Madstab et mad-dérive, un historique | 3/4

Articles :   1/4   2/4   3/4   4/4

Le « mad stab 2020 »

Cette vidéo montre bien l’état de nos recherches à cette époque. Mais d’autres vidéos réalisées avant témoignent du cheminement effectué, comme celle-ci de 2010 diffusée en 2012, ou celle-ci de 2011.

La commande en tangage

Le contrôle en tangage est assuré par la commande de profondeur. Cette commande doit d’abord assurer le contrôle d’incidence de l’aile en contrant la tendance à piquer caractéristique d’un profil dissymétrique (ligne moyenne creuse) en vol ventre stabilisé. Cette tendance à piquer est propre aux profils à ligne moyenne creuse et non pas due au lest mis dans le nez du planeur pour l’équilibrer. C’est une caractéristique propre de ces profils. Ceci à toutes les vitesses. En voltige cette commande doit pouvoir modifier plus ou moins rapidement l’incidence de l’aile aussi bien en vol ventre qu’en vol dos. Enfin en voltige totale, pour les figures extrêmes genre flips, descentes à plat ou vrilles plates ventre et dos, le volet mobile monobloc devra débattre vraiment sur 2×90°. La difficulté principale est de rester précis autour du neutre correspondant au vol stabilisé à toutes les vitesses tout en débattant dans toutes les positions jusqu’à 180° pour s’adapter aux différentes figures. Pour les modèles légers, des commandes classiques avec guignols et tiges de commande, associés à de grands débattements peuvent convenir, mais sont vite limitées en précision. Pour des modèles rapides et très sollicités, il faut utiliser une solution parfaitement fiable. Des essais ont été réalisés sur des planeurs rapides de tailles différentes. La solution finalement retenue repose sur l’exploitation d’un couple de poulies à moyeux elliptiques. Les grands axes respectifs de ces poulies sont croisés à 90°. La liaison entre les deux poulies est assurée par des câbles en aller-retour. Les câbles utilisés doivent avoir une élasticité minimale. Donc le moins possible d’élasticité, tout en pouvant s’enrouler sans contrainte sur les poulies elliptiques. Les poulies elliptiques auront des géométries parfaitement superposables. Le servomoteur de commande, doit pouvoir débattre lui aussi sur réellement à 180°. Le pignon de sortie doit être monté sur roulements à billes et ne pas avoir de jeu perceptible ni de zone morte excessive. La zone morte propre aux servos numériques, permet de diminuer le grognement du servo provoqué par la rétroaction de la boucle d’asservissement. Le guignol support du stabilisateur monobloc doit lui aussi être monté sur roulements à billes. Enfin la tension des câbles doit être réglable facilement sur le terrain. Cette fonction est assurée par le chariot support de servomoteur qui doit pouvoir glisser sur la platine servo solidaire du fuselage.

  • Les flancs du guignol de profondeur sont ici réalisés en circuit imprimé pour assurer la soudure des tubes laitons. On voit aussi les deux roulements à billes à coller dans le fuselage. Le moyeu elliptique de la poulie n’est pas ici montré. Il s’agit là d’une commande en direct sans renvoi qui supportent le système dans le fuselage. Dispositif utilisé sur le Troll, le CATRAX.
  • Ici un ensemble de pièces utilisées sur un Quartz ou un Sylphe. Le guignol de profondeur et la poulie du servo sont ici taillés dans du ctp 2mm. Le renvoi à 90° est constitué de de deux roulements à bille montés sur un tube laiton entre 3 flasques circulaires.
Les flasques circulaires de séparation des roulements assurant le renvoi à 90° sont en matière plastique pour diminuer l’effet abrasif des frottements des câble aller-retour.
Sur le guignol présenté, les roulements sont dans le guignol. Mais il serait préférable de les placer à l’extérieur afin que le tube et la clef de stabilisateur tournent librement.
  • Montage du servo de profondeur sur un charriot glissant sur la platine servo solidaire du fuselage. Ici sur le CATRAX de 2019. La tige filetée et les deux écrous assurent une tension fixe réglable.
La tension des câbles doit être régulièrement contrôlée avant chaque vol, surtout après une période d’inactivité ou après une séance de voltige appuyée.
Remarquer le mode de fixation des câbles AR sur le disque supérieur de la poulie solidaire du servo.
Les câbles aller-retour sont doublés pour prévenir toute rupture. La rupture peut se produire par abrasion sur le fuselage ou dans les gorges des poulies. Elle ne s’est jamais produite mais il convient de surveiller régulièrement ce dispositif. En cas de rupture de cette commande, le planeur serait condamné…
  • Cet ensemble permet un glissement du charriot sur la platine et son blocage par deux vis à bois, pourvue de rondelles. La platine glissante en ctp peut être aussi immobilisée par des vis à bois et des rondelles en bois. De l’abrasif collé sous la platine améliore le frottement, donc assure l’immobilisation. Mais je recommande vivement l’utilisation de tiges filetées de blocage.

