Fly Baby

Le "scratch-build", c'est facile !

Présentation : Jean-Baptiste Gallez

Depuis un certain temps, j'avais un œil sur une annonce du site aeromodelisme.be : Un beau et rare kit de la marque Balsa USA, un ERCO Ercoupe, un avion de tourisme américain, très populaire dans des années 60. Mais aussi et surtout un superbe moteur bicylindre à plat, 4T essence Valach de 85 cm³.

Comme les autorités ont décidé que l'on ne pouvait pas partir en vacances, j'ai donc du temps libre et un peu de sous, je me décide.
Le kit est une merveille, tout est dans la boîte. Tout le bois découpé, toutes les pièces moulées en fibre dont le capot moteur aux formes particulières, le réservoir, les roues, et le train (fixe mais amorti par le système de la roue tirée). C'est une construction de longue haleine, il y a du travail pour... un certain temps. Soit je le garde pour plus tard, soit je le propose à la vente, on verra bien.
Mais je suis impatient d'entendre la musique de ce moteur dans le ciel.
Je cherche donc un modèle dont la construction pourrait être plus rapide. Pour cela il faut des formes simples. Un fuselage de section rectangulaire et la plus constante possible (un fuselage s'affine toujours vers l'arrière), des ailes de section et de corde constantes, et un train fixe.
Je ne voulais quand même pas refaire un Westerly, la maquette d'un avion existant est toujours plus sympa.
Quels sont les avions grandeur qui répondent à ces critères, parfois au détriment de la vitesse, de l'autonomie ou du confort ? La construction amateur. Et qui sont les champions de la construction "dans son garage" ? Les américains bien sûr.
Et quels sont les principaux avions de construction personnelle US ? Le Spacewalker, dessiné par Warner Aerocraft, et le Fly Baby, dessiné par Peter Bauwers.

D'accord, il y a Monsieur Mignet et son "Pou du ciel" mais il ne répond pas vraiment aux critères ci-dessus.
Le Spacewalker est beau, mais très courant sur les terrains d'aéromodélisme. Le Fly Baby y est plus rare et j'aime bien son côté minimaliste.
On prend vite goût au scratch-build, la construction "maison". Avec les techniques modernes comme le dessin et la découpe par ordinateur, c'est facile, rapide et pas cher.
Je me lance donc, facile d'en trouver un bon dessin trois-vues, facile de le mettre en image de fond dans Au**cad puis de dessiner par dessus, facile de prévoir des emboîtements "tenon-mortaise" pour positionner automatiquement les pièces entre-elles. J'aime bien les dispositifs qui vous "obligent" à construire droit.
Un fuselage doit être résistant à trois endroits.
- La fixation du moteur qui doit résister à la traction de l'hélice, à la poussée du démarreur, et au couple de torsion.
- La fixation du train qui doit supporter tout le poids de l'avion et même plus si vos atterrissages ne sont pas des modèles de douceur.
- La fixation des ailes qui doit supporter aussi tout le poids, à l'endroit et à l'envers, multiplié par quelques G (un simple virage incliné à 60° double déjà le facteur de charge).
- Tout le reste peut être construit plus léger

Le grand a des ailes repliables pour pouvoir rentrer dans un petit garage, il n'avait donc pas de clef d'ailes. Toute la rigidité de l'ensemble est assurée par des haubans qui partent de l'extrémité de l'axe des roues pour les G positifs et d'une barre située devant le tableau de bord pour les G négatifs.
Vu le dièdre de 2 x 5° je ne peux pas mettre une clef tubulaire très longue et très épaisse, je garde donc les haubans fonctionnels, par sécurité.
Pour les matériaux, rien que du classique. J'aime bien le contreplaqué de peuplier 3 mm en trois couches. C'est léger, isotrope (même résistance dans toutes les directions), facile à découper (au cutter pour les lignes droites ou à la fraise 1,5 mm sur CNC), et surtout très très peu cher, une plaque de 2,50 m sur 1,25 m (3,12 m², de quoi faire quelques avions !) ne coûte que quelques €.
Les nervures pèsent le même poids en contre-plaqué peuplier ajouré qu'en balsa plein, et sont bien plus résistantes.
Un peu de vrai contre-plaqué de bouleau, qualité aviation, pour les renforts et la cloison moteur, quelques longerons en pin, et un peu de balsa pour les empennages, les bords d'attaque et le coffrage avant des ailes.
Je ne vais pas vous refaire une fois de plus le récit complet de la construction, vous connaissez mes habitudes, juste souligner quelques points en vrac pour vous montrer que la construction perso, il ne faut pas en faire tout un plat.
- Le dessin sous n'importe quel logiciel DAO vous permet facilement des choses qui pourraient paraître compliquées (comme le décalage des trous dans les nervures pour la clef d'ailes en fonction du dièdre), même si vous ne maîtrisez pas la 3D de ces logiciels.
- Tant que vous restez dans les carrés, les rectangles et les angles droits, tout est beaucoup plus simple.

