Plan de l’autogire indoor « COUDU 3 »

BILLET N° 33
Mai 2006, complété Aug 2013
Suite à la demande de plusieurs modéliste à l’occasion du meeting indoor « AEROMANIA » à Tournai, j’ai entrepris de dessiner le plan et de rédiger un article sur la conception et la réalisation de l’autogire indoor de Philippe.
  
Voir également la revue RC PILOT N° 31 du 10/05/2006
 
Réduction du plan au format A3

Réduction du plan au format A3

« COUDU 3 » l’autogire de salle dans le coup…

Conception, réalisation et mise au point : Philippe DUBOIS
Dessin, texte et photos : Jean COUSIN

Les autogires sont des machines fascinantes ; cela est peut-être dû à leur rareté ou à la difficulté de leur mise au point. Si des solutions efficaces existent pour les appareils destinés à voler à l’extérieur ; il en va tout autrement pour les modèles « indoor » qui doivent concilier deux qualités contradictoires : Stabilité et maniabilité.

LES GRANDES FAMILLES :

Il est possible de classer les autogires modèles réduits en trois catégories :

Les appareils de vol libre :
Ils sont en général équipés d’un moteur COX de 0,8 cm3 ( ou caoutchouc) et d’un rotor à axe fixe mais réglable. Ils volent quelquefois grâce à un subtil dosage entre les différents calages et à condition que le régime moteur soit stable et la météo clémente. La plage de vitesse est nulle.
Ces modèles ne sont pas adaptés à la radiocommande.

Les appareils RC à rotors rigides :
Dans ce cas de figure, il faut oublier les mono-rotors car la dissymétrie de portance et le couple de précession les rendent non seulement instables, mais impilotables.
Il existe une parade : Utiliser deux rotors tournant en sens opposés ; dans ce cas, tous les effets néfastes se compensent ou s’annulent.
Plusieurs dispositions sont envisageables :
Rotors superposés, rotors en tandem, latéraux, latéraux engrènants ou rotors FLETTNER à axes concourants encore surnommés « Batteur à œufs ». Cette formule a été appliquée à l’autogire par Georges CHAULET dans les années 80 sur son « Synchrogyre ».
En général, les commandes de vol sont assurées par les volets de direction et de profondeur. La plage de vitesse est faible.
Ce principe s’applique à des modèles de taille moyenne soit 2,5 kG maxi.

Les appareils RC à rotors articulés :
Ces derniers ont tout des grands : Pieds de pales articulés en battement ou battement/traînée, soit par charnière mécanique ou en matière souple (de deux à quatre pales et plus) ou rotor bipale en balancier simple ou double de la formule BENSEN, inventée en réalité par CHAUVIERE.
Le pilotage s’effectue par inclinaison de l’axe rotor en roulis et tangage (contrôle direct) ou roulis et volet de profondeur ; la commande de lacet (facultative) étant assurée par le volet de direction.
Ces appareils sont très maniables, ils sont peu affectés par les turbulences et possèdent une grande plage de vitesse. La construction d’un grand modèle est tout à fait envisageable ainsi que le décollage sauté.

Et les « indoor RC » ?
Il ne faut pas avoir d’à priori, toutes les formules sont envisageables ; le cas COUDU en apporte la preuve.

GENESE :

A force de voir mes essais plus ou moins fructueux sur des autogires indoor et autres, Philippe s’est piqué au jeu et a réalisé une machine basée sur une conception originale : Rotor rigide, pales en Depron de profil triangulaire creux genre « JEDELSKI» simplifié, empennage bi-dérive pour le look.
Utilisant les techniques les plus modernes : Carbone, Depron, radio miniaturisée, moteur brushless et batteries Lithium-Polymère, il est parvenu à réaliser un modèle de moins de 140 Grammes en ordre de vol pour un diamètre rotor de 900 mm et une longueur de 750mm ! La masse de la cellule hors équipements est de seulement 70 Grammes rotor compris.
Si ce modèle avait été réalisé avec les techniques conventionnelles : Moteur à charbons classe 300, batteries Nickel-Cadnium, servos et récepteur de classe 10 Grammes, le devis de masse de cet autogire aurait été de 240 Grammes avec pour corollaire une charge rotorique majorée de 78 %. En résumé, le rotor aurait dû être renforcé, donc alourdi, il aurait tourné plus vite pour compenser la charge et le couple de précession aurait augmenté en flèche. C’est la spirale infernale qui mène à l’échec.