Le guignol de stabilisateur doit être monté sur un tube laiton de 3mm de diamètre supporté entre deux roulements à bille. Ces roulements sont collés dans des rondelles supports contre les flancs de la partie fixe de la dérive. Les roulements sont des 3x8x3.

L’écart entre les deux clefs de stab de ce Troll est de 2cm.
La commande de ce volet de dérive est aussi en câbles aller-retour. Ces câbles sont en acier gainé nylon et passent sous le guignol de stabilisateur. Noter la découpe circulaire de clef d’incidence.
Cette vue montre un guignol dans sa version précédente : les appuis des câbles ne sont pas alignés avec l’axe de rotation du guignol. Depuis une un noyau elliptique a remplacé cette disposition qui fonctionnait pourtant bien. Mais le noyau elliptique est encore plus précis.
Voilà un instantané des contraintes sur le stabilisateur en flip horizontal « à pousser ». Au sol rien n’apparait.
Le Quartz de Steve Lange, le Sylphe de François Cahour et le Troll de Stéphane Combet utilisent tous la commande de stabilisateur à poulie elliptique mise au point en 2016. Ici sur le site du plan des marmottes au Cormet d’Arêches, lors de notre rencontre en 2019.
Sur ce Troll (2020) le système d’immobilisation des chariots glissants des servos de profondeur et de direction. L’équerre en aluminium est fixée à la traverse de blocage du servo de commande de calage variable (on dit plus couramment d’incidence différentielle !) Le servo de profondeur à droite de l’image est tiré vers l’avant. Le servo de direction à gauche est repoussé aussi vers l’avant. Notez que l’écrou qui repousse le servo de direction ne possède pas encore de contre écrou ni de rondelle frein. Ceci provoquera en vol des oscillations en roulis par flutter lent du volet de dérive. Cette négligence sera corrigée après quelques émotions.
  • Après un atterrissage loupé, provoqué par le flutter de dérive, il a fallu récupérer le planeur fiché dans la falaise du site de l’Aiguille de Roselette.
Le pilote se situait au sommet de cette falaise. Le planeur s’est posé mais a ensuite glissé dans l’herbe pour se retourner ensuite quelques mètres plus bas dans la falaise. Cette fois-ci il n’a pas été nécessaire de planter des pitons pour remonter le chercher comme à Font d’Urle, ni de descendre à en rappel comme à la Roche Chevalière. Les commandes d’empennage et d’incidence à débattement extrême, ont permis de manœuvrer avec les rafales de vent et le planeur s’est décroché pour se poser sur le dos au pied du pilote récupérateur sans dommage ! Cet incident a clôturé une très belle séance de voltige où le demi-tonneau déclenché se passe directement à la dérive ! Le pilote récupérateur qui vole aussi sur Troll et Sylphe était Jérôme Suss, compétiteur et excellent pilote de voltige silencieuse. Jérôme venait juste de se poser un peu plus bas après une série de vrilles à plat terminées elles aussi un peu trop bas. Là aussi sans dommage.
Steve Lange, pilote californien très bon voltigeur, règle ici son émetteur pour piloter son nouveau Quartz en 2019. Remarquer que le Quartz utilise le mad stab. L’atelier (seulement de maintenance) est situé au pied du chalet. Ce Quartz vole maintenant en Californie.
Steve anime le site www.slopeaerobatics.com
Steve Lange et Stéphane Combet se retrouvent au Mont Clocher face au Mont Blanc. Le Svolazzo effectuera son premier vol avec succès le jour même. Steve Lange prendra aussi en main son Quartz pour la première fois. Une bonne journée pour la voltige totale.

Les sites de vol évoqués sont localisables sur le nouveau RC-SlopeS, comme je l’indique ici.

Les servos que je recommande après essais sur banc et tests en vol sont pour le Troll

Les D85MG de Hitec, vraiment programmables sur 180° et résistant à la traction des câbles AR.
Pour le Quartz et le CATRAX les MG250MW toujours de Hitec qui équiperont aussi les versions 2m50 et 3m du Troll. Cette nouvelle version à fuselage carbone et mad dérive est merveilleusement gratteuse et voltigeuse, comme beaucoup ont pu le voir cet été sur le Bisanne.
Ce MG250MG a fait l’objet de tests sévères lui aussi sur banc et en vol en conditions extrêmes. Il peut être programmé sur une course de 250°, ce que n’indique pas l’annonce du distributeur. Les servos KST utilisés jusqu’ici, au demeurant excellents en usage normal, ont présenté des faiblesses en vol : 3 pignons de sortie sectionnés au ras du roulement à cause de la tension des câbles survenu lors d’un déclenché. Comme quoi…

Prochain article : la « mad dérive ».