Présentation : Romain Berlivet

Pour la rencontre Inter-Ex 2009, j'avais le projet de présenter un avion bidérive équipé de deux stabilisateurs horizontaux : l'un à l'avant, l'autre à l'arrière, avec l'aile placée au centre. J'avais déjà expérimenté la formule avec des petits vols libres et un autre équipé d'une double motorisation issue d'un X-Twin Silverlit. Au moment de dessiner le fuselage, dans l'urgence de la rencontre qui approchait, je n'étais pas très inspiré pour concevoir quelque chose d'original, joli et à la fois fonctionnel. Mon père a eu la bonne idée en me montrant des photos de la Transition : c'était exactement ce qu'il me fallait pour compléter mon sujet.

Ce curieux engin est la reproduction de la Transition de Terrafugia, un avion qui se transforme en véhicule roulant en quelques minutes.

Quelques essais avec des motorisations issues de X-Twin Silverlit, avec un stab à l'avant et un à l'arrière.

La Terrafugia Transition en aviation La Transition existe réellement. C'est un véhicule étudié par la société américaine Terrafugia. Elle est décrite par le fabricant comme étant un avion autorisé à se déplacer sur route et non pas comme une voiture volante ; sa conduite nécessite bien sûr d'avoir passé son brevet de pilote. Dimensions du prototype grandeur Version automobile (pliée) : Hauteur : 2,03 m Longueur : 5,70 m Largeur : 2 m Version avion (dépliée): Hauteur : 1,90 m Longueur : 5,85 m Envergure : 8,20 m Accès au site du constructeur. Vous pouvez y réserver votre Transition contre 10 000 $... Le prototype a effectué son premier vol en mars 2009. Son fuselage profilé en goutte d'eau accueille le pilote et un passager, côte à côte. Il est aminci à l'arrière pour qu'il y ait plus d'air sur l'hélice propulsive qui est débrayable. La Transition peut décoller ou atterrir sur un aéroport à usage public de l'aviation générale. Elle peut circuler sur n'importe quelle route et se garer dans un parking ou un garage standard. Après le vol, les ailes sont rangées verticalement sur les côtés du fuselage en moins de 30 secondes. Si un cas de pluie est rencontré en cours de vol par exemple, le pilote peut se poser sur le terrain le plus proche et conduire sans se soucier du transport terrestre ou d'avoir à revenir au terrain pour prendre sa voiture. Pour se la procurer, il faut d'abord verser un acompte de 10 000 $ pour la réserver car elle n'est pas encore fabriquée en série, puis débourser le reste pour atteindre le prix final estimé de 194 000 $.

Le plan de la Terrafugia Transition est téléchargeable au format PDF. Planche 1, échelle 1 (340 ko). Planche 2, échelle 1 (370 ko). Planche 1 sur feuilles A4 à assembler (2,6 Mo). Planche 1 sur feuilles A4 à assembler (3 Mo). (Ajouté le 21 juillet 2013)

Construction de la maquette
Je n'ai pas réussi à me procurer un plan 3 vues, donc je suis parti des photos trouvées sur Internet et de la base de mes petits modèles de vol libre. J'ai visiblement triché sur l'envergure par rapport au véhicule grandeur, mais les quelques décimètres carrés de surface en plus restent discrets et seront bénéfiques pour abaisser la charge alaire.
J'ai opté pour une construction mixte : fuselage en polystyrène mis en forme et tout le reste en structure de balsa classique.

L'aile est en trois parties : la partie centrale et les deux autres externes qui se replient en deux en accordéon. Pour reproduire les nervures sur le balsa, le plan est photocopié puis la feuille est posée sur une planche de balsa de 2 mm, avant d'être chauffée avec un fer à repasser ; l'encre réactivée par la chaleur se dépose sur la planche. Ensuite les nervures sont toutes découpées au cutter puis collées sur un longeron de 5 mm et un bord de fuite de 8x30, qui sont épinglés sur le plan. Les nervures des extrémités du plan central sont en balsa de 4 mm ; elles sont inclinées pour donner l'angle d'ouverture aux dérives. Le longeron supérieur et le faux bord d'attaque sont collés, ensuite vient le tour du coffrage d'intrados en balsa 1 mm. Sur la partie centrale, le bord de fuite est recoupé pour y coller une planche de 5 mm qui servira de plan fixe pour le stab.

