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26 février 2017
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Stingray

Quand les raies s'envolent…

Présentation : Lutz Naekel

Même la visite d'un aquarium peut être source d'inspiration pour un constructeur d'avions modèles réduits… Lors d'un voyage en Australie, j'ai visité un parc aquatique dans les environs de Perth. L'attraction comporte une piscine d’eau de mer énorme qu’on peut traverser à travers un tube de verre. Outre les requins, j'ai été fasciné en particulier par les raies, bien plus élégantes, poussées par de doux "battements d'ailes" pour sillonner le bassin. Je me suis dit que ce qui fonctionnait si bien sous l'eau pourrait sans doute donner de très bons résultats en l’air...

Stingray en train de virevolter. On devine la très faible charge alaire.

Concepteur Raie volante
Vue de dessous   Réaliste
Raie mouchetée   Sur le côté
Cette raie Stingray est a réaliser avec quelques plaque de mousse extrudé. Sa surface d'aile énorme lui permet des évolutions lentes, tout en douceur, aussi bien en extérieur qu'en intérieur vu sa charge alaire vraiment ridicule.

Inspiration...

Rentré à la maison, l’idée a été oubliée jusqu’à ce que je tombe sur une raie volante présentée sur le forum américain "RC-Groups". Le collègue américain avait construit une partie de l’appareil en plaques d’EPP. Il mesurait environ 70 cm d’envergure et était contrôlé uniquement par des élevons. Le principe de conception m’a inspiré mais la description du vol et la vidéo présentée n’étaient pas très encourageantes : l’élégance d’une raie qui se déplace était totalement éclipsée, l’appareil semblait difficile à contrôler et volait aussi trop vite à mon goût. Mais de toute façon, je voulais me lancer. D’où la réflexion : Afin de piloter la chose correctement, il faut impérativement une commande sur l’axe de lacet. Les élevons sont en effet placés trop près de l’emplanture à cause de la forme de l’aile, ne permettant pas d’obtenir une réponse efficace et précie. Qu’est-ce qui pouvait être approprié comme gouvernail ? Le dard, bien sûr !
Mon modèle devrait également voler en intérieur et donc se déplacer lentement, il a donc fallu viser une faible charge alaire. L’objet devrait occuper un certain volume et peser le moins possible ; il fallait donc construire grand afin d’être bien visible, c’est ce qui plait au public.

La première Stingray

Caractéristiques techniques

Envergure : 106 cm
Longueur : 132 cm
Poids : 250 g
Charge alaire : 4 g/dm²
Radio : 4 voies, 3 servos de 6 g
Moteur : Dymond 2730
Li-Po : 350 mAh 3S

 

Pour la taille du modèle, je me suis orienté en fonction des plaques de Selitron, qui font 80 x 60 cm. Le Selitron est un matériau similaire au Depron, qui peut se plier. Et ce qui est encore mieux, c’est qu’il est plus léger d’environ 20%.
Les premiers essais de la Stingray ont été très réussis, il a juste a fallu quelques corrections pour la mise au point. Le «dard-gouvernail» est efficace et semble impressionnant. La réponse des élevons en roulis est, comme on pouvait s’y attendre, marginale. J'ai donc programmé la fonction aileron et le gouvernail de façon permanente avec un mixage couplé à 100%. Il est ainsi quasiment impossible de tourner un tonneau mais les boucles sont très serrées, même en salle.
Lors de sa première apparition publique, ma Stingray était accompagnée par une autre construite pour l’occasion, au salon de la maquette de Karlsruhe en 2012, dans le cadre du spectacle « Le monde marin ». Pour les pilotes comme pour les spectateurs, la démonstration de ces appareils volants était impressionnante, puisqu’une vingtaine d’espèces du monde sous-marin évoluait simultanément dans la salle. Le vif intérêt du public pour les raies m'a incité à élaborer un plan. Donc si vous voulez construire votre propre Stingray, procurez-vous du Selitron, téléchargez le plan et c’est parti !

Vidéo au salon de Karlsruhe 2012 : "le monde aquatique"

Plan sur une grande feuille
Le plan de la Stingray est téléchargeable (Format PDF, 520 ko).
Clic droit sur l'image, puis "enregistrer la cible du lien sous..."

Flan sur feuilles A4
Pour ceux qui ne disposent que d'une imprimante A4, ce fichier permet d'imprimer 18 feuilles à réunir.
(Format PDF, 600 ko.)