LES TROIS COUPS :

Quand Philippe m’a envoyé les premières photos de son prototype, je pensais avoir prêché dans le désert : Rotor rigide à axe fixe, profil triangulaire, énormes surfaces latérales sous le CDG, tout petit moteur (les autogires nécessitent 50% de puissance de plus qu’un avion équivalent). Théoriquement, ça ne devait pas voler…Le bourdon non plus.

-1° Essai : COUDU N°1
Les pales étant calées négativement, le rotor tourne lentement et ne porte pas. Je propose de caler les pales à 0° . Malgré l’incrédulité générale, le rotor démarre rapidement et monte à environ 200 tours /minute, c’est peu mais la portance est bien présente. Il ne faut pas confondre autorotation et moulin à vent.
En piste ; la puissance est suffisante car le petit moteur concocté par Xavier entraîne vaillamment une 8 ‘’x 4,3’’ à 6000 tours/minute, ceci malgré sa masse de seulement 17 Grammes.
Le rotor prend rapidement ses tours, mais le modèle bascule irrémédiablement à gauche : Fatalité de la dissymétrie de portance. Philippe dépité déclare que c’est un coup du sort…
Je lui propose donc d’ajouter une commande de roulis et de lui prêter un de mes moyeux à pieds de pales articulés.

-2° Essai : COUDU N°2
Le nouveau rotor ne donne pas satisfaction ; étant donné sa faible vitesse de rotation et la légèreté des pales (2,5 Grammes), la force centrifuge est très faible et la conicité est trop importante, ce qui empêche toute mise en autorotation. Ce type de moyeu est plutôt réservé aux rotors rapides (600 à 900 tr/min). Philippe décide donc de conserver la commande de roulis et de revenir au rotor rigide.

-3° Essai ou le bon coup du N°3…
Le grand jour est arrivé, le COUDU décolle, mais les débattements en roulis sont encore insuffisants pour compenser totalement la dissymétrie de portance.
La semaine suivante, les débattements sont portés à 10° à droite et à gauche, le vol en ligne droite s’effectue manche à droite.
L’idée géniale de Philippe sera d’ajouter un mixage Moteur/Roulis, le plein gaz donnant 13° de roulis à droite (personnellement, j’utilise depuis plusieurs années un gyro sur mes giros, d’où leur nom de JJroro).
Dans ce cas, la commande de roulis est homogène, mais cela entraîne un effet secondaire : Le modèle tourne à droite par effet girouette.
C’est pour cette raison que les volets de dérive sont décalés de 20 mm à gauche… Ouf!

CONSTRUCTION :

Si la conception de COUDU sort des sentiers battus, sa construction est classique et tout est sur le plan.
Il faudra vous procurer du Depron en 3mm pour le fuselage et 2mm( Aie !) Pour les pales, le 3mm peut peut-être dépanner mais nous n’avons pas essayé.
Le tube carbone diamètre 6/5 est utilisé pour le mât et le moyeu du rotor, en cas de difficulté d’approvisionnement, le mât peut être réalisé en balsa et le moyeu avec un tube d’alu.

Mât et commande de roulis.

Mât et commande de roulis.

Les pieds de pales en jonc de carbone sont emmanchés à force dans le moyeu. Quand le calage est bien réglé (normalement 0° à l’intrados) et après essais, il sont assurés par un congé de colle époxy Ceci permet un démontage ultérieur en chauffant la colle.

Calage des pales à 0°

Calage des pales à 0°

Les commandes sont réalisées en jonc de carbone de 1mm et cordes à piano 8/10 coudées et ligaturées /collées au niveau des guignols.

Détail des commandes de profondeur et lacet 1° version.

Détail des commandes de profondeur et lacet 1° version.

Contrairement au prototype, la commande des volets de direction est prévue avec une barre de liaison en carbone 1mm équipée de 3 morceaux de corde à piano 8/10 pliés d’équerre et ligaturés aux extrémités et au milieu, elles pivotent dans deux tubes en ABS collés sur les volets et sur le renvoi en alu au centre.
Un maître mot pour cette construction : Il faut veiller à ne pas dépasser le devis de poids, faute de quoi les qualités de vol seraient gravement affectées. N’oublions pas qu’un modèle léger est moins sensible aux chocs, c’est vrai pour les avions en général et pour les autogires en particulier.

Moteur de classe 20 grammes, réalisation de Xavier L.

Moteur de classe 20 grammes, réalisation de Xavier L.

