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Sujet ajouté le
17 avril 2021
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Micro-Solar, avion à motorisation solaire

Micro-Solar

Un avion solaire économique

Texte et photos : laurent@jivaro-models.org

Le Micro Solar est conçu pour permettre à chacun de réaliser à moindre coût un petit avion capable de décoller du sol et de voler à l'énergie solaire seule, en utilisant des composants du commerce.
Les cellules solaires découpées se trouvent facilement sur Internet maintenant.

Vidéo du premier décollage le 30 mars 2021. L'ensoleillement était déjà suffisant pour décoller du sol.

La conception


Une construction classique en balsa avec un tube de carbone pour la partie arrière du fuselage. Le montage dure une petite journée.
Un profil creux ''maison'' qui assure une bonne portance, et de façon surprenante une assez bonne pénétration.
Un empennage porteur pour faciliter le centrage
Deux voies : direction et profondeur.

Le modèle est apte à voler dans un vent modéré (10-15 km/h). On peut voler et décoller d'une piste en dur depuis le mois d’avril jusqu'à septembre en région parisienne.

Micro-Solar, le plan
Le plan du Micro-Solar est téléchargeable en PDF. L'avion est tout petit, il tient sur un format A3.
(Clic droit sur l'image, puis "enregistrer la cible du lien sous...", ou bien l'ouvrir dans le navigateur.

Caractéristiques générales

Envergure : 540 mm
Corde : 100 mm
Surface aile : 5,2 dm²
Masse : 60 g
Charge alaire : environ 10 g/dm²
Profil : creux 10% « maison »
Générateur solaire : 8 cellules Sun Power 40x125 mm
Moteur et hélice : Coreless 7x16 mm réducté ¼

Contacteur : Switch RC POLOLU réf. 2803 (1 g) pour la commande moteur
Servos : 2 microservos 1,7 g pour direction et profondeur
Micro récepteur 2 g
Accus réception : 1S 200 mAh 4 g


Construction

Elle est assez simple, je ne donnerai ici que les grands principes.

Le montage des cellules :
Les cellules sont assez fragiles et doivent se manipuler avec précaution. Néanmoins, même si elles sont un peu pliées, elles continuent à assurer leur fonction, grâce au réseau de fils sur la face interne.
Les cellules sont câblées en série, avec du ruban métallique plat, en prenant soin de mettre le moins possible de soudure en épaisseur.
La sortie des fils se fait au centre de l'aile.
Elles sont ensuite fixées sur l'aile avec du film de lamination 43 microns à plat.
Les nervures de l'aile sont collées seulement après, pour donner la cambrure, et fixer le longeron qui donne le dièdre.

Placement des cellules sur l'aile Soudures des cellules
Mise place des cellules avant câblage.   Mettre le minimum de soudure en épaisseur.
8 cellules Sun Power 40x125 mm Intrados de l'aile
Après pose du film de lamination, on colle les nervures et le longeron. Par la suite un seul longeron a été mis. Vous pouvez admirez mes chaussures !

Le fuselage

On commence par construire la partie avant en balsa, puis on fixe le tube carbone en veillant au bon alignement.
Le motoréducteur est simplement fixé par un peu de colle sur C1.
L'aile est collée sur les flancs du fuselage.
Le train est en corde à piano à plier, il est recommandé de mettre les pantalons de train, cela diminue la traînée et on le sent en vol. Des jambes en carbone ont été utilisées au début, mais elles cassaient à l'atterrissage.
Les commandes des gouvernes de profondeur et direction sont faites en fil de Dacron, et passent dans l'ouverture arrière du tube carbone. Elles sont courbées pour atteindre les guignols, mais le fil coulisse sans frottement.
Les empennages sont en balsa 10/10 léger.
Les gouvernes sont articulées par du film de lamination dessus-dessous.

Empennages Commandes par câble aller-retour
Commandes par fil Dacron aller-retour sortant du tube par une fente
Train d'atterrissage Vue de dessous
Le train a été modifié par une version en corde à piano 5/10 plus souple.

Installation électrique

La commande du moteur est un simple switch électronique, qui permet d'alimenter directement le moteur. Le site POLOLU indique comment réaliser le câblage. Le récepteur est alimenté indépendamment par un accu 1S 200 mAh pour assurer la sécurité.
La pièce de jonction des axes pignons sur le moteur est fragile et doit être renforcée par du fil Dacron+cyano.
Pour info, des essais avec un variateur intégré (ou non) au récepteur ont été faits, avec un condensateur : Il y a des coupures d'alimentation du récepteur, donc cette solution a été abandonnée.
Le générateur solaire doit donner une tension de 4 volts environ, et le courant atteint 1,2 A dès début avril en région parisienne, sans nuages.
Pour les premiers essais en vol, le générateur solaire peut être remplacé par un accu 1S 200 mAh.

Clés d'ailes Equipement radio
Après pose du film de lamination, on colle les nervures et le longeron. Par la suite un seul longeron a été mis. Il n'y a pas de nervures à l'emplanture car l'aile est collée directement sur le fuselage.

Avant assemblage Cellules photovoltaïques
Lors du collage de l'aile sur le fuselage, s'assurer de la parfaite géométrique du modèle.

Micro-Solar à côté de la radio
Vue générale qui donne une idée de la taille du Micro-Solar.

Réglages, vols

Respectez la position du centre de gravité. Pour ce faire, déplacez l'accu de réception.
Les débattements sont de +/- 20° sur la profondeur +/- 40° sur la direction, L'appareil est assez réactif aux commandes, mais avec l'inertie des cellules, il faut un peu anticiper en virage.

2 axes Avion solaire au soleil
Le dièdre est important, l'avion est piloté en 2 axes, profondeur/direction.

Les conditions de vol sont remplies en pratique dès avril à partir de 11h00 du matin jusqu'à 13h00 heure solaire, et dès le mois de mai à partir de 10h00 jusqu'à 14h00.
Après expérimentation, l'appareil se révèle assez agréable à piloter, il faut jouer avec l'orientation du soleil pendant la montée initiale. Une fois dépassé l'altitude de 15 mètres, on peut le diriger sans contrainte.

Le Micro-Solar en vol Micro-Solar sous le soleil
Le Micro-Solar est capable de décoller en roulant, sans autre énergie que celle du soleil.

Décollage très facile en moins de 3 mètres sur une piste en dur. J'ai tenté un décollage sur une piste en herbe sans succès. Un tapis de sol pourrait peut-être convenir...
La vitesse de montée reste assez confortable.
Par contre, il est réservé aux jours de vent modéré, sans trop de turbulences.
Il est assez fin, moteur coupé il descend sous une faible pente.

Prêt à s'envoler Avion à énergie solaire
Je vous souhaite de bons vols et beaucoup de plaisir.

Contact : Serge Encaoua

Micro-Solar de Serge Encaoua
 
 
 
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