Pour rappel, cette mise à disposition gratuite des fichiers ne signifie aucunement que chacun, particulier ou professionnel, est libre d'exploiter financièrement, de quelque façon que ce soit, le travail de l'auteur.
Le plan ne peut donc pas être vendu, des kits ou même des short-kits ne peuvent pas non plus être commercialisés sans son accord.
En cas de demande particulière, contacter l'auteur :
Lutz Naekel

Merci également de ne pas diffuser ces plans sur des forums et autres sites sans en citer la source.
Les informations associées se trouvent sur cette page et seront utiles à toute personne intéressée.

En cas d'usurpation, toutes les mesures nécessaires seront prises pour obtenir une réquisition judiciaire de la part des autorités compétentes.


L'aile de la raie

Coupez avec une scie à chantourner à fil chaud – c’est encore mieux qu’avec un scalpel – les différents morceaux dans la plaque de Selitron. Si vous ne trouvez pas de Selitron, vous pouvez vous rabattre sur du Depron, mais il faudra être très prudent sur les parties qui devront être courbées. La Stingray est faite intégralement de matériau en 3 mm. Seuls les couples et le patin d'atterrissage sont en Selitron de 6 mm. Si vous n'en avez pas en stock dans cette épaisseur, inutile d’en acheter, il suffit de coller ensemble deux morceaux de 3 mm avec de la UHU Por.

Demi-aile Collage du longeron central
     
Cintrage du Depron Aile courbée
     
Renfort central

Dans l’aile, il faut pratiquer des incisions puis coller les longerons en plat carbone de 0,5 x 3 mm. Avant d’aller plus loin dans l’assemblage, il faut courber les bouts d'aile en les faisant glisser de façon répétée sur le bord d'un plan de travail. Ensuite, un plat de carbone 1 x 3 mm sert de poutre longitudinale entre les deux moitiés d'ailes. Sur la photo, le profilé ne court pas tout à fait jusqu’à l’extrémité de la queue. C'est parce que je n'avais qu'un morceau de cette longueur dans ma réserve, mais idéalement, il devrait mesurer toute la longueur.
Le renfort central en forme de croix découpé dans une plaque de fibre de verre mince (du contre-plaqué convient également) fait d’abord office de clé d’aile et permet de donner de la rigidité à l’ensemble...

Le corps de la bête

Les cloisons sont collées à l'avant aux endroits indiqués pour donner une courbure aux pièces formant le corps. Avant de coffrer et fermer cette partie, un renfort d’étrave en plaque de fibre, découpé en forme de croissant, a été collé. Dans l'ouverture frontale, le tube en aluminium pour maintenir le moteur est collé à l’époxy avec 5° d’angle piqueur et 1,5° d’anticouple !
Le diamètre du tube dépend du moteur utilisé. En général, un diamètre intérieur de 8 mm est adapté.
Les quatre parties formant le coffrage sont découpées avec une marge supérieure de 2-3 mm et seront ajustées plus précisément lors de l’assemblage. Les pièces seront légèrement bombées à l’avance en fonction de leur courbure, et les bords qui viennent reposer sur l’aile doivent être biseautés. Ne pas se précipiter pour coller, il faut effectuer plusieurs ajustages pour que tout s’assemble correctement.

Couples supportant la tête Vue générale
     
Doublage en plaque epoxy et support moteur Coffrage de la tête
     
Tête coffrée

Nous commençons avec le collage de la partie centrale, suivie par les deux parties triangulaires de la «tête». Les trous pour les yeux sont marqués mais pas évidés ! Avant d'installer le gros morceau arrière du fuselage, nous formons la partie avant. Il faut plaquer une large bande d'adhésif sur le dos, afin de lui éviter de se briser lors du pliage. Le rayon de courbure à l'extrémité de la queue est extrêmement faible, les deux côtés du fuselage sont plaqués l’un contre l’autre à ce niveau. Si ça convient, le fuselage peut être collé tout du long jusqu’à la tête.
Vous pouvez respirer à l'aise parce que le plus dur est fait. La Stingray devrait maintenant faire une forte impression. Les éventuelles fentes qui subsistent au niveau de la jonction des panneaux peuvent être bouchées à l’enduit léger, comme du "Rostuff" (ou Polyfilla).

