M.A.R.C.

Micro Aéronef de Rando Compact

Présentation : Pablo Vienne

Si vous êtes un adepte des pentes, vous avez probablement déjà rêvé de pouvoir voler sur des sites reculés, dans des endroits où un planeur de 2 m ne pourrait jamais se poser… ou même de partir facilement avec un planeur dans votre sac ! C’est dans cet esprit qu’est né ce microplaneur, un modèle que j’ai conçu et fabriqué, avec l’idée de pouvoir le transporter partout sans trop compromettre ses performances en vol. J’ai aussi eu l’opportunité d’en vendre quelques-uns.

Ce micro-planeur compact prend très peu de place une fois démonté. Il peut ainsi être transporté partout, notamment lors des randos à la montagne pour explorer de nouvelles pentes.

Sa cellule est une association de l'impression 3D et de moulage en matériaux composites.

Caractéristiques techniques
Nom : M.A.R.C. Envergure : 60 cm Masse : 100 g Surface : 5 dm² Charge alaire : 20 g/dm² Profil : FAD5 Radio : 2 voies avec mixage

Le planeur a d’abord été entièrement conçu numériquement car il comporte plusieurs pièces imprimées en 3D.
L’objectif principal était de créer un modèle compact, transportable et agréable à piloter.

Ce planeur M.A.R.C. a été entièrement conçu numériquement.

Une fois démonté, le planeur tient dans une valise de 30 cm de large !
La structure combine impression 3D, balsa et fibre de verre : chaque matériau a été choisi pour son rapport rigidité/poids optimal.
Vous pouvez retrouver plus d'informations, d’images et de vidéos sur ma page Facebook : @PabloModelisme

Parfaitement calé dans sa valisette de transport, rien ne peut bouger.

Le fuselage se démonte en quatre parties : le nez, le corps principal, la tige d’empennage et l’empennage.

Le nez est imprimé en TPU, un matériau flexible qui le rend quasiment incassable. Il s’emboîte sur le fuselage et se maintient fermement grâce à quelques tours de scotch qui augmentent le frottement entre les deux pièces.

Vue en coupe de la modélisation en 3D du fuselage.

Le corps est imprimé en 3D. Sa géométrie permet d’accueillir les servomoteurs, la clé d’aile et la fixation de la tige d’empennage.
Les servomoteurs sont vissés dans le fuselage et montés avec des dominos qui se logent dans des gorges dans les ailes pour les mettre en mouvement.
Ce design compact optimise le centrage et facilite l’assemblage.
La tige de l’empennage s’emboîte sur le fuselage via un système d’attache rapide, qui remplace les vis d’une version précédente.
Le planeur peut donc être monté sans outils et très rapidement.
De petits ergots facilitent le démontage de l’empennage, et un système d'agrafe sert à emboiter l'empennage

L’empennage est découpé dans une planche de balsa de 1,5 mm à l’aide d’un gabarit imprimé en 3D.
Les deux surfaces de la queue en V, ensuite reliées par un adhésif, forment une charnière souple.
Une fois assemblé, l’ensemble s’enfile sur l'agrafe de la tige pour former l’empennage en V.
Cette solution est légère, robuste, et très pratique.

Voici tous les éléments démontés : le fuselage en 3 parties, les ailes séparées et l'empennage pliant.

Les ailes sont conçues pour être démontables, elles s'enfilent donc sur la clé d'aile et sont maintenues par des aimants placés dans le fuselage et dans l'aile. Elles sont mises en mouvement par les servos.
Le profil de l'aile est le même que celui du Crobe de Franck Aguerre, puisqu'il est adapté à l'incidence intégrale. La forme de l'aile est elliptique pour la répartition de la portance et aussi l'aspect esthétique. L’envergure étant fixé pour les contraintes de rangements, j'ai donc dimensionné la corde pour conserver la charge alaire autour de 20 g/dm².
La technique de construction de l'aile a pour objectif de permettre de faire des ailes creuses moulées sans passer une éternité à fabriquer un moule. Le processus est encore expérimental et présente plusieurs défauts, mais après 4/5 essais, les ailes commencent à être assez propres.

