F-16 DE KYOSHO

Un petit "Ducted Fan" à propulsion électrique

Le modèle que nous allons vous présenter cette semaine sur ce site Aeromodelisme.orG, est une reproduction approximativement à échelle d'un avion de chasse moderne. Contrairement à d'autres modèles similaires disponibles sur le marché, il ne possède pas d'hélice visible: de l'extérieur, on dirait un avion " à réaction ". Ce n'est pas par hasard que nous l'avons mis en tête de liste des modèles qui vous seront décrits sur ce site: il s'agit en effet d'un avion que l'on aurait considéré comme "impossible" il y a dix ans encore, et cela pour différentes raisons.

Lorsqu'on enlève la cabine, on aperçoit la batterie fixée à l'aide d'une bride en plastique (à droite).

Vous avez dit "Ducted Fan" ?
II y a une dizaine d'années, l'aéromodéliste qui souhaitait construire une maquette d'avion à réaction ne disposait que de trois options: soit installer un moteur classique (une technique simple mais peu esthétique); soit utiliser un pulsoréacteur (système de propulsion à réaction, très bruyant et extrêmement dangereux, utilisé seulement par quelques rares spécialistes); soit utiliser un ducted fan. Cette dernière technique consiste à intégrer un moteur à explosion à l'intérieur du fuselage, dans une tuyère qui court sur la quasi-totalité de sa longueur. Le moteur est équipé d'une hélice très particulière, de faible diamètre et munie habituellement de plusieurs pales. Le moteur est presque invisible de l'extérieur. Comme il tourne à très haut régime, il produit un jet d'air à grande vitesse, et c'est ce dernier qui propulse le modèle.
Le système ducted fan est apparu il y a une trentaine d'années et reste peu utilisé. En effet, il nécessite des moteurs très spécialisés et des réglages pointus pour éviter, notamment, que les pales ne viennent taper contre la tuyère. Lorsque le premier système ducted fan à propulsion électrique est apparu, il y a dix bonnes années, les "vieux" modélistes que nous étions manifestèrent un certain scepticisme. Et c'est à la surprise générale que fut lancé sur le marché un modèle comme le F-16, franchement difficile à construire pour un modéliste "moyen", avec une jolie finition et un ducted fan miniature entraîné par un moteur électrique. Précisons que pour obtenir de bonnes performances, la taille du système de propulsion doit être suffisante.

1) En plein vol, le réalisme du F-16 est saisissant. II ne manque que la fumée...

2) Chaque aileron est actionné par un petit servo. La commande d'aileron est très directe.

Le modèle
Comme nous l'avons dit, il s'agit d'une petite maquette du célèbre F-16 américain. Notons que le même fabricant propose dans son catalogue d'autres modèles de ce type. Ils offrent tous un niveau élevé de préfabrication, ce qui permettra au modéliste moyen de les construire... et de les faire voler ! Précisons d'emblée que, même si leur construction n'est pas compliquée, ces modèles ne sont pas destinés aux débutants, mais bien aux aéromodélistes confirmés, avec une certaine expérience, non seulement de la construction, mais surtout du pilotage des aéromodèles.
Le F-16 Fighting Falcon (son nom complet) est un aéromodèle à aile médiane, avec une envergure de 935 mm et une longueur totale de 90 cm. Son poids varie fortement selon la batterie et la radio utilisées. II oscille autour de 1200-1300 grammes. La structure est en foam à haute densité, moulée. L'entoilage est en plastique brillant. Comme nous le verrons lors de l'essai en vol, ce matériau est relativement plus résistant qu'il ne paraît à première vue. En outre, iI est facile à réparer.
Le kit est très complet. II inclut le moteur et le fan, ainsi que la tringlerie pour les commandes. 

Le degré élevé de préfabrication rend inutile l'utilisation d'un plan, lequel est remplacé par un livret d'instructions. Celui-ci contient de nombreux schémas qui facilitent grandement le montage.