PILOTAGE :

Comme tout autogire classique, le COUDU est très stable en tangage et chatouilleux en roulis, quant à la commande de profondeur ; elle est remplacée avantageusement par celle des gaz. Si le pilotage est relativement facile, il est préférable de maîtriser les commandes de gaz et de direction, contrairement aux avions classiques qui se pilotent manche au tableau et ignorent la commande de lacet. Un bon exercice préparatoire consiste à taxier l’autogire dépourvu de son rotor en effectuant des cercles, puis des hippodromes et enfin des huit à vitesse de plus en plus rapide et en s’imposant des points de passage précis. Ca fait rire les copains, mais c’est efficace (conseil de Philippe).
Le rotor rigide possède un meilleur rendement que le rotor articulé (l’énergie dissipée en battements est récupérée pour la portance) mais il interdit tout vol à l’extérieur ; la moindre turbulence serait fatale au modèle.

Décollage :
Il est intéressant de se positionner derrière le modèle afin de bien visualiser les mouvements de roulis.
Manche à mi-course à droite (roulis) puis gaz à fond, contrôler la trajectoire à la direction. Attention ! Le COUDU décolle en quelques mètres et monte à 45°. Contrôler le roulis en relâchant progressivement le manche, régler les gaz pour un vol en palier et attaquer le premier virage à la direction ; cette dernière est très efficace.
Il faut éviter de donner des ordres à piquer, si le modèle se cabre trop, il est préférable de réduire progressivement les gaz.

DSCI0124 xga rec

Vol :
La montée et la descente s’effectuent aux gaz, les virages se négocient à la direction et la commande de roulis est utilisée pour conserver une assiette horizontale ou peaufiner les virages, mais dans ce cas il faut être doux car la précession risque de se manifester.
Le problème de sortie de virage vent arrière ne se pose pas en salle, mais attention aux aérothermes, d’autre part il faut éviter de couper le moteur si le modèle est cabré, cette action pourrait arrêter le rotor.

FH000026 xga rec

Atterrissage :
Pour épater la galerie : Depuis le plafond de la salle, couper les gaz et aller ranger l’émetteur, le COUDU3 descend lentement en autorotation verticale et se pose en douceur, il peut même le faire avec seulement deux pales. Sinon atterrissage classique en réduisant progressivement la puissance.

DSCI0127 xga rec

LE PLAN :

A l’occasion d’ « AEROMANIA » à TOURNAI, le 12 février dernier, « COUDU 3 » a effectué plusieurs vols de démonstration et fait preuve d’une parfaite fiabilité.
Plusieurs modélistes ont émis le souhait d’en avoir le plan ; c’est la raison pour laquelle j’ai ressorti ma vieille boite de compas et dépoussiéré ma planche à dessin…
Pour des questions de place, le format a été réduit pour tenir dans une double page, mais l’original existe à l’échelle 1/1.
Des informations complémentaires concernant la dissymétrie de portance et le couple de précession sont accessibles via mon blog.

http://spaces.msn.com/members/scale-autogiro à la rubrique « GYROPLANS » jeancousin4923 via Google

Coudu3 à Aéromania 2006 en Belgique.

Coudu3 à Aéromania 2006 en Belgique.

Bonne construction et joyeuses autorotations avec COUDU3.

J Cousin.

PlanA4 Coudu3 xga largeur jpgNota : Coudu n’a pas pris sa retraite ; il sert de banc d’essais pour divers types de rotors : quadripales en balsa courbé,  quadripales à profils évolutifs en EPP, moyeux souples etc…

 
 
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4 commentaires pour Plan de l’autogire indoor « COUDU 3 »

  1. Bertolino dit :

    bel autogire !

  2. Philippe DUBOIS dit :

    Supers souvenirs !, un grand MERCI à toi Jean, de m’avoir poussé à commettre cet aérodyne !
    Je me suis régalé à sa mise au point et ce fût de bons moments de réflexion, d’élaboration, et plus simplement d’amitié. Le top du modélisme en somme, loin des engins tout faits, préts à consommer. Encore Merci pour cet article impeccable et sobre, en un mot professionnel.
    Amitiès
    Philippe
    J’en profite: Excellente année 2017 à toutes et tous ! et Bons Vols !

    • Bonsoir Philippe.
      Meilleurs voeux à vous deux également.
      Effectivement, nous avons vécu une époque formidable : Débuts en indoor, autogires etc… Maintenant c’est voltige en dépron et cela fait bien longtemeps que je ne suis plus passé à Frelinghien ; ça me donne envie d’y faire un saut jeudi !
      Je me consacre de plus en plus à la restauration et à l’entretien de mes Facel, mais la maison est toujours ouverte pour les amis.
      Bien cordialement.
      Jean.

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