MOTOPLANEURS
ELECTRIQUES Depuis bien longtemps, les motoplaneurs constituent une catégorie privilégiée en matière de propulsion électrique. Et de fait, plus de 75 % des aéromodèles électriques sont des
motoplaneurs, alimentés le plus souvent par des batteries de 6-7 éléments. La raison de cet état de fait est évidente: les moteurs, les accus et les chargeurs utilisés dans cette catégorie sont ceux que l'on retrouve sur les voitures électriques. Ils sont donc relativement bon marché et faciles à acquérir. Dans
un article précédent, nous avions abordé les différentes classes d'aéromodèles électriques, que nous avions regroupées en deux grandes familles: d'une part, les "élémentaires" équipés de moteurs de type Mabuchi 540-550 alimentés par des accus de maximum huit éléments, comme ceux dont nous parlions au début de cet article (et dont la technologie est plus ou moins directement inspirée de celle des voitures). D'autre part, les plus complexes, propulsés par des moteurs plus ou moins sophistiqués, alimentés par des éléments Ni-Cd
/ Ni-Mh en quantité importante. Nous traiterons surtout du premier groupe, car l'on peut supposer que les lecteurs intéressés par les modèles plus sophistiqués auront déjà leur petite idée sur le sujet. 
Participants
à une compétition. Cette catégorie d'aéromodèles est devenue très
populaire. Sa simplicité n'est qu'apparente. Structure générale
Vous trouverez dans le commerce de nombreux kits destinés au montage de
modèles de ce type. Ils peuvent être classés en deux groupes. Le premier est celui des "lents et flottants": des modèles d'environ deux mètres d'envergure, à structure archiclassique (fuselage caisse en bois et ailes à
structure, ou plus récent, c'est à dire en mousse). Leur poids, et donc leur charge alaire, sont faibles. Et comme leur profil est généralement plan-convexe, leur portance est élevée. Ils autorisent de
superbes vols planés lents et conviennent magnifiquement aux journées sans vent bien fournies en thermiques.
Mais dès que le vent forcit un peu, ils ne se sentent plus aussi "à l'aise", compte tenu de leur faible pénétration dans l'air et de leur vitesse de vol limitée.
Le second groupe est celui des "modernes" ou semi-classiques: ailes en porex coffré et fuselage en fibre ou en plastique. Certains possèdent un fuselage construit dans ce genre de matériau, avec des ailes à structure, mais, en règle générale, ces modèles évoluent mieux à grande vitesse que les modèles de l'autre groupe. Par conséquent, un débutant se sentira bien plus à l'aise aux commandes d'un avion du premier groupe, alors qu'un modéliste plus "affranchi" éprouvera davantage de plaisir à explorer le ciel aux commandes d'un appareil plus rapide, avec plus de chances, donc, de trouver de bonnes ascendances.
Dans les deux cas, on essaie d'obtenir des fuselages les plus étroits possible, afin de réduire au maximum la résistance aérodynamique. Sur ce point, les fuselages en fibre prennent l'avantage sur ceux en bois. En général, la radio est embarquée entre l'accu du moteur et ce dernier, isolée par des cloisons. Celles-ci seront solides, pour
éviter qu'en cas d'atterrissage brutal, les accus ne se déplacent et viennent écraser les fragiles éléments de la radio. Certains fabricants préfèrent placer les accus sous le fuselage, ce qui offre, en outre, le double avantage de faciliter leur remplacement et d'optimiser leur refroidissement en vol. Le système de fixation est souvent constitué d'élastiques. 
1)
Un motoplaneur en pleine ascension. Construction en balsa pour la
légèreté. Le fuselage est en fibre. 2)
Moteur de type Mabuchi 540, avec et sans réducteur.
Groupe moteur
La règle, en ce qui concerne les motoplaneurs, consiste à utiliser des moteurs relativement simples
(Mabuchi 540-550, Speed 600, etc.) alimentés par des accus de 6-7 éléments (faciles à recharger au départ d'une batterie de 12 volts, comme celle de votre voiture, par exemple, et d'un chargeur de base). Le plus souvent, l'hélice est couplée directement à l'arbre moteur. Mais dans le cas d'un modèle plus imposant, on peut envisager l'installation d'un réducteur (système qui réduit le régime de rotation de
l'hélice), ce qui permet l'emploi d'une hélice plus grande dont la traction et le rendement seront meilleurs.
