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27 juillet 2006
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PITCAIRN PA22

Le vol électrique autrement
Présentation :
Norbert Mosson

L’autogire… l’avion-hélicoptère me disait un petit garçon de 8 ans l’autre jour n’est ni un avion, ni un hélicoptère. Aujourd’hui survivant principalement sous forme d’ULM, le développement de l’autogire s’est ralenti avec la mort de son inventeur, Juan De La Cierva fin 1936, avant d’être pratiquement abandonné au cours de la Deuxième Guerre mondiale au profit de l’hélicoptère.

Nom : Pitcairn PA22 “Cabin”
Marque : Autogiro Company of Arizona

Diamètre rotor : 122,6 cm
Corde des pales : 51 mm
Profil des pales : Clark Y
Longueur : 90 cm
Hauteur : 54 cm
Masse: 1810 g (la notice prévoit entre 1680 g et 2240 g) dont 515 g d’accus
Moteur : Twister 19 et contrôleur Flash 40K3
Hélice : CamProp 14”x6”
Accus : 8 éléments Ni-MH 3300 mA GP ou Sanyo
Servos : 3 fois Hitec HS 85MG
Autonomie : 7 à 8 minutes
Prix indicatif : 250 $ plus port et frais de douanes

Un petit artisan outre-Atlantique s’est attaqué à l’immense tâche de faire ressurgir du passé l’âge d’or de l’autogire en réduction. Autogiro Company of Arizona propose aujourd’hui entre autres deux magnifiques kits d’autogire : l’énorme maquette du Kellett YG1B (1935) et une plus petite semi-maquette du Pitcairn PA22 (1934). C’est ce dernier modèle, en version électrique, que je me propose de vous faire découvrir.


Le modèle est une semi-maquette du Pitcairn PA22 construit en 1934.

J’ai commandé mon kit directement au USA par téléphone car il n’est malheureusement pas distribué en France. Cela va peut-être évoluer car ce kit est maintenant au catalogue de AKMod. Je reçois mon kit après m’être fait un peu arnaquer par les douanes françaises qui ont considéré ce kit comme “matériel aéronautique”, et m’ont même fait payer la TVA sur les frais de port ! Enfin, je déballe quand même la boîte (très bien protégée) et vérifie le contenu composé de planches de balsa et contre-plaqué de très bonne qualité, découpées au laser, de baguettes, d’accastillage et du plan avec la documentation associée. Le kit reçu est la version Deluxe électrique, il reste à approvisionner le groupe de propulsion, la radio, la colle, l’entoilage et la peinture. A noter que deux autres versions du kit existent, la version Deluxe thermique et la version de base. Si je peux donner un conseil, c’est d’acheter la version de base et de se fournir en Europe pour l’accastillage, cela vous évitera certains déboires comme trouver des clefs Allen ou des écrous au standard US… J’ai testé pour vous !


Le fuselage en cours de construction.
Les pièces en balsa et contre-plaqué sont découpées au laser. Quelques modifications ont été apportées sur l'avant.

On devine le moteur Twister 19 fixé contre la cloison pare-feu. Aucun problème de place pour le loger mais il faut quand même penser à l'aérer.

Le fuselage
La construction est classique, mais ne s’adresse absolument pas à un débutant. Il vaut mieux avoir déjà pratiqué la construction, ce qui est de plus en plus rare à l’ère du “ready to fly”. Le fuselage se monte sur une planche bien plate (contre-plaqué okoumé 19 mm ou plaque de Styro recoupée au fil chaud. Surtout pas de l’agglo, il est très difficile d’y planter des épingles). Le gabarit inclus dans le plan est positionné sur le chantier, protégé par un plastique transparent, puis au boulot. Le manuel de montage est très bien fait, mais il faut lire un minimum l’anglais pour ne pas rater une étape. J’ai tout collé à la polyuréthane, mais on peut aussi utiliser d’autres colles.
J’ai cependant apporté quelques modifications au fuselage:
- La cloison pare-feu a été supprimée et remplacée juste par un couple balsa. La raison est simple : le moteur que j’ai installé est un LRK Twister de Electronic Model monté par-devant alors que le kit est basé sur un Hacker B50 réducté maintenu devant et derrière.
- Le support en balsa des accus est remplacé par un plancher plus long en peuplier (ajouré).
- L’installation des accus se fait par la cabine et non par le nez au travers du disque de l’hélice (question de sécurité).
- Le coffrage contre-plaqué de l’avant a été allégé et une trappe démontable ajoutée au-dessus du moteur ainsi qu’une écope de refroidissement du contrôleur du moteur.
- Les vitres latérales n’ont pas été installées (évacuation de l’air de refroidissement).
- Le train d’atterrissage est remplacé par un train en corde à piano 4 mm moins rigide et vissé uniquement au niveau de la partie inférieure du fuselage en contre-plaqué à l’aide de cavaliers en nylon.


