1811 2900kV
Hélice : GWS EP 6x3
ESC : Turnigy 6A
Batterie : Turnigy 2S 300mAh 20C
Servos : Turnigy D5010MG

En ce qui me concerne, j’ai commencé avec un Micro-Spacewalker de 55 cm, 115 g avec ailerons et dérive : les dimensions venaient d'un vieux plan RCM dessiné par Laurent Berlivet, qu'on peut télécharger sur ce site (au passage : merci Laurent).
Néanmoins, sa version était conçue pour un moteur thermique Cox 0,16 cc et 2 axes. J'ai donc allégé le tout en m'inspirant des conversions RC des kits Guillows que l'on trouve sur RC-Groups. Le Spacewalker vole à merveille : un vrai trainer passant toute la voltige 1er cycle.
Les machines de voltige m'attirant, j'ai repris les mêmes dimensions, électronique et structure pour ce Cap 20. Il est sorti, prêt à voler, en 4 jours.

Cap 20 - plan fuselage

Le plan du Micro Cap 20 est téléchargeable au format PDF. Il est dessiné sur 2 feuilles A3.
Ci-dessus, la planche avec le fuselage pèse 200 ko.

Cap 20 - Plan aile

Ci-dessus, la planche pour l'aile pèse 200 ko.

Pourquoi des machines si petites ?

Parce que c'est le moyen de se faire plaisir rapidement ! Ces machines sont en effet :
- Faciles à concevoir : on peut imaginer tout type de machine, se faire son plan en 2h et débuter la construction.
- Faciles à réaliser : quelques jours suffisent pour les assembler et on a la satisfaction d'avoir construit son avion. Peu de matériel est nécessaire et pas besoin d'atelier surdimensionné. Toutes les découpes et ajustements sont faits avec un simple cutter.
- Facile à faire voler : contrairement aux idées reçues, ce genre de micro-modèles vole très bien, si les quelques règles que je liste à la fin de l'article sont respectées. On peut le faire voler dans un espace très réduit et faire progresser son pilotage, comme avec un avion beaucoup plus gros, stressant, encombrant et cher.
- Facile à réparer : la grande majorité des crashs se solderont par quelques gouttes de cyano et, au pire, par un entoilage à refaire. Il y a d'autant moins de casse que le modèle est très léger et vole lentement (donc peu d'inertie).
Le but de cet article est, certes, de vous décrire la construction et le vol du Cap 20, mais surtout de vous donner les bases qui vous permettront de concevoir votre propre machine en évitant les erreurs que j'ai pu commettre.

Les ailes

Avant de commencer, rappelez-vous que le bois doit être bien sélectionné : par défaut, tout le bois est choisi en qualité « Plume », sauf les longerons et bords d'attaque. La construction est simple mais demande un peu de précision : à cette échelle, un millimètre est important ! La bonne nouvelle est que, en cas d'erreur ou de vrillage, un coup de cutter et on recommence.

Assemblage des panneaux droite et gauche de l'aile.
Les clés d'ailes sont en contre-plaqué fin.

Tous les collages se feront à la cyano. Pas besoin d'aiguilles pour mettre en place les éléments sur le chantier : tout se monte "en l'air".
Commencez par découper toutes les pièces principales (nervures, longerons, clé d'aile) et collez en respectant bien la géométrie. Procédez ensuite au collage de la clé d'aile en faisant très attention à la géométrie : collez-la d'abord sur une des demi-ailes après avoir bien vérifié qu'elle était verticale et avec le bon dièdre. On peut ensuite coller l'autre demi-aile, en faisant tout autant attention. Dans le cas contraire, l'aile sera vrillée. Encore une fois, pas de souci dans ce cas : on coupe et on recommence. Il faut encore coffrer la partie centrale, coller le bord d'attaque et le bord de fuite. Il faut mettre en place une sorte de boîte qui répartira les efforts du train d'atterrissage sur le longeron. Pour peaufiner le tout, il faudra sûrement rabouter un bout de bord d'attaque par-ci et couper une nervure un peu plus longue que les autres par-là, mais rien d'insurmontable.

Les bords de fuite sont en planche de balsa.
Le servo d'ailerons placé au centre de l'aile actionne des barres de torsion.
Passage du train d'atterrissage avec ses renforts qui doivent rester légers.

A ce stade, l'aile reste assez flexible mais l'entoilage renforcera le tout. Vous remarquerez que je n'ai pas installé d'âmes entre les longerons supérieur et inférieur : c'est superflu et la rigidité est tout à fait satisfaisante après entoilage.