Quelle que soit l'option choisie, l'hélice est presque toujours repliable (on en trouve dans le commerce à des prix très abordables). Le fait que l'hélice soit repliable offre plusieurs avantages: quand on coupe le moteur, une
telle hélice cesse de tourner et réduit donc fortement la résistance à l'avance
du planeur, ce qui améliore le vol plané de manière impressionnante. Outre ce point, qui justifie à lui seul l'emploi d'un tel système, les risques de plier l'arbre moteur lors de l'atterrissage sont bien moins grands qu'avec une hélice rigide. Quoi qu'il en soit, pour que l'hélice se replie, il faut que le moteur soit "freiné"; la plupart des interrupteurs et variateurs pour vol électrique intègrent cette possibilité.
1)
La charge alaire de ce modèle se situe entre celle d'un planeur de sport
pur, et celle d'un modèle motorisé plus lourdement. 2)
Au-delà d'une certaine puissance, les hélices sont en fibre de carbone.
L'emploi d'hélices repliables s'est généralisé.
Optimisation du groupe moteur
La plupart des kits commerciaux de motoplaneurs électriques fournissent une série d'indications relatives au moteur, aux accus et à l'hélice. Mais il se peut que vous deviez avancer "à tâtons" pour obtenir la meilleure combinaison, ou acquérir une hélice et un moteur différents de ce qui est spécifié par le constructeur; enfin, votre budget est peut-être insuffisant pour l'achat d'un
"supermoteur".
Heureusement, les moteurs électriques, y compris les plus économiques, offrent un éventail de possibilités extraordinairement large.
Une série de principes régissent le comportement de l'ensemble
moteur-hélice-accu. En voici quelques-uns. Le plus surprenant est qu'il est possible de faire développer par un moteur, soit beaucoup de puissance sur une courte
durée, soit peu de puissance de façon prolongée; il suffit pour cela de modifier l'hélice et/ou l'accu. Plus l'hélice sera petite (moindre diamètre et/ou pas), moins il consommera (ce qui augmente la durée des accus) et moins il développera de puissance. Ainsi, un Mabuchi "normal" alimenté par 6-7 éléments et entraîné par une hélice de 15x7,5 ou 15x10 fournira peu de poussée, mais sur un temps plus long, alors qu'avec une 23x10, nous aurons plus de traction, mais moins d'autonomie. Sans modification des autres paramètres, plus nous aurons d'éléments, plus la puissance obtenue sera élevée. Sur un modèle qui se "traîne" avec une hélice donnée, l'ajout d'un élément de batterie peut produire l'effet d'un "turbo"...
Ces règles ne sont pas absolues: les petites hélices ont des rendements limités, et si vous soumettez votre moteur à trop d'hélice et/ou trop d'éléments de batterie, le courant sera trop intense et vous risquez de le "griller" (c'est alors que vous vous déciderez à acquérir un moteur plus cher et plus costaud...).
Compétition
de planeurs sous le soleil. Ce motoplaneur est muni d'un réducteur
(quasiment 5:1) et d'une grande hélice à haut rendement.
Exemples pratiques
Voyons cela d'un point de vue plus pratique. Si votre modèle est de type "flottant", à faible charge alaire et vitesse de vol réduite, la meilleure solution consiste à opter pour un groupe propulseur à grande autonomie, mais à puissance limitée (pour éviter que l'avion ne dépasse la vitesse pour laquelle il a été conçu): commencez avec 6-7 éléments et une hélice repliable de
7x4 (16-18 cm de diamètre, et 7-10 cm de pas); les modèles de 1200-1500 grammes tolèrent très bien ce genre de combinaison.
Si, au contraire, notre planeur est plus rapide en vol et présente une charge alaire plus importante, il est logique de lui fournir un maximum de puissance pour lui permettre de voler le plus vite possible. Notre
"Mabuchi" donnera de meilleurs résultats avec 7
éléments (voire 8) et une hélice plus grande (20x10 ou 23x10 cm). Le moteur chauffera davantage, raison pour laquelle il serait bon de prévoir des prises d'air pour son refroidissement et celui de l'accu.
1)
Moteur samarium-cobalt à très hautes performances utilisé en
compétition. Sa consommation peut dépasser 60 ampères. 2)
Les motoplaneurs de ce type (compacts, mais avec une motorisation
généreuse) sont appelés "hot liners" et sont très populaires
en Europe centrale.