L'ouverture frontale permet d'accéder à la batterie. Le moteur est ici simplement fixé par l'avant alors que le kit possède à l'origine deux cloisons.

Les servos sont peu accessibles. Il faut les mettre en place pendant la construction.
Les servos conseillés sont des HS 85MG.

Radio et moteur
La radio et le groupe moteur sont à installer au cours de la construction du fuselage. J’ai utilisé les servos conseillés par le fabricant, des Hitec HS 85MG. Le récepteur est collé au scotch double face sur le plancher, en dessous des servos, et l’antenne court dans le fuselage et sort aux environs de la roulette de queue.


Les empennages prendront place après entoilage. On voit ici le support du rotor qui est amovible.

Les autogires sont des machines que l'on croise rarement, que ce soit sur un terrain d'aviation grandeur ou en modèle réduit.

Pour la propulsion, vous avez le choix, sachant qu’il faut développer au moins une traction statique de 1,4 kg force, ce qui correspond à environ 260 Watts au départ de la batterie. J’ai finalement opté pour un Twister 19 de Electronic Model alimenté par 8 éléments GP 3300, entraînant une énorme hélice 14”x6” CamProp. Les premiers essais en vol avaient été réalisés avec un Twister 09 associé à une hélice 12”x4” CamProp, mais la traction était un peu juste en fin de pack. Le Twister 19 permet grâce à son Kv plus faible de tourner une hélice plus grande avec un bien meilleur rendement, et le surpoids de 30 g par rapport à son petit frère est largement compensé par une augmentation de traction de 15% pour une consommation moindre du moteur. Le contrôleur est un Flash 40 A de Electronic Model. Je conseille cependant d’installer plutôt un contrôleur 60 A ou plus, ce qui permettrait d’éviter l’écope de capot supplémentaire et garder une ligne plus pure du modèle.


Les vitrages latéraux n'ont pas été installés afin de faciliter la circulation de l'air autour de la motorisation.

La tête de rotor. La pièce noire sert à lancer le rotor avec une perceuse sans fil afin de lui donner la vitesse permettant l'envol.

Le rotor
Les pales sont construites tel que décrit dans le manuel, avec une corde à piano servant de bord d’attaque (collée à la PU), puis finition du bord de fuite des pales et ajout des renforts d’emplanture en contre-plaqué. Les perçages de pied sont agrandis à 4 mm (au lieu de 3,175 mm). Par contre, la procédure d’équilibrage du rotor que j’ai utilisé diffère quelque peu du manuel : L’équilibrage des pales, avant marouflage, se résume à positionner le centre de gravité de chaque pale à la même distance du perçage de pied (tolérance maxi 0,5 mm entre deux pales) à l’aide de plomb (fourni) collé en bout, puis à les lester au niveau de leur centre de gravité toujours avec du plomb pour qu’elles aient la même masse (tolérance 0,1 g entre deux pales). Ensuite on maroufle (j’ai choisi de l’Oratex couleur argent) et on re-vérifie la position relative des CG des pales et les masses relatives. Si nécessaire, ajuster l’équilibrage avec des bandes de scotch pour revenir aux même tolérances qu’avant entoilage. Le support des pales est une simple plaque de fibre de verre montée sur un réducteur Master Airscrew qui sera vissé sur le haut du pylône après centrage du modèle, à la fin de la construction.
J’ai aussi ajouté sur le rotor un raccord 6 pans pour prélancer à l’aide d’une perceuse sans fil, ce qui est pratiquement indispensable les jours avec peu de vent.


Une large écope a été ajoutée sur le dessus du fuselage.

Sur cet autogire, l'inclinaison latérale du rotor est pilotée. Il s'agit donc d'un 3 axes.

Centrage
Le fuselage doit être complètement terminé, entoilé et peint avant les opérations de centrage, de même que le rotor. Batterie installée, le fuselage équipé est suspendu par le haut du pylône. On déplace le point de suspente pour obtenir une attitude piqueur identique à celle du plan. Ce point est alors noté et le réducteur Master Airscrew doit être boulonné sur le pylône de façon que l’axe de rotation du rotor passe par le point de centrage précédemment repéré.
Opérations préliminaires au premier vol
- Mettre de la Loctite ou équivalent pour sécuriser toute la visserie du rotor et la fixation du moteur.
- Vérifier le bon équilibrage de l’hélice.
- Vérifier que le rotor tourne librement et faire des essais d’autorotation pour bien comprendre le fonctionnement et les réactions de ce rotor. Il ne doit pas y avoir de vibration excessive, sinon revoir l’équilibrage.
- Vérifier le sens et les débattements des gouvernes de fuselage.
- Vérifier que 100% du débattement du servo de roulis correspond à 100% du débattement voulu du rotor pour optimiser l’utilisation de la puissance du servo (ne pas faire le réglage au niveau de l’émetteur) et vérifier le sens (manche à gauche, le rotor doit s’incliner à gauche).
- Vérifier à l’aide d’un dynamomètre la traction statique disponible.