Les nervures très fines avec leur profil FAD sont imprimées en 3D.		Les nervures enfilées sur le longeron avec la clé d'aile à l'emplanture.

Comme l'aile est creuse, j'ajoute une structure interne qui comprend quelques nervures, un jonc, le fourreau de l'aile et les aimants pour le maintien.

L'armature des ailes avant le moulage des peaux de recouvrement en fibre.

Les nervures sont imprimées avec une buse de diamètre 0,2 mm avec une géométrie qui optimise la résistance pour le poids. Cette structure pèse environ 6 g par aile.

Les moules d'ailes sont imprimés en 3D, en plusieurs tronçons raboutés. L'armature nervures + longeron va être recouverte d'une peau en fibre de verre dessus/dessous.

Ensuite je prépare les moules : ils sont imprimés en 3D, en 2 parties car je ne possède pas d'imprimante suffisamment grande, ils sont ensuite enduits de 2 couches de démoulant PVA, je ne sais pas si c'est la meilleure option mais les résultats sont satisfaisants.

Coffrage en cours. Les moules sont maintenus pressés durant toute la durée du séchage.

Je lamine ensuite 2 couches de tissus de verre, une couche de 20 g/m² pour l'extérieur et une couche de 70 g/m² pour l'intérieur, pour garder un état de surface lisse et une structure rigide. Je prépare le moule de l'extrados et le moule de l'intrados avant de mettre en place les nervures puis tout refermer. J'utilise les vis pour l'alignement et positionne des serre joint pour garantir que la fibre soit en contact avec les nervures.

Séchage en cours pour les peaux moulées en fibre formant l'intrados et l'extrados.

Après avoir attendu une journée, je démoule les ailes, les ponces, recolle les quelques erreurs et découpe le bord d'attaque et le bord de fuite proprement.
Le processus présente quelques défauts : le bord d'attaque n'est pas assez arrondi. Si je supprime le plan de joint de l'extrados et de l'intrados, l'aile ne tient plus.
J'ai aussi quelques défauts au niveau des nervures, qui ne sont pas toujours bien en contact avec la fibre.
Et j’ai également quelques bulles d'air entre les couches de fibres et contre le moule.

Les servomoteurs pèsent 2g et j'utilise un micro récepteur 4 voix avec une petite lipo 1s
Avec le placement de mes bras de levier, le planeur a largement assez de débattement et de force pour voler en tout temps. La batterie 1s permet de voler plus d'une après-midi sans devoir recharger.
Je me suis amusé à utiliser des vieilles batteries de cigarettes électronique jetable pour essayer d'économiser quelques sous et ces batteries sont plus résistantes que les 1s que j'ai pu trouver dans le commerce.

Pour le rangement, j'ai aménagé une valise de 30cm de long, le rangement est donc ultra compact et tient dans un petit sac à dos, parfait pour partir en rando, à vélo ou ne pas prendre de place dans la voiture.
En utilisant la mousse de la valise et quelques support imprimés en 3D, rien ne bouge dans la valise.

Dès le premier lancé, j'ai été surpris des qualités de vol du planeur, il vole vite, et est très agile.
J'ai pu le tester sur différents types de pente, avec beaucoup de vent ou très peu de vent.
Le planeur est très polyvalent, se pilote bien, et permet même de faire quelques figures de voltige : vol dos, tonneau, boucle…
Le planeur vole assez vite, ce qui rend le posé plus compliqué, heureusement il résiste à quelques chocs.

Montage et démontage se font en quelques instants sans nécessiter d'outil.

Le projet n'est qu'a sa deuxième version, il y a encore plein d'éléments à améliorer et d'options à développer.
La construction étant modulable, on peut envisager d'avoir différentes paires d'ailes, adaptées à différents types de vol : ailes plus grandes, profil symétrique, ailes vrillées.
On peut aussi prévoir des fuselages interchangeables, avec un moteur, pourquoi pas des aérofreins dans le fuselage, ou même un parachute de secours.

Contact : Si jamais vous êtes intéressé, que vous avez des retours, suggestions, commentaires à faire, vous pouvez me contacter par mail : pablo@jivaro-models.org ou sur Facebook @PabloModelisme.

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