Le fuselage

Le fuselage est une "caisse à voler" en balsa 10/10, avec des baguettes pour arrondir les angles. Pensez à mettre en place les gaines de commande profondeur/dérive avant le coffrage et à en assurer la rigidité avec des baguettes collées en travers du fuselage.

Assemblage du fuselage. Demi-couples pour la partie supérieure et baguettes pour la partie basse.
Les commandes en gaine souple doivent être passées avant coffrage.

L'assise de l'aile est renforcée avec du contre-plaqué 4/10. Pour éviter de démonter l'aile entre chaque vol pour remplacer la batterie, j'ai découpé une trappe sous le fuselage, verrouillée par une corde à piano qui coulisse. Après l’entoilage, on mettra en place les tiges carbone 2 mm pour les élastiques qui maintiennent les ailes sur le fuselage. Une variante plus esthétique consiste à remplacer les élastiques par des vis mais les élastiques sont bien pratiques pour encaisser un choc à l'atterrissage.

Les coffrages supérieurs sont en balsa tendre roulé sur les couples.

Empennages

Les empennages sont faits de baguettes d'épaisseur 20/10 taillées à la bonne longueur.
Pour la baguette qui lient les deux gouvernes de profondeur, prenez une âme en balsa 10/10 sur laquelle vous contre-collerez deux plats de contre-plaqué 4/10 pour rigidifier. Les charnières de commandes sont simplement faites de plastique d'emballage.

Installation radio et commandes

Tous les servos sont de la gamme des 5 g. J'ai sélectionné des servos digitaux et métal mais des plus économiques iront tout aussi bien. Pour les ailerons, le servo est placé verticalement (invisible quand l'aile est en place) et la barre de torsion se fait simplement avec deux cordes à piano reliées avec de la gaine thermorétractable de faible diamètre, collée à la cyano, après avoir bien limé les cordes à piano pour faciliter l'adhérence. Les servos de profondeur et de dérive sont collés sur les flancs du fuselage avec un renfort de contre-plaqué 4/10 pour répartir les efforts.
Pour les commandes, j'utilise la gaine de 1 mm de diamètre intérieur. A l'intérieur, je fais passer une corde à piano. Quand vous mettrez en forme les baïonnettes pour connecter aux guignols, attention à bien respecter les 90 degrés lors du pliage pour ne pas que la torsion de la corde à piano force sur les guignols, ce qui tordrait les empennages. Les guignols sont fait a partir d'une planche de carbone mais une vieille carte de crédit fait aussi bien l'affaire.

Les servos de profondeur et direction sont collés contre les flancs.

Installation moteur


Rien d'original : un brushless C1811 2900 kV et une hélice GWS EP 6"x3" ; un ESC 6A et une batterie 300 mAh 2S.

On pourra également prendre un C1811 2300 kV pour tourner une 5.5"x4.3". Une batterie plus grosse est possible, mais attention de ne pas dépasser les 120/125 g prêt à voler.

Mettez un bon angle piqueur, sinon les variations de puissance induiront une variation d'assiette désagréable. La batterie est fixée sur une plaquette avec un élastique. On fixe cette plaquette au fuselage avec un scratch.

Le moteur est un brushless C1811 2900 kV.

Entoilage

J'utilise la méthode "papier Japon" que Franck Aguerre emploie sur ses Crobe, que j'ai revue avec ce que j'ai pu lire sur RC-Groups. Commencez par découper des lés de papier Japon, en travaillant plan par plan (pour les ailes couper un seul et même lé pour intrados et extrados d'une demi-aile). Vous devez avoir préparé une planche avec toute une batterie de clous de chaque côté pour y fixer les élastiques qui maintiendront la structure pendant le séchage.

La cellule est ici entoilée au papier Japon.

Préparez un mélange de 25% colle à bois (colle blanche) et 75% de produit à laver les carrelages; attention à prendre un produit de couleur claire (le mien était violet et a laissé des traces sur le papier). Et appliquez sur les surfaces de la structure qui seront en contact avec le papier. Posez le papier (sec) sur les surfaces; les plis ne sont pas très graves car tout se retendra. Posez la structure sur la planche et maintenez le tout avec toute une batterie d'élastiques. Pour ne pas que le papier ne touche la planche, intercalez des petites baguettes découpées en 10/10. Mettez 2 mm de plus sur le bord de fuite du saumon pour créer un vrillage qui retardera le décrochage. Laissez sécher jusqu'à ce que tout soit bien sec. En cas de vrillage, pas de problème : humidifiez avec un pistolet et recalez sur la planche avec les bonnes corrections.

