MAGAZINE, LES COURS D'AEROMODELISME > TECHNIQUES : n°10 Imprimer l'article

PLANEURS THERMIQUES   Les planeurs, aéromodèles qui se déplacent sans moteur, utilisant tout simplement les courants d'air, sont sans doute, tout comme leurs homonymes de dimensions réelles, les avions les plus élégants. Dans le vaste groupe des planeurs, on peut différencier deux classes selon le système utilisé pour gagner de l'altitude les planeurs "aux vents de versant" ou anabatiques, et les "thermiques". Ceux de versant se servent surtout de l'ascendance qui se produit lorsqu'un courant d'air heurte un objet (le plus courant étant le versant d'une montagne, d'où son nom). Les "thermiques", appelés aussi, de façon peut-être plus précise, planeurs "de plaine", utilisent, pour voler, le même système que les aigles et autres grands rapaces : les masses d'air chaud qui montent des couches basses et moyennes de l'atmosphère et qui sont appelées "ascendances thermiques" ou, en abrégé, "thermiques".   Compétition de planeurs F3B : le plus haut degré de technologie en matière de planeurs thermiques.   A quoi ressemble un planeur ? Tous les planeurs ont une série de caractéristiques communes qui les différencient des autres aéromodèles, la plus évidente étant la pureté de leurs lignes : fuselages très étroits et effilés, lignes fort aérodynamiques, ailes particulièrement longues et étroites. Contrairement aux avions, dont le moteur fournit une énorme puissance pour leur faire prendre de l'altitude ou réaliser des manoeuvres acrobatiques, les planeurs dépendent, pour s'élever, des ascendances atmosphériques. Les planeurs de plaine, en particulier, doivent chercher les courants thermiques pour pouvoir gagner de l'altitude. Ces courants sont parfois rares; c'est pourquoi un planeur doit être prêt à voler sans ascendance. Quand le moteur d'un modèle s'arrête, ce dernier plane mais perd rapidement de l'altitude : la résistance aérodynamique est importante. Un avion de ce genre perd un mètre d'altitude tous les 6-10 mètres de progression. Ce coefficient, appelé coefficient de vol plané, est supérieur dans le cas des planeurs tous les 40 mètres de progression, ils perdent un mètre d'altitude; cette performance est due à leurs longues ailes, beaucoup plus efficaces, et à la faible perte d'énergie qu'ils subissent en essayant de vaincre la résistance de l'air. L'objectif est clair pouvoir parcourir un long trajet en perdant peu d'altitude, pour arriver à destination et/ou pour augmenter ses chances de profiter d'une autre thermique. Vol thermique Nos planeurs de plaine sont donc très stylisés et profitent des ascendances thermiques, qui, comme nous l'avons vu dans un autre article consacré aux techniques de vol, sont des masses d'air en principe peu visibles, qui montent grâce à leur faible densité. L'objectif à atteindre est de se maintenir dans les airs le plus longtemps possible; dans certaines compétitions, il s'agit de passer par une série de points déterminés, situés à une certaine distance les uns des autres. La technique est toujours la même après avoir atteint une première altitude grâce a différents systèmes que nous énumérerons plus tard, nous devrons localiser une ascendance, profiter de celle-ci pour monter le plus haut possible et, après avoir pris de l'altitude, voler vers l'endroit souhaité tout en perdant un peu d'altitude; en cas de besoin, il faut à nouveau localiser une ascendance et recommencer le cycle. Au début, il semble impossible ''d'attraper une ascendance", mais les experts peuvent piloter leur modèle des heures durant, sans devoir le poser au sol, donnant ainsi l'impression qu'ils "voient" réellement les ascendances. Il existe une différence de base entre les planeurs de versant et ceux de plaine : quand le vent souffle sur un versant avec l'orientation adéquate, l'ascendance est forte, constante et longue, ce qui facilite énormément le vol; de fait, il est possible, avec un vent adéquat, de faire du vol de versant, même avec un entraîneur dont le moteur est coupé. Dans le cas du vol de plaine, les choses sont différentes et l'ascendance est moindre. C'est pourquoi les planeurs de plaine doivent être plus aptes à profiter de ce phénomène que ceux de versant.     1) Ailes en treillis sur un planeur thermique (Résistantes et légères). Observez l'étroite section du fuselage. 2) Pour élever des planeurs de dimensions moyennes, l'"élastique" est une méthode assez brutale mais efficace.   