Les pales doivent être équilibrée avec le plus grand soin.
Elles sont montées libres et peuvent être repliées vers l'arrière pour faciliter le transport.

Le rotor entraîné par le vent relatif assure la portance. Le pilotage d'un tel appareil est particulier puisqu'on gère l'altitude au moteur et la vitesse avec la commande de profondeur.

En vol
La mise en l’air de l’autogire peut se faire par lancer ou par un décollage du sol. Le lancer permet de sentir la machine déjà en vol avant de la lâcher, mais vu la masse de l’engin, je préfère le décollage du sol. Il est préférable de pratiquer avec une brise de 5 à 10 km/h avant d’attaquer les vols par forts vents ou sans vent. Pour un lancer, il faut tenir le modèle sous un angle de 45° bien face au vent, lancer le rotor à la main dans le bon sens, marcher contre le vent jusqu’à ce que le rotor soit à pleine autorotation. C’est facile à reconnaître car il accélère tout d’un coup et la portance se fait alors bien sentir. Vous pouvez alors mettre le modèle horizontal, moteur plein pot et le lâcher sous une pente montante d’environ 10°. S’il bascule brusquement à gauche, c’est que le rotor n’est pas à pleine autorotation (crash assuré). S’il dévie à droite ou à gauche, il faut régler le trim en roulis pour contrer le couple moteur. S’il monte trop raide, il faut pousser un peu ou réduire les gaz pour modérer la pente de montée à 30° au maximum. Le décollage du sol implique une patience de moine : ne jamais décoller sans avoir la certitude que le rotor est en régime d’autorotation établi. La meilleure façon est de prélancer le rotor à l’aide d’une perceuse sans fil à environ 1100 tr/min, l’autogire étant bien face au vent. Une fois le rotor prélancé, mettre environ mi-gaz, bien garder l’axe à la dérive et lorsque l’autogire décolle après quelques mètres, augmenter progressivement jusqu’à pleins gaz. Durant toute cette phase, la profondeur reste au neutre. Si vous n’avez pas de moyen de prélancement du rotor, il faut initier la rotation à la main, et rouler lentement dans l’axe du vent jusqu’à l’obtention de la vitesse d’autorotation du rotor. Ne jamais mettre pleins gaz avant que la machine n’ait quitté le sol.
En l’air, c’est simple, c’est comme un avion sauf que l’on pilote la vitesse avec le tangage et l’altitude aux gaz. La plus grosse difficulté est l’orientation car il n’y a pas d’aile. Un truc consiste à bien regarder la position des roues et à ne pas trop s’éloigner. Si vous êtes désorienté, un seul remède : mettre le modèle à plat, mi-gaz, et réfléchir calmement pour savoir où il va. Le mieux est d’avoir au début un autre pilote à ses côtés qui peut aider à la visualisation. Les variations brutales des gaz sont à proscrire, il faut piloter en douceur. Avec un peu d’entraînement, les passages bas à vitesse quasi nulle sont un régal. Les virages se passent bien mais il faut piloter 3 axes et soutenir à la profondeur. Il faut éviter les inclinaisons supérieures à 30° et toujours avoir à l’esprit que le rotor est un énorme gyroscope qui ne se déplace que lentement et qui nécessite une anticipation sur la commande de roulis. Le comportement au vent est très bon jusqu’à 50 km/h, mais un vent en rafale ou des turbulences peuvent rendre le contrôle en roulis difficile à cause de l’inertie du rotor.
L’atterrissage normal se fait avec au moins un tiers de gaz sous une pente d’approche d’environ 30°, bien face au vent. La pente se gère avec les gaz, tangage au neutre. L’arrondi se gère simultanément avec une augmentation des gaz et en cabrant l’autogire d’assez haut. Dès que les roues ont touché le sol, couper les gaz et tangage à plein piquer. Tant que le rotor tourne, ne pas lâcher les commandes, la machine est encore en configuration de vol bien que moteur coupé et autogire au sol.
L’atterrissage vertical ou moteur coupé demande un peu d’expérience si on veut qu’il soit correct, surtout sans vent, bien que l’autogire supporte par lui-même une arrivée verticale non ralentie sans dommage.

On voit ici le support du rotor désolidarisé du fuselage.
Quatre vis nylon servent à le tenir en place.

En conclusion
C’est un modèle qui m’a donné énormément de plaisir à la construction et qui est parfaitement au point. De plus, il est pour le moins inhabituel en France et son aspect en vol est très particulier. Malgré sa taille, cet autogire est assez trapu et rentre sans problème dans n’importe quel coffre de voiture. Un grand bravo à Steve Tilson, son créateur, même s’il est dommage que les produits de cet artisan soient peu présents en Europe.


L'atterrissage peut se faire à vitesse presque nulle.

Sites internet méritant le détour :
http://www.autogyro.com
http://www.autogyro-rc.com

Contact : norbert.mosson@jivaro-models.org

 
 
 
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