Le plan photocopié est transféré sur les planches de balsa avec un fer à entoiler bien chaud. L'encre réactivée s'est déposée sur la planche, il ne reste plus qu'à découper en suivant les tracés.
Fabrication de la partie centrale de l'aile. Les nervures des extrémités sont inclinées pour que les dérives qui se plaquent contre elles forment un angle. Seul l'intrados est coffré dans un premier temps.
Le bord de fuite est recoupé afin de recevoir la partie plane qui servira à tenir le stab arrière.	Fabrication des autres panneaux de l'aile, qui se construisent de la même façon.
La clé d'aile en carbone est très longue. On voit ici le fourreau en tube alu dans le panneau externe.	Dans la partie centrale, les fourreaux sont inclinés suivant l'angle de dièdre de chaque demi-aile.
L'aile en cours de construction pour vérifier l'assemblage. On voit les longs fourreaux en alu, avec la clé en carbone à l'intérieur.	Les tronçons extérieurs sont réunis avec des charnières souples (percées pour le passage des fils) pour permettre de replier l'aile en configuration « voiture ».
Les charnières en place dans les panneaux extérieurs. La clé d'aile viendra les solidariser.	Un tube en carbone collé dans les deux premières nervures sert de clé d'incidence.
Dans le panneau central, des gaines en plastique sont collées pour actionner les commandes des deux volets de dérive.	Coffrage de la partie centrale, en laissant un passage pour le servo de dérive.
Le panneau central est coffré intégralement. Ceux de l'extérieur sont coffrés uniquement à l'avant, entre le bord d'attaque et les longerons.	Les ailerons sont actionnés en prise directe par des micro-servos placés dans l'épaisseur de l'aile. Contrairement à ce qui est présenté, les guignols doivent dépasser à l'extrados pour que les panneaux viennent se plaquer l'un sur l'autre en position aile repliée.

Les dérives sont constituées de deux épaisseurs de balsa de 1,5 mm contre-collées puis profilées après séchage. Elles sont entoilées avec de l'Oracover blanc puis collées sur la partie centrale de l'aile. Elles sont articulées avec la roulette de queue grâce à un unique servo. La partie haute du palonnier actionne par l'intérieur de l'aile les commandes des volets de dérive qui sortent juste devant les roues. Elles sont collées sur les dérives en faisant une petite courbe vers le haut pour que le servo ne force pas trop. En dessous, le palonnier dépasse un tout petit peu. Il actionne la commande de la roulette de queue en forme de point d'interrogation, pour qu'elle tourne dans le même sens que les dérives. Je ne l'ai pas intégrée dans l'épaisseur car j'ai improvisé au fur et à mesure, mais il y a la place pour le faire.

Les dérives sont réalisées en deux épaisseurs de balsa contre-collé.	Le stabilisateur avant. Une partie sera collée dans le fuselage contre laquelle une corde à piano et son guignol soudé seront articulés.

La roulette est fixée avec une bague d'arrêt sur une plaque de contre-plaqué collée sur la partie centrale de l'aile.
Les panneaux externes de l'aile sont construits de la même manière que la partie centrale, les nervures de chaque partie externe, celles sur les côtés, sont en balsa 4 mm. Toutes les autres sont en 2 mm. Toutes les nervures sont percées pour laisser passer les fils servos. Deux tubes en aluminium de 5 mm sont placés et collés dans le panneau central pour servir de fourreaux aux clefs d'ailes en carbone de 4 mm. Il y en a aussi dans les panneaux médians et d'autres dans les panneaux externes qui s'arrêtent à la quatrième nervure. On coffre l'intrados et l'extrados avec du balsa de 1 mm jusqu'aux deux longerons. Le vrai bord d'attaque est collé sur toutes les parties de l'aile, puis on ponce le tout.

Des charnières sont placées sur les nervures intérieures des parties externes et sur celles des nervures extérieures des parties internes, elles maintiennet les charnières qui servent à replier les ailes. Des plaques de contre-plaqué de 1 mm sont collées entre les deux nervures intérieures des panneaux externes pour fixer les servos Pico BB GWS pour les ailerons. Les guignols dépassent au-dessus (et non pas en dessous comme je l'ai fait par erreur sur le proto) pour permettre de replier les ailes sur elles-mêmes. Des tiges en carbone glissées dans les deux premières nervures servent à caler l'aile à la bonne incidence. Les demi-ailes sont fixées avec du ruban adhésif contre les dérives, mais il y a moyen aussi d'utiliser des petites goupilles.