- Pour toutes les pièces courbes, la bonne vieille méthode du lamellé-collé, ou celle des petites lattes pour les surfaces courbes.

- Si vos âmes qui unissent les longerons haut et bas des ailes sont déjà découpées, l'assemblage est un jeu d'enfant. Une nervure, une âme, une nervure, une âme... Et cela ne peut pas ne pas être juste. L'écart et la perpendicularité sont garanties.
Image : aile.jpg

- Si vous ne devez pas affronter le jury pointilleux d'un concours F4C, certains détails maquettes sont faciles à réaliser. Le bouchon du réservoir est... un bouchon (bouteille d'eau), les interrupteurs du tableau de bord sont... les interrupteurs de la radio.

- Et aussi rien ne vous empêche de choisir votre profil pour adapter votre avion à votre style de vol, du "camion" bien stable au pur acrobatique. Un brave NACA 2411 est un bon compromis.
- Entoilage au solartex pour le tout et peinture au petit rouleau en mousse et vous avez facilement un aspect assez correct.

- Pour le centrage, attendez de pouvoir mettre sur l'avion tout les éléments qui pèsent pour décider où mettre vos batteries. Comme mon moteur est assez lourd, elles iront loin à l'arrière. Cela vous dispensera d'ajouter du plomb plus tard.

- Plus vous faites grand, plus c'est facile. Ici la taille était donnée par la cylindrée du moteur.
- Un petit truc tout simple pour la continuation de la courbe du fuselage entre le stab et la dérive. Vous faite en balsa un "faux" stab et une "fausse" dérive que vous collez provisoirement en place. Entre les deux, vous placez quelques blocs de balsa. Il ne vous reste qu'à poncer le tout bien rond puis enlever les "faux". Vos blocs ont automatiquement la bonne forme

- Le dessin et la découpe par ordinateur vous autorisent aussi à ajourer toutes vos pièces (y faire des trous) pour les alléger. J'ai gardé toutes les pièces enlevées, j'en suis à plus d'un kilo ! Selon que vous laissez plus ou moins de matière, vous privilégiez la légèreté ou la solidité. Si vous avez des doutes, allez voir dans les kits existants.

- Les diverses inscriptions et immatriculations sur l'avion sont aussi grandement facilitées par le recours à l'informatique. Mais je vous accorde que tout le monde ne possède pas la machine à découper le vinyle autocollant. Quoique ! Une machine de base ne coûte que ± 300 €, vite rentabilisée dans le cadre, par exemple, d'une utilisation club.

Depuis les premiers dessins jusqu'à la pose du faux bouchon du réservoir, il ne s'est pas écoulé plus de deux mois. En prévoyant bien votre travail et si vous avez un atelier normalement équipé, le scratch-build ne prend pas plus de temps que le montage d'un kit classique, et le travail est plus varié.
Maintenant cet avion attend gentiment dans l'atelier une journée sans pluie et sans vent, c'est rare ces derniers temps.
Profitez-en donc pour vous lancer dans une construction personnelle, vous ne le regretterez pas.
A votre service.

Contact : jean-baptiste@jivaro-models.org

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Mea Maxima Culpa

Voici maintenant la suite, et vous allez voir que cela ne fut pas "un long fleuve tranquille".

Je reprends un extrait de l'article précité :
Le grand a les ailes repliables pour pouvoir rentrer dans un petit garage.
Il n'a donc pas de clé d'ailes. Toute la rigidité de l'ensemble est assurée par des haubans qui partent de l'extrémité de l'axe des roues pour les G positifs et d'une barre située devant le tableau de bord pour les G négatifs.
Vu le dièdre (5°) je ne peux pas mettre une clé tubulaire très longue et très épaisse, je garde donc les haubans fonctionnels, par sécurité.