Les ailes Les planeurs de plaine ont de longues ailes étroites (10 à 12 fois plus longues que larges). La raison est tout simplement d'ordre aérodynamique : cette forme permet un rendement supérieur. L'inconvénient de cette caractéristique est le suivant : une aile très longue à un long bras de levier et exerce une forte contrainte en son centre. Les modèles les plus grands (à partir d'environ 2,5 mètres) ont habituellement la partie centrale de l'aile renforcée avec de la fibre de verre ou de carbone pour éviter qu'elles se brisent en raison des contraintes de vol. De toute façon, pour piloter un de ces modèles, il est essentiel de voler en douceur et de savoir qu'un excès de vitesse suivi d'une manoeuvre brusque (un 'looping", par exemple) soumettent les ailes à un énorme effort. Le profil de l'aile a une importance primordiale dans le cas des planeurs. Il existe une grande variété de profils; les plus élaborés sont conçus dans des tunnels aérodynamiques. Malgré leur apparente ressemblance, leurs rendements sont très différents. Pour un même planeur, un profil correctement choisi et construit peut avoir un coefficient de vol plané deux fois supérieur à celui d'un autre apparemmment semblable, mais mal conçu ou construit. La surface des ailes doit être la plus lisse et la plus uniforme possible pour réduire au maximum la résistance a l'air. On réalise les modèles de compétition avec de la fibre, du "gel coat", et dans des moules en métal; leur finition est impeccable, et cela, pour garantir les meilleures prestations. Les ailes peuvent être indépendantes ou d'une seule pièce, ce qui est préférable car elles sont, ainsi, plus résistantes; mais à partir de 2,50 mètres (sauf pour les modèles de compétition F3B), on les fabrique en deux parties pour éliminer les problèmes de transport. La jonction des demi ailes entre elles ou avec le fuselage est effectuée au moyen de solides baïonnettes en métal ou en fibre de carbone. Le fuselage Dans le cas des planeurs de plaine, surtout ceux destinés à la compétition, on construit un fuselage le plus étroit possible en ne laissant que l'espace suffisant pour l'équipement radio. Il est étroit au possible et -sauf pour les modèles d'initiation, dont le fuselage est en forme de caisson- on l'arrondit en réduisant sa section au maximum, ce qui complique parfois l'installation de l'équipement radio. On adoucit l'emboîtement des ailes au fuselage à l'aide de "Karmanns" (un type de carénage qui donne au fuselage la même forme que celle des ailes), ce qui élimine toute possibilité d'arêtes, où se forment les turbulences. Sur les modèles de compétition, on bouche la moindre fente présente entre l'aile et le fuselage avec du ruban adhésif afin d'augmenter les qualités de vol du planeur. En général, le fuselage est particulièrement renforcé au niveau de la baïonnette qui unit les deux ailes.   1) Pour l'équilibrage final des planeurs, on place habituellement du plomb à l'endroit adéquat. 2) Le moteur électrique constitue une alternative à laquelle on recourt de plus en plus souvent pour prendre de l'altitude.   Compléments aérodynamiques On s'efforce donc de faire en sorte que le modèle plane le plus possible; le revers de la médaille paraît assez logique il a du mal à se poser. Pour faciliter l'atterrissage (surtout dans le cas des modèles de compétition, l'atterrissage devant être effectué à un endroit précis), on installe des aérofreins ce sont, en général, des surfaces qui s'ouvrent à la verticale sur l'extrados de l'aile (la partie supérieure) et qui opposent une résistance à l'air en brisant la substentation de l'aile. Les atterrissages en sont facilités. Le recours aux aérofreins se généralisé de plus on plus. Méthodes pour prendre de l'altitude Bien que les thermiques utilisées pour faire monter le modèle naissent au ras du sol, elles ne se forment pleinement qu'à une certaine altitude. Celle-ci varie selon le jour, le vent, etc.; mais cela se produit rarement à moins de 30-40 mètres. Nous devons donc parvenir à élever le modèle à une certaine altitude afin de disposer du temps nécessaire pour explorer le terrain et localiser les ascendances. Il existe de nombreuses manières d'y parvenir, des plus simples (mais fatigantes ) aux plus sophistiquées : lancé-main, à la course avec fil, avec élastique, avec treuil ou tiré par un autre modèle. Nous sommes convaincus qu'il en existe bien d'autres encore, mais celles ci sont les plus fréquentes.     Les planeurs de versant sont généralement plus lourds que ceux de plaine.   