Deux pains de polystyrènes extrudés sont collés suivant un axe vertical, puis découpé au fil chaud en suivant deux gabarits latéraux.	Première découpe effectuée en suivant le gabarit pour le dessus du fuselage. La dépouille doit être conservée.
La découpe du dessous est réalisée ensuite. Les dépouilles sont rescotchées en place pour reformer le bloc.	Nouvelle découpe en suivant cette fois une vue de dessus, avec 2 gabarits de chaque côté.
La découpe au fil chaud est terminée. Bien sûr, tous les angles sont vifs et il va falloir les arrondir.
Une lame de cutter affutée permet un dégrossissage rapide. Prudence, il ne faut pas retirer trop de matière d'un coup.	On continue à arrondir les formes en ponçant avec du papier de verre.
La partie arrière sous le moteur est poncée en creux, à l'aide d'un outil cylindrique improvisé.	On voit bien ici le fuselage aminci.

Le fuselage de la maquette est conçu à partir de deux plaques de styro de 6 cm d'épaisseur collée l'une sur l'autre avec quelques morceaux d'adhésif double face, suivant un plan vertical. Des gabarits reprenant la vue latérale et la vue de dessus du fuselage sont découpés dans des calendriers cartonnés. Les tranches sont finement poncées et imbibées de cyano liquide pour que le fil chaud de l'arc de découpe n'accroche pas. Ces gabarits sont tenus avec des épingles et du scotch sur le styro. Une première coupe est effectuée suivant le plan latéral. Après le passage du fil chaud tout autour, les dépouilles sont immobilisées pour reformer le bloc. On procède alors à la coupe dans le plan vertical.
Il reste enfin à casser tous les angles pour obtenir une forme aérodynamique beaucoup plus élégante, en dégrossissant au cutter puis en ponçant au papier de verre moyen et fin. La partie située sous le moteur et sur environ 1/3 de la longueur du fuselage est également poncée en creux. Après mise en forme de l'extérieur, les deux demi-coques sont séparées puis l'intérieur est largement évidé afin de gagner quelques grammes mais aussi pour loger la batterie et une partie de l'équipement. Pendant que l'accessibilité est optimale à l'intérieur, on en profite pour ajouter les quelques renforts internes. Le support moteur est constitué d'une âme verticale et d'un couple, l'ensemble est collé à l'époxy sur une des demi-coques. Il n'y a pas d'anti-couple. J'ai par contre mis quelques degrés de cabreur au moteur.
Il faut ensuite prévoir les différentes platines qui seront en contact de chaque côté avec les demi-coques.
La batterie sera fixée avec du Velcro autocollant sur une plaque de contre-plaqué de 3 mm ajourée pour gagner un peu de poids. Cette plaque est bloquée et collée à l'époxy 5 minutes dans un premier temps sur un des flancs rainuré pour l'occasion. Même chose pour la platine qui supportera l'écrou noyé pour la vis de fixation de l'aile, et celle qui se trouve au niveau du bord d'attaque, percée pour le passage des tétons en bois.

Le stab est enfiché dans une demi-coquille du fuselage, avec le servo de profondeur fixé sur un flanc. Le guignol sera invisible une fois l'autre demi-collée en place. Une autre tringlerie partira vers l'arrière pour actionner l'autre volet de profondeur.	Le moteur est fixé sur un renfort et un couple en contre-plaqué, collé dans un premier temps sur une demi-coque.
Une platine ajourée en contre-plaqué servira pour tenir la batterie. Le servo reste accessible par un des trous.	Une fois que le stab est entoilée et correctement articulé, les deux demi-coques sont collées.

Le stabilisateur avant en balsa de 4 mm doit être entoilé et collé à l'époxy dès maintenant sur la demi-coque non fermée afin d'intégrer son guignol dans une fente pratiquée dans le fuselage. Les volets sont raccordés par une corde à piano pliée en U sur laquelle est soudé un guignol en plaque d'époxy cuivré. Il est enduit de cire de démoulage afin d'éviter toute mauvaise surprise. Tant qu'on a accès aisément à l'intérieur, on en profitera pour installer le servo de profondeur, ici un Hextronik HTX 900.
Voyons dans la foulée les équipements nécessaires.

Mise en croix et dernières vérifications avant entoilage.