Matériel nécessaire
Pour la construction du F-16, vous aurez besoin d'une radiocommande d'au moins quatre voies, de
quatre microservos et d'un variateur électronique de vitesse du type de ceux qui sont habituellement utilisés sur les aéromodèles. Vous devrez également acheter la batterie pour le moteur et l'équipement de radiocommande. Le fabricant recommande une batterie de 7 éléments et 1700-2000 mAh de capacité. Mais comme nous le verrons lors de l'essai, une solution mieux adaptée consiste peut-être à opter pour une batterie plus légère. Vous devrez acquérir des rallonges de servo de 40 cm (4) et deux connecteurs en "Y", sauf si vous disposez d'une radiocommande à mixages complexes. L'emploi de microservos élève notablement le coût du montage, mais il se traduit par un gain de poids de 25-30 grammes par servo (100 grammes au total), ce qui influe de façon évidente sur les qualités de vol.
L'outillage nécessaire au montage est basique. La nature du matériau à coller (foam) oblige à utiliser des colles qui n'auront sur lui aucun effet dissolvant: époxy rapide (recommandé par le fabricant), colle blanche ou cyanoacrylate spécial pour foam. Le kit inclut une espèce de "nacelle" qui nous servira de support pour poser le modèle sur le terrain de vol, mais aussi de gabarit pour l'alignement des composants pendant certaines phases de montage.

1) L'accès à l'électronique et au pack d'accus se fait par la cabine qui se ferme par velcro.

2) Avec le F-16, les virages doivent être larges (et pas trop proches du sol). Attention au décrochage.

Montage du Ducted Fan
En suivant les instructions, le montage de l'avion commence par le fan et le moteur. Le moteur est un Kyosho AP-29L. Dans la nomenclature générale, il correspond à un Mabuchi 380-400. En réalité, il s'agit d'un moteur totalement différent, plus long et avec une carcasse distincte des AP29 habituels. 

II existe un autre moteur optionnel, muni d'un autre bobinage, qui fournit davantage de poussée, au prix d'une consommation plus élevée. Le moteur est fourni avec les câbles et les condensateurs installés. II est de type "tracteur" (l'air passe de la turbine au moteur, comme souvent sur les aéromodèles). Nous ne disposons pas des données exactes en matière de puissance et de consommation, mais les batteries recommandées par le fabricant laissent supposer une consommation d'environ 30 ampères.
Après avoir installé l'adaptateur d'hélice (avec fixe-écrou, de préférence), le moteur est fixé à la carcasse. Puis on monte la turbine (5 pales et 60 mm de diamètre) en utilisant la vis prévue à cet effet. Le kit inclut un petit cône en plastique que l'on installe sur la turbine pour améliorer ses qualités aérodynamiques. II existe un autre cône, optionnel, en aluminium. Les pales de la turbine propulsive sont en plastique souple. II se peut que cet élément diminue l'efficacité du système, par l'apparition de vibrations et de déformations à haut régime. Les câbles d'alimentation doivent être tirés, comme indiqué dans le livret d'instructions (à l'extérieur de la tuyère principale), jusqu'au contrôleur de vitesse.

1) Chaque aileron est actionné par un petit servo. La commande d'aileron est très directe.

2) Les ailes sont fournies montées. Profil plan-convexe de faible épaisseur.

Le fuselage
Comme on le voit sur les images du kit, le fuselage est composé de deux pièces en foam à haute densité, dans lequel on a moulé la tuyère principale et les encastrements d'ailes. On constate aisément que le fuselage présente des formes (y compris la grande prise d'air située sous la cabine) et une section transversale qu'il est difficile de construire en utilisant des moyens classiques. Après avoir découpé (avec un cutter bien effilé) les zones signalées dans le livret d'instructions - qui correspondent aux prises d'air, au logement de la clé d'aile et au passage des câbles de servos -, il ne reste que quelques opérations à effectuer: installation des supports de clés d'ailes en contreplaqué (collage à l'époxy rapide) et montage de l'ensemble moteur-fan sur le fuselage.
S'agissant d'un moteur électrique à faible vibration, le montage de la turbine et du moteur dans le logement prévu à cet effet est réalisé avec du double face. Ensuite, les deux moitiés du fuselage sont collées à l'époxy. En même temps, on installe la pièce en bois prévue pour l'ancrage de la batterie principale. Dernière opération, qui ne prend que quelques minutes: décorer le fuselage avec les autocollants fournis et coller le patin d'atterrissage en plastique.