Méthodes manuelles Les méthodes manuelles sont simples et bon marché, quoique fatigantes. Le lancé-main s'applique aux petits modèles (en général moins de 1,40 mètre d'aile) pesant environ 300 grammes. Avec un peu de pratique, on peut atteindre 15-20 mètres d'altitude; comme ces modèles sont petits et légers, on peut profiter des thermiques de taille réduite et proches du sol, qui ne serviraient pas dans le cas d'autres modèles. Cette méthode est particulièrement populaire depuis quelque temps. On utilise depuis longtemps la méthode avec fil en vol libre (réglementaire pour les planeurs A1 et A2). Le planeur doit comporter un crochet de remorque sur sa partie inférieure, un peu devant le centre de gravite. On choisit un volontaire (de préférence jeune et fort) qui doit courir face au vent le plus vite possible en tirant sur une corde -ou un fil de pêche résistant- de 60-80 mètres de long. On place habituellement un fanion ou autre objet similaire près du modèle pour qu'il serve de frein au câble de remorquage. Le modèle s'élèvera comme un cerf-volant, et se trouvera quasiment à la verticale du coureur. A ce moment précis, ce dernier s'arrête et le câble lâche, freiné par le fanion. Il est alors possible de voler 3-4 minutes, temps suffisant pour trouver les ascendances. Cette méthode fonctionne très bien avec des modèles de dimensions moyennes (2-2,5 mètres d'aile) et qui ne soient pas trop lourds ou dont le vol ne soit pas très rapide. Les modèles plus grands ont besoin d'un véritable athlète ou de l'aide du vent.     1) Planeur sophistiqué de compétition en vol. Il peut dépasser les 150 km/h. 2) Détail de l'installation de la radio sur une maquette de grandes dimensions.   '' L'élastique '' La méthode de l'élastique est semblable à la précédente, mais on remplace le volontaire (pas toujours disponible par un long élastique, qui mesure environ 30 mètres de long et existe en plusieurs épaisseurs, à partir de 6 mm (pour des planeurs moyens); on utilise aussi des tuyaux chirurgicaux en caoutchouc, capables d'élever des planeurs de 4 mètres pesant plus de 4 kilos. On ancre l'élastique au sol au moyen d'un long piquet (de près d'un demi-mètre) à l'extrémité duquel on attache environ 100 mètres de gros fil de pêche; on place, au bout, un petit parachute qui agira comme frein. On tend l'élastique (en général 50-60 mètres environ) et on accroche le planeur au crochet de remorquage, au bout du fil. La force de traction de l'élastique catapulte le modèle qui s'élève à 70° par rapport au sol. Quand l'élastique retrouve sa longueur de départ, le modèle se détache. Ce système présente l'avantage suivant : il permet d'atteindre une altitude suffisante; par ailleurs, il convient à pratiquement tous les planeurs pour autant que l'on respecte les dimensions précitées. Il présente également un inconvénient : une fois que le modèle est lâche, il ne peut être freiné. Une certaine expérience est donc requise pour pouvoir le guider durant l'accélération et l'ascension. Si l'on n'y prend garde, les ailes du planeur risquent même de se briser. Le treuil Un treuil est un puissant moteur électrique qui fait tourner le tambour sur lequel le fil de remorquage est enroulé.  En ce qui concerne les planeurs, on utilise ce système dans le cadre des compétitions; c'est probablement pour les F3B que les treuils sont les plus puissants et les plus sophistiqués.  Un bon treuil - plus la batterie d'alimentation - coûte cher (entre 3200 et 4000 FF). Sa construction est quasiment artisanale; il est pourvu de moteurs de plusieurs chevaux de puissance.  Son fonctionnement est comparable à celui de l'élastique tout en tendant le câble, on lâche le modèle et on met le moteur en marche. Avec la puissance dont on dispose, on parvient (Si l'on connaît la technique et si le modèle le permet) à catapulter le modèle au delà de la longueur de la ligne (lors des compétitions, jusqu'a 30 et 40 mètres).  C'est le principal avantage; si les choses tournent mal, il est également possible d'arrêter le treuil, contrairement a l'élastique. Les inconvénients en sont le prix -mais on peut partager un treuil avec d'autres modélistes- et la nécessité d'avoir une certaine expérience, pour éviter de trop "forcer" l'ascension et de briser les ailes du planeur.   Autres systèmes Il ne reste plus qu'a mentionner le remorquage par un autre aéromodèle, système parfois utilisé parmi les clubs de modélistes. Ce système est particulièrement intéressant pour faire décoller de grands planeurs ou des maquettes. Il ne convient cependant qu'a certains types de modèles et demande une bonne adéquation entre le remorqueur et le planeur.