Première belle journée, je peux enfin faire une mise en croix complète sur les tables du terrain, 3 m et des poussières, c'est trop pour mon garage.

Ce qui me permet d'installer les haubans avec leurs ridoirs et de régler le tout.
Quelques réglages du moteur et une petite période de rodage, juste le faire tourner bien gras, sans chauffer, avec 3% d'huile plutôt que 2% par après.

... Et on est prêt pour un premier vol.

85 cc pour 3,20 m, la puissance est largement excédentaire, il est en l'air en quelques mètres. Quelques crans de trim à la profondeur et il est parfait. Merci le dièdre, il revient et reste facilement à plat, et sans gyro !
Quelques circuits, tout va bien, la musique du moteur est un régal et les commandes sont douces à souhait.
Quelques répétitions de prise de terrain, on vire, on descend et on vire encore pour s’aligner.

Et une aile se détache !

Comme disait Bourvil dans le Corniaud : "Forcément, cela va marcher beaucoup moins bien".
Une aile et le fuselage détruits, celle qui est gentiment tombée en tourbillonnant est intacte.

Et c'est ici que cet article justifie son titre "Mea maxima culpa – c'est ma très grande faute". En examinant l'épave, je constate que j'avais oublié un des sertissages qui verrouillent les haubans. La boucle du petit câble en acier a facilement pu s'échapper. Et la clé d'aile n'a rien pu faire toute seule.

Comme j'ai beaucoup apprécié son comportement lors de ce premier vol, même un peu écourté, décision est prise de le refaire.

Pour le fuselage, on ne touche à rien. Ou si peu, peut-être les plus attentifs d'entre vous avaient remarqué que la dérive était un peu petite, cela n'avait pas affecté son comportement en vol (il n'est pas fait pour le vol tranche), mais je corrige quand même, c'est plus joli.

Pour les ailes, je ne veux plus prendre de risque, je veux du béton (mais léger !). Et maintenant, quand on veut faire léger et solide, on met ... du carbone.

Deux tubes de 28 mm mais seulement 1 mm d'épaisseur de parois assurent la rigidité des ailes. Même sans les coffrages et les bords d'attaque et de fuite, il est déjà pratiquement impossible de la cintrer ou de la vriller.

Il faut maintenant les fixer au fuselage, sans ce foutu dièdre (mais c'est lui qui fait le comportement que j'apprécie tellement) ce serait simple, deux clés qui rentrent naturellement dans les tubes des ailes. Il faudrait faire des clés qui comprennent déjà l'angle ... et pourquoi pas ?

Chez le même fournisseur, on trouve aussi du tube qui coulisse sans jeu à l'intérieur de celui des ailes, mêmes parois d'1 mm, il faudrait des tubes pleins ... hé bien remplissons-les ... avec de la fibre de carbone dans de la résine !

Je précise que ce n'est pas mon idée, c'est Pierre, un de mes camarades de club qui m'avais jadis montré cela pour mon Buccaner.

Pour être sûr d'avoir le bon angle on immobilise les morceaux de tube coupés légèrement en biais sur un support, une simple planche et quelques blochets. Entre deux clous, on tourne plusieurs fois de la fibre pour former un écheveau juste un peu plus long que la pièce. Cet ensemble est généreusement et complètement imprégné de résine époxy lente. Par un fil préalablement passé dans le tube, on tire doucement l'écheveau en place. Cela doit rentrer légèrement en force et l’excédent de résine doit s'échapper à l'entrée.

Voilà, notre tube est plein de fibre et a la bonne forme, on laisse polymériser au moins deux jours, selon la résine utilisée.

Comme il y a deux tubes dans les ailes, j'en fait deux pièces, cela ne peut plus casser !

Retour au terrain et comme j'ai pleinement confiance dans ce procédé de construction, je ne mets pas de haubans du tout.

Une belle journée sans vent me permet d’enchaîner les vols, avec un peu d'expo à la profondeur, il est parfait, fidèle à mes souvenirs de son prédécesseur.

Je rajouterai encore quelques détails de finition et un buste de pilote.

Bon, je n'ai pas fait de "piqué de la mort" suivi d'une brutale ressource, il n'est pas fait pour cela, mais pour le décor et pour la sécurité, je mettrai quand même les haubans, en vérifiant deux fois tous les sertissages.