 
     
Sorties des commandes de profondeur et direction, et détail du patin.
 
L'accès à la batterie se fait par une trappe située sous l'avant du fuselage.

La verrière

C'est la partie la plus compliquée de la construction, en tout cas quand c'est la première fois qu'on s'y essaie (ce qui était mon cas). Il faut commencer par réaliser le moule de la verrière : un socle de balsa 40/10, deux ou trois couples sur lesquels on colle des lattes de balsa 20/10 qui formeront le moule. Il faut ensuite bien poncer pour qu'on ne sente plus au toucher les jonctions entre les lattes; sinon les irrégularités se verront sur la verrière. On peut aussi enduire de colle blanche épaisse à la sciure de balsa pour un meilleur fini.

La verrière est thermoformée sur une forme en bois.

Ensuite, il faut récupérer un emballage plastique (malheureusement, très facile à trouver de nos jours...), assez épais (~0,3 mm d'épaisseur) et au moins deux fois plus large que le socle de la verrière. On chauffe avec un sèche-cheveux (les mains bien protégées par des gants) jusqu'à ce que le plastique se ramollisse suffisamment. Et, très rapidement, on enfonce le plastique sur le moule puis on le replie sous le moule. Une fois refroidi, il n'y a plus qu'à démouler pour contempler son œuvre ! Après 2 ou 3 essais, le résultat est très convaincant.

Le vol


Débattements :

Profondeur : +/- 15 mm
Dérive : +/- 20 mm
Ailerons : +/- 5 mm

Avant le premier vol (et les suivants), bien vérifier le centrage, les débattements et la géométrie comme toujours, mais également le neutre (et le retour au neutre) des commandes. Le principal risque est que les ailes soient légèrement vrillées mais suffisamment pour entamer un roulis dès le lancer.
Le décollage s'effectue au choix en lançant ou depuis le sol. Si vous préférez lancer, trois conseils qui m'auraient évité quelques problèmes lors des premiers vols :
- mettez un peu de piqueur
- soyez prêt à réagir sur le manche de profondeur, donc la radio accrochée à une sangle
- lancez avec une pièce amovible en T en balsa sous l'aile au niveau du centre de gravité, tenue par les élastiques : le lancer sera beaucoup plus facile et fiable

Ce petit Cap 20 peut décoller du sol sur une piste bien lisse.
Ce Cap 20 est bien un petit voltigeur.

Le vol est très agréable, même s'il peut dérouter au début par le manque d'inertie. On peut alterner les passages à assez haute vitesse et des passages lents, ou on pourrait presque marcher à côté. Le Cap 20 est plus remuant que le Spacewalker, surtout au niveau de la profondeur. Avec ma configuration et selon le style de vol, le vol dure ~5 minutes. La voltige 1er cycle passe très bien, d'autant mieux avec une cellule sans aucun vrillage. Les hippodromes en vol dos sont très faciles.

Pour aller plus loin

Cette taille et ces équipements rendent beaucoup de projets possibles : un warbird traité maquette train rentrant et volets, un biplan, un bimoteur, un micro-F3A, un jet turbine...
Il faudra néanmoins bien garder en tête les règles suivantes :
- Construire léger : en règle générale, on met toujours trop de colle et du bois trop lourd
- Viser une charge alaire de 20 g/dm² avec cette envergure. Je pense que les qualités de vol resteront très bonnes jusqu'à 25 g/dm²
- Les cordes ne seront pas trop petites pour garder un nombre de Reynolds acceptable (disons plus de 7 cm), surtout aux saumons
- Pas de vrillage incontrôlé (aile bien plate avec un petit vrillage sur le saumon)
- Garder un profil relativement plat à l'intrados pour faciliter l'entoilage
- Avoir une puissance suffisante, pour assurer un décollage sans souci

Décor à damier pour celui-ci. Envoyez-nous vos photos quand vous aurez réalisé le vôtre.

Conclusion

Vous l'aurez compris, je suis devenu fan de ces petites machines. Faciles à construire et à faire voler, elles permettent de se différentier des modèles en mousse et autres prêt-à-voler. Il est très satisfaisant de voir que tout ce tas de bois prend forme et vole comme on l'avait prévu !
Alors, à quand une rencontre de micro-maquettes ?
Si vous avez des questions, n'hésitez pas.

Contacter l'auteur : sebastien-giard@jivaro-models.org

 
 
 
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