Ruban adhésit Pliage en U
     
Coffrage terminé

Equipements

Pour rendre le modèle pilotable, il faut désormais séparer les deux élevons de l'aile. Ils sont ensuite biseautés sur le bord à l’avant avec un angle à 45 degrés. Avant de réaliser les charnières avec des bandes de ruban adhésif, les gouvernes sont renforcées par quelques morceaux de profilés plats en carbone. Directement en appui sur ces profilés, nous attachons les guignols qui peuvent être découpés dans du contre-plaqué ou trouvés dans le commerce. Avant de continuer, il faut confectionner le patin d'atterrissage avec deux couches de matériau 6 mm (ou quatre couches de 3 mm) et le coller exactement dans l’axe sur la face inférieure de l'aile.
Le « dard-gouvernail » peut maintenant être fixé avec des charnières en bande dans la pointe arrière du fuselage et dans le patin d'atterrissage. L’articulation doit être particulièrement résistante. Du ruban adhésif peut être placé des deux côtés ou bien la charnière peut être réalisée avec une bande de tissu.

Servos à l'intrados Décor de l'intrados
     
Compartiment batterie Guignols et commandes
     

Les trois servos affleurent à l’intrados. Les commandes sont réalisées avec du jonc de carbone glissant dans des inserts et reliées aux guignols. Ainsi, les tiges sont maintenues à mi-longueur et ne fléchiront pas. J'avais quelques pièces adéquates dans mon stock. On peut en mettre plusieurs entre le servo et le guignol pour plus de fiabilité.
Le moteur est installé provisoirement sur la cellule pour s’assurer que tout fonctionne. Il faut le retirer avec la phase de peinture du modèle. J'utilise un petit Shocky à cage tournante de la classe des 20 grammes. Le moteur peut être fixé dans le tube déjà inséré si son mode de fixation le permet, ou bien contre une cloison rapportée mais je trouve que c’est moins joli visuellement. Le contrôleur se trouve directement derrière le moteur, placé dans la tête. La batterie Li-Po est située au même endroit, fixée avec du Velcro. Une trappe triangulaire permet d'accéder au compartiment batterie, qui peut être fermée avec du ruban adhésif, ou encore par une fermeture magnétique plus élégante.

Tout est dans le regard...

Passons à la fabrication des yeux. Ils sont issus d’une balle de tennis de table, séparée en deux hémisphères avec une paire de ciseaux à ongles. Les demi-sphères résultant sont peintes avec de la couleur argent et bronze. Les pupilles sont ajoutées après séchage avec un marqueur noir. Un bouchon posé dessus sert de gabarit pour tracer un cercle précis. Il est possible d’ajouter un peu de blanc pour le fond de l'œil. L’éclat qui leur donne l’air vivant est obtenu en les recouvrant d’époxy 5 minutes appliquée rapidement et sans bulles. Il ne faut plus y toucher pendant au moins une heure, sinon il y aura des taches ternes !

Balles de pingpong Traçage de la pupille
     
Pupille Traçage
     
Peinture blanche Coquille
     
Clin d'oeil Oeil et paupière
     

Pour le montage des yeux, il faut découper les orbites au plus juste dans la peau aux emplacements prévus. Ils sont enfoncés par l’intérieur. Les paupières des yeux exorbités sont confectionnée avec du matériau en 3 mm, collé à la Uhu-Por.
Les yeux et le moteur sont alors retirés afin de procéder à la mise en peinture. Mais avant de peindre, nous allons encore supprimer tout excès de colle au niveau des raccords. Cela se fait très facilement avec un chiffon imbibé d'essence.
J’ai choisi de réaliser une raie mouchetée de taches bleues. La couleur brun de base provient d'un pot ("Do It" par Marabout), puis j'ai appliqué les taches avec un aérographe en les surlignant avec un mélange de bleu et de noir. Les points s’atténuent en partant vers l’arrière.

Dans l'herbe Autour du pilote
Ciel nuageux   Décor de l'intrados

Le grand plongeon !

Devant le pilote
Patin Raie mouchetée
Taches bleues   Vue de côté
Ca grimpe   Dessous

Remettre en place les yeux, le moteur et le récepteur. Bien vérifier la fixation de la batterie Li-Po 3S 350 mAh et la position du centre de gravité qui peut varier de quelques millimètres. Les élevons doivent être légèrement relevés, d’environ 6 mm mesurés au niveau du bord de fuite pour le premier vol. Les essais permettront d’affiner les réglages.
Pour que le premier lancer se passe bien, il faut propulser la Stingray légèrement vers le haut avec un peu de vitesse.
A plein régime, le vol peut être assez rapide. Dans une salle d’un volume habituel, on se contentera de 1/3 de la puissance pour voler convenablement.

Au soleil Stingray en vol
De face   Passage
Dessus   Patin
Tête en l'air   Oups ! Colission...

Je souhaite une bonne construction à tous ceux qui se lanceront dans la construction de ce poisson volant en espérant qu’ils prendront beaucoup de plaisir à le piloter !

Contacter le signataire : lutz@jjivaro-models.org

Passage
 
 
 
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