1) Le pilote d'essai et son F-16.

2) Prises d'air principale et secondaire, et patin d'atterrissage.

L'empennage
Comme le reste du modèle, il est fabriqué en foam recouvert d'une feuille de plastique décoré. 

Le stabilisateur a une envergure de 30 cm. II doit être monté à l'époxy, en deux parties, avec une certaine inclinaison vers le bas, comme sur le modèle original. L'angle exact est obtenu grâce à la "nacelle" d'appui dont nous avons déjà parlé. La partie mobile dés stabilisateurs est étroite (environ 3 cm de large).
Selon les instructions, la dérive comprend une partie mobile. Sur notre modèle, elle était toutefois d'une seule pièce, ce qui semble plus logique pour ce genre de modèle. Outre le fait qu'une dérive mobile serait peu opérationnelle, nous économisons ainsi le poids d'un servo et d'un câblage.
Malgré les petites dimensions du modèle, chaque moitié de stabilisateur est actionnée par un servo propre. La raison en est que la sortie d'air de la turbine doit rester libre. En outre, il serait possible de mélanger chaque demi-stabilisateur avec l'aileron qui est situé du même côté... En toute logique, la commande est très directe et positive, s'agissant d'une tringle courte et droite.

Les ailes
Les ailes sont fournies sous la forme de deux demi-ailes réalisées en foam. Impossible de savoir si elles renferment l'une ou l'autre pièce de renfort en bois. Le fait est que leur résistance est suffisante par rapport aux dimensions et au poids de l'avion. Le plan d'aile est trapézoidal, avec une corde maximale de 28 cm, ramenée à 12,5 cm aux pointes. Son profil est plan-convexe.
Les 6 cm centraux de l'aile sont ajourés sur la zone externe pour abaisser le poids total. Les ailerons occupent 80 % du bord de fuite.
Le montage des ailes n'est guère fastidieux: après avoir collé le renfort sur le fuselage, on installe les servos (un par demi-aile) qui sont fixés au moyen de ruban adhésif double face, sur un support collé à l'aile avec de l'époxy. Comme dans le cas des stabilisateurs, la commande est courte et directe. Le servo est couvert par un cache en plastique fixé avec du ruban adhésif.
Les ailes sont ancrées au fuselage au moyen d'une clé en contreplaqué et collées à l'époxy. L'alignement est obtenu par de petites chevilles en bois et grâce à la "nacelle" du modèle. Le dièdre des ailes est très faible (un peu plus de 2 cm, au total).

L'équipement radio
Nous avons déjà signalé qu'il valait mieux utiliser des servos miniatures (10-12 grammes chacun), ainsi qu'un contrôleur de vitesse moteur avec une capacité d'environ 40 ampères. Sur les quatre servos, deux sont logés dans les ailes. Les deux servos de commande de profondeur sont logés dans les flancs du fuselage (à l'extérieur). Les quatre servos sont fixés à l'aide de double face. Les instructions sont claires en ce qui concerne les différentes rallonges et les câbles en "Y". L'antenne est fixée le long du fuselage (à l'extérieur) avec du ruban adhésif normal. Le contrôleur de vitesse et le récepteur sont logés dans la partie avant du nez, fixés au fuselage avec du double face. L'accès se fait à travers la cabine, laquelle est fixée au moyen de quatre petits morceaux de Velcro.
La batterie principale (celle qui alimente le moteur et le système radio à travers le contrôleur de vitesse) est également mise en place à travers la cabine du modèle. Elle est calée à l'intérieur du fuselage au moyen d'une bride en plastique. II faudra la déplacer en avant ou en arrière jusqu'à ce que le centre de
gravité soit situé au bon endroit (à 100-103 mm du bord d'attaque de l'aile). Sa position exacte devra être marquée.
Les instructions mentionnent clairement les courses des différentes commandes: 6 mm dans chaque sens pour la commande des ailerons, et 8 mm dans chaque sens pour la gouverne de profondeur. En ce qui nous concerne, nous avons scrupuleusement respecté les courses recommandées.