Équipement radio
Pour pouvoir manoeuvrer convenablement un motoplaneur électrique, on utilise en général une
radio à trois voies, au moins. Même si l'on trouve dans le commerce des interrupteurs programmables qui coupent le moteur après un laps de temps déterminé (sans intervention de la radio), il est préférable de pouvoir allumer et couper ce dernier à volonté. Si votre intention n'est pas de vous lancer dans la compétition, deux petits servos et un système d'arrêt du moteur via la radio feront l'affaire. Les catalogues des différents
fabricants en proposent un large éventail. Certains d'entre eux intègrent une fonction fort utile: lorsque la tension de l'accu principal descend sous un seuil donné, ils interrompent l'alimentation du moteur tout en conservant celle de la radio. Les modèles les plus sophistiqués permettent même le fonctionnement du moteur sur une durée limitée (pour faciliter l'atterrissage, par exemple). L'emploi d'un tel système permet, en toute sécurité, de se passer de batterie pour la radio, avec le gain de poids qui en découle. Compte tenu du fait que sur ces modèles relativement simples et peu puissants, le moteur est soit à l'arrêt, soit à plein régime (pour gagner de l'altitude le plus rapidement possible), rien ne vous empêche d'opter pour un interrupteur moteur en lieu et place d'un variateur (qui, sans aucun doute, vous reviendra plus cher). L'installation sera réalisée comme spécifié par le constructeur. Une bonne mesure de
sécurité consiste à intercaler un fusible de 20-30 ampères entre l'accu et le moteur (comme ceux utilisés sur les voitures: compacts et économiques). Ainsi, en cas de grippage du moteur, de choc, etc., vous préviendrez tout court-circuit susceptible de mettre le feu au modèle...
1)
Pour les moteurs haut de gamme, des connecteurs et des câbles à haut
rendement s'imposent, si l'on veut éviter les odeurs de brûlé... 2)
Le pack d'accus peut représenter quasiment le tiers du poids total du
modèle. Ce planeur en compte huit, mais il pourrait en embarquer
quatorze. Compétitions
et techniques de vol
Un motoplaneur électrique, c'est, avant tout, un planeur (même si sa charge alaire est plus importante...). La première opération consistera à vérifier qu'il a été correctement construit et qu'il est bien centré, comme s'il était dépourvu de moteur. Une fois sur le
terrain, ce sera au tour de la radio d'être vérifiée, avec moteur allumé et avec moteur éteint. N'oublions pas que le moteur et ses câbles se trouvent à quelques centimètres à peine du récepteur et qu'un déparasitage imparfait se traduira par la perte de contrôle
du modèle dès que celui-ci se trouvera à une certaine distance. Si vous avez opté pour un variateur de vitesse, assurez-vous qu'il n'interfère pas avec la radio. Si tout est en ordre, lancez le planeur à la main (avec suffisamment de
poussée) pour les tests de vol plané.
L'étape suivante consiste à mettre le moteur en marche et à relancer le modèle. II est essentiel de caler correctement les incidences du moteur, de telle sorte que ce dernier (allumé comme éteint) ne modifie en rien les qualités de vol
du modèle. II est de règle de donner suffisamment d'incidence négative pour éviter les mouvements de "montagnes russes" et les décrochages qui en résultent. Ensuite, il ne vous reste plus qu'à voler, et voler encore jusqu'à ce que vous vous soyez habitués à ses réactions, ce qui se révélera fort utile lorsque vous partirez à la recherche de thermiques. Ce n'est qu'avec un
planeur bien réglé et dont on connaît parfaitement le comportement qu'il est possible d'interpréter les signes indicateurs d'une bonne zone d'ascendances. Pour les fans de compétition, il faudra apprendre à s'adapter à toutes les conditions météorologiques, y compris les pires (car nous savons tous que les jours de compétition, le temps est généralement exécrable...).
Les compétitions pour motoplaneurs électriques connaissent un engouement sans cesse croissant. On trouve plusieurs catégories, dont l'une prévoit des accus de maximum sept éléments (comme les planeurs d'initiation que nous sommes en train d'étudier). Les modalités varient, mais, en général, le concours consiste à effectuer trois vols de six à dix minutes sans recharger les accus. Le dépassement de temps est pénalisé (obligation d'atterrir en un point déterminé après six minutes, exactement, ce qui exige une
certaine dextérité). Dans d'autres compétitions, le temps d'utilisation du moteur est limité, ou c'est le temps durant lequel il est en marche qui est sanctionné. Autant de règles qui influent sur le choix du modèle: si c'est le temps de fonctionnement du moteur qui est pris en compte, mieux vaut opter pour une combinaison
moteur-hélice-accu très puissante.
Quoi qu'il en soit, les règlements sont prévus pour obtenir une égalité
relative entre les modèles et favoriser les techniques de vol adaptées: une rapide localisation des thermiques se traduit par une réduction du temps d'utilisation du moteur, une économie de nos précieuses batteries et un temps de vol plus important. Vous l'aurez compris, les compétitions de motoplaneurs électriques sont, dans leurs différentes catégories, passionnantes et exigent un minimum d'investissement en matériel. Bon amusement! |