Equipements
Dans le fuselage, on trouve donc à l'avant le servo de profondeur, qui actionne le volet avant avec une courte tringlerie cachée à l'intérieur, et une beaucoup plus longue qui traverse le flanc et attaque loin derrière le volet arrière. Ainsi, il n'y a qu'un seul servo pour cet axe, la commande est facile à installer et l'aile reste complètement démontable.
Lorqu'on veut démonter l'aile, il suffit de défaire le guignol de la profondeur à l'arrière.
Le petit récepteur Corona 6 voies est lui aussi placé dans le fuselage, immobilisé avec un morceau de Velcro.
Le moteur est un brusless C28-30-12 dont j'ignore la marque, accompagné d'un contrôleur 10 A et alimenté par un pack Lipo 3S 1200 mAh. L'hélice 8"x6" d'un diamètre un peu trop grand (la grande Transition est équipée d'une quadripale) m'a obligé à pratiquer une ouverture dans la partie qui prolonge l'arrière de l'aile afin de laisser passer les bouts de pales.
Dans l'aile, on trouve les deux servos Pico BB GWS pour les ailerons, placés en prise directe au plus près des gouvernes. Le servo de direction HTX 900 est fixé à plat au centre de l'aile. Une tringlerie double actionne les deux dérives, et une autre, attachée à l'autre extrémité du palonnier, actionne la roulette de queue.
Les deux demi-coques du fuselage peuvent maintenant être collées l'une contre l'autre à l'époxy, en s'assurant également du collage des différentes platines.
Après séchage, une trappe est pratiquée sous le fuselage pour pouvoir accéder au plomb, à la batterie et au servo de profondeur. Ensuite une fente est découpée de part et d'autre à l'avant afin d'y coller une baguette de pin destinée à recevoir l'essieu du train avant. Il reste à entoiler le tout.

Finition
L'entoilage est mixte : Vénilia blanc pour le fuselage et Oracover pour tout le reste.
Le fuselage est recouvert en deux fois : la première partie est collée sur toute la moitié du fuselage en dépassant de 5 mm l'axe central matérialisé par le collage des 2 blocs de styro. La deuxième partie se colle dessus pour faire un bon raccord. Le Vénilia est chauffé avec un décapeur thermique à une température pas trop forte pour ne pas le faire fondre. Ca permet de l'étirer et de le plaquer sans faire de plis. Il vaut mieux être deux pour cette opération délicate. Pour ne pas marquer le styro, le film est plaqué en utilisant un morceau de tissu replié sur lui-même.

Le fuselage est entoilé au vinyle posé au décapeur thermique pour le déformer légèrement.	On frotte avec un chiffon replié pour bien le plaquer sans marquer le fuselage.
L'entoilage est réalisé en deux fois, avec le plan de joint suivant l'axe vertical. Des entures sont nécessaires pour qu'il épouse les formes du dessous.	Plaquage du film au niveau du stabilisateur et de la trappe.
Même à l'arrière, dans la zone creuse située sous le moteur.	Découpe du film à l'aide d'une paire de ciseaux, 5 mm après le plan de joint des deux demi-coques.
Les derniers plis sont chassés avec le décapeur.	Le film chauffé se déforme suffisamment pour épouser les arrondis.
Première moitié terminée.	La seconde moitié est réalisée de la façon identique.
Le fuselage entièrement recouvert.	Détail de la trappe inférieure, qui permettra de glisser facilement la batterie dans son logement.

Les tronçons d'ailes sont entoilés individuellement à l'Oracover, puis raccordés au moyen des charnières en toile placées à l'intrados au niveau de l'articulation.
Les roues avant en mousse sont fixées sur une corde à piano glissée dans une gaine en plastique. Cette gaine est collée contre un petit morceau de bord de fuite qui lui donne une section profilée en goutte d'eau. Le tout est ensuite recouvert par un morceau de gaine thermorétractable noire. Cet ensemble est vissé contre la baguette de pin sous le fuselage. Pour faire plus joli, deux amortisseurs qui ne sont pas fonctionnels sont fabriqués de la même façon.
Si on veut exposer la Terrafugia avec les ailes repliées, il faut fabriquer deux supports qui les maintiennent repliées. J'ai découpé les miens dans des blocs de balsa dur faisant un angle entre la dérive et l'aile avec la forme des nervures, l'angle opposé est poncé en arrondi. Dans ce bloc, on place deux tiges de carbone de 4 mm collées pour former un L. Ces tiges viennent se glisser dans les fourreaux de clefs d'ailes. Pour le calage à l'arrière, un simple trou reçoit la petite clef d'incidence solidaire de l'aile. Un téton est collé à l'équerre pour se glisser dans la partie centrale. Le tout est entoilé en blanc.
Les dérives seront collées sur la partie centrale de l'aile après entoilage, avec une légère inclinaison vers l'extérieur.