Finition du modèle
L'un des charmes propres aux modèles électriques est qu'ils ne nécessitent aucun type d'imperméabilisation au carburant. En outre, le F-16 est très bien fini d'origine. Le reste de la décoration se fait au moyen du jeu d'autocollants inclus, dont vous apprécierez la qualité sur les images.
Le kit inclut les éléments permettant de monter deux jolis missiles placés en bout d'aile (à retirer avant le vol). Ils se fixent à l'avion au moyen de deux petites vis.

En l'absence de train d'atterrissage, le modèle doit se poser sur le patin inférieur.

Essai en vol
Le vol d'essai fut notablement plus délicat que d'habitude. Comme nous l'avons dit, le F-16 accepte deux types de moteurs électriques. Nous avons décidé d'effectuer le vol d'essai avec le moteur d'origine, sans aucune modification. Après avoir chargé la batterie (un pack classique de sept éléments), nous l'avons installée sur le modèle. Après les vérifications d'usage, nous avons mis le moteur en marche. À vrai dire, il nous a semblé qu'avec cette combinaison de moteur et de batterie, la poussée obtenue était relativement faible. C'est donc avec une certaine appréhension que nous nous sommes rendus sur l'aire de vol.
Le modèle doit être lancé à la main (bien entendu, vu l'absence de train d'atterrissage). Nous l'avons laissé prendre de la vitesse et avons poussé le moteur à plein régime. II faut bien avouer que, comme nous le craignions, cette combinaison ne permet pas au modèle d'évoluer très librement: la puissance disponible suffit à peine à le maintenir en l'air. Nous l'avons posé - vaille que vaille ! - pour revoir la question. La meilleure chose à faire consistait à ajouter deux éléments de batterie supplémentaires. 

Ce faisant, nous avons obtenu davantage de puissance, au prix d'une plus grande consommation et d'un poids supérieur. Cette combinaison autorise un vol plus confortable, même si, à notre avis, l'excès de poids se fait sentir.
En vol, le F-16 évolue avec noblesse. Toutefois, il ne s'agit pas d'un acrobatique, mais bien d'un petit modèle à charge alaire élevée, de type maquette. En d'autres termes, les commandes doivent être manipulées avec prudence, si l'on souhaite obtenir de larges virages du type "avion de chasse" sans perte de vitesse. Avec la motorisation mentionnée, nous devrons nous contenter de vols tranquilles. Comme pour tous les ducted fans, les vitesses atteintes sont appréciables. Mais on ne peut pas en dire autant des accélérations, compte tenu du faible diamètre de l'hélice. L'atterrissage ne présente guère de difficulté: il suffit d'aligner le modèle sur la piste, de couper le moteur et d'appliquer progressivement de la profondeur pour freiner le modèle.

Autres options
Après ce vol d'essai, nous avons réétudié la question de la motorisation. Tel quel, le modèle est très beau, d'un grand réalisme (dans les mains d'un pilote expérimenté !). A notre avis, les qualités de vol du F-16 pourraient être fortement améliorées avec un pack de 8 éléments de batterie de type SCR-1000 (moins encombrant et moins lourd que les accus classiques). Grâce à cela, on réduit le poids de l'avion de plus de 200 grammes (par rapport à la configuration que nous avons testée), ce qui est appréciable sur un modèle de cette dimension. Si nous installons en outre le moteur optionnel et les microservos, l'avion acquiert des qualités de vol bien meilleures. Pour les plus gros budgets, signalons que la firme américaine Astro, spécialisée dans les moteurs électriques, propose un moteur à hautes performances spécialement prévu pour cette catégorie d'avions et qui fournit une poussée deux fois supérieure...

Caractéristiques et détails :

1) Techniques:

Constructeur : Kyosho
Envergure: 935 mm 

Longueur : 900 mm
Poids en ordre de vol: 1150 g (données constructeur)
Surface alaire: 19,5 dm2

2) Fonctions pilotées: 
Ailerons, profondeur et moteur.