La commande de la roulette de direction suit une trajectoire curieuse, car les commandes des dérives sont placées à l'opposé sur le palonnier. Ainsi, il n'y a qu'un seul servo pour cet axe.	Gros plan sur la sortie du palonnier. La commande peut être intégrée dans l'épaisseur de l'aile, il y a la place.
Le servo de direction, avec les commandes qui partent de chaque côté pour actionner les volets.	L'intérieur du fuselage quand l'aile n'est pas encore en place.
Détail des commandes de direction et du volet de profondeur arrière.	La commande du volet de profondeur arrière sort à travers le flanc.
Un cône vient profiler le fuselage de façon élégante.	Les roues arrière en bois, en partie intégrées dans les dérives, ne sont pas fonctionnelles.

Il reste à découper les ouvertures dans les dérives et dans la planche qui prolonge l'aile pour y placer les roues arrière constituées de 4 couches de balsa 3 mm contre-collées avec le sens des fibres croisé pour plus de solidité. Ces roues non fonctionnelles ne touchent pas le sol.
Toutes les vitres et autres décorations sont découpées dans du Vénilia de couleur, les petits détails sont imprimés sur un film plastique transparent autocollant. Le contour des portières est tracé au marqueur indélébile.

Position aile repliée pour le statique. La grande évolue comme ça sur route.	Cette pièce est utilisée pour maintenir chaque demi-aile en position repliée.

Les vols
La Transition a un vol assez facile. Pour les premiers essais lors d'Inter-Ex en Hollande, elle refusait de décoller du sol car les roues que j'avais mises à l'avant étaient trop petites. Je le savais mais je n'en avais pas d'autres disponibles à ce moment-là. Mon père avait fini par la lancer à la main et elle avait aussitôt montré un comportement agréable malgré la géométrie assez particulière. Avec des roues de diamètre correct, le décollage depuis le sol demande un peu d'entraînement : quand elle a pris de la vitesse, il faut donner des petits ordres à la direction sinon la roulette se met à déraper, ce qui lui fait faire des tête-à-queue.

Ensuite, elle se comporte comme un avion classique. Les gouvernes ne sont pas trop sensibles. Le centrage indiqué peut sembler un peu avant car la réponse à la profondeur est un peu lourde dans certaines configurations. Mais avec un centrage reculé, les réactions deviennent parfois un peu bizarres, ce qui la rend plus difficile à piloter.
En vol à plat, les stabs sont un peu inclinés à cabrer, surtout celui de derrière. Pas moyen de faire autrement, et en regardant les photos de la vraie, on voit que c'est aussi le cas.
Quand il y a beaucoup de vent, elle a un peu de mal à prendre de l'altitude car la surface latérale est importante et elle se fait chahuter.
A l'atterrissage, il faut faire attention à bien arrondir pour faire toucher les 3 roues en même temps, ce qui plaque la Transition au sol sans la faire rebondir.
Contrairement à la grande, la maquette est capable d'effectuer quelques figures de voltige. En vol dos elle se pilote normalement en poussant très légèrement sur le manche. Pour passer les loopings, il faut prendre assez de vitesse sinon ça se termine en cloche tout en haut. Elle n'est pas idéale en tonneau : la première moitié passe normalement mais la seconde se termine en déclenché comme avec certains planeurs. La vrille à plat n'est pas belle, elle ressemble plus à une spirale descendante. Par contre, la vrille dos tourne très bien, il faut juste quelques instants pour en sortir.

Conclusion
J'ai réussi à terminer la Terrafugia juste à temps pour la rencontre Inter-Ex, ce qui fait qu'elle manquait un peu de mise au point... Heureusement qu'on a fini par la lancer car elle refusait de quitter le sol. Une fois en vol, le temps passé à la construction a été vite oublié puisque l'allure est vraiment originale alors que le pilotage est plutôt classique.
Nous avons présenté 9 modèles différents avec mon père, et les organisateurs nous ont remis un trophée pour l'ensemble de nos démonstrations en vol.

Le fabricant de la vraie m'a aussi envoyé un message sympathique après avoir vu quelques photos du modèle en vol.

Ca fait plaisir de voir ce travail récompensé. Depuis, elle a revolé à maintes reprises et je l'ai bien en main. Un article complet a été publié dans Modèle Magazine n°703 (avril 2010).

Caractéristiques techniques Véhicule roulant : Hauteur : 30 cm Longueur : 62 cm Largeur repliée : 28 cm Véhicule volant : Hauteur : 19 cm Longueur : 62 cm Envergure : 120 cm Surface : 16,2 dm² Poids : 720 g Charge alaire : 44,5 g/dm² Profil : SB 96 12.7/3 Moteur : Brushless C28-30-12 Hélice : Graupner Slim Prop 8"x6" Batterie : 1200 mAh en 3S

Contacter l'auteur : romain@jivaro-models.org