Aéroglisseur - Naviplane N300

Les articles décrivant la genèse et la construction du Naviplane N300 sont réunis ci-dessous. Ce sont les mêmes que ceux publiés dans le fil de discussion:
https://modelismenavalradioc.forumactif.com/t12299-aeroglisseur-naviplane-n300#171039
Seuls les commentaires, réponses et conseils de nos éminents membres ont été supprimés afin de rendre la consultation du projet plus fluide. Mais la lecture du fil complet peut aussi être intéressante...
Bonne lecture,
Marcel.
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Bonjour,

Comme il faut bien occuper les longues soirées d’hiver et le le WS 60HJ étant terminé, il me fallait un nouveau projet. Et de nouveau, je souhaitais essayer un truc que je n’avais pas encore tenté…

Au fil de mes pérégrinations sur le NET, je suis tombé sur les « Hovercraft »… Tiens, un truc qui sort de l’ordinaire et on en voit pas beaucoup autour des bassins… Pourrait être amusant ( ??? ) à faire… Ca a l’air de tenir à la fois du bateau, de l’hélico et de l’avion… Mais il faut creuser un peu plus quand même avant de se lancer! Lancer quoi d’ailleurs ? … Je vous propose donc dans une série d’articles de suivre en temps réel ce projet… Sans garantie de succès, on verra bien… Mais c’est ce qui fait l’intérêt de la chose !
Ce premier article est un bref résumé de mes recherches préliminaires, la genèse du projet en quelque sorte…

• Définitions :
     Quelques éléments de langage :  En bon français, un hovercraft est un « aéroglisseur » c’est à dire un engin dont la masse est soutenue hors sol par un coussin d’air et la propulsion est assurée par une hélice ou une turbine comme sur un avion. A ne pas confondre avec un « hydroglisseur » qui lui, comme son nom l’indique, glisse sur l’eau et non sur un coussin d’air.
On trouve quelques autres définitions : « navire à sustentation » ; « navion » ; « véhicule amphibie à portance aérostatique ».
     Le nom générique anglais « Air Cushion Vehicle » (AVC) littéralement « Véhicule à coussin d’air » me paraît bien décrire le principe. « Hovercraft », terme souvent utilisé par les anglais, est en fait le nom donné à ses engins par l’un des pionniers de la technique, Sir Cockerell… Un peu comme utiliser «Frigidaire» au lieu de réfrigérateur.

• Les aéroglisseurs « Grandeur » :
On en parlait pas mal dans les années 1960-1980.
- Les plus connus en France étaient ceux assurant la liaison France - Angleterre.  Image de l’un deux le SNR-4 de fabrication anglaise :



- Il y avait les applications militaires, en particulier le monstre russe « Zubr », le plus grand jamais construit :



- Et les français ? Et bien oui ! Il y avait la « Société Jean Bertin » qui avait développé un engin, le N500 et qui lui aussi naviguait sur la Manche :



Et un autre engin, le N300 qui lui a navigué sur l’estuaire de la Gironde et du côté de Cannes :



Ces engins français par contre n’ont pas la même allure que les autres… Pas de « boudin » gonflé à la base… Différente technologie ?
Note: Toutes ces images sont issues du NET... Je ne n'ai pas relevé au fur et à mesure toutes les sources et m'en excuse par avance...

• Pourquoi le coussin d’air ?
       Le principal intérêt réside en sa capacité à soulever  (sustentation) de lourdes charges avec la création d’un coussin d’air en faible surpression, donc ne demandant que relativement peu de puissance. Et une fois en sustentation, les forces de frottement au sol sont quasi-inexistantes et la charge est facilement mise en mouvement.
Le principe en est très simple :
- Création d’une surpression (P) sous une cloche de poids W. On appelle cet espace vide, sous la cloche, le « Plénum » et la partie verticale de la cloche la « Jupe ».
- La surpression s’exerce sur la surface supérieure (S) de la cloche (dans le plénum) et génère une force dirigée vers le haut : F= P x S
- Dès que F > W, la cloche se soulève et crée un débit de fuite
- Tant que le débit d’air généré sera supérieur au débit de fuite, la cloche restera en sustentation.
- Pour un débit donné, le système s’auto-régule : Si la pression est trop élevée la hauteur de fuite augmente, la pression baisse et la hauteur de fuite diminue … Etc…
- Le rendement du système est excellent tant que la hauteur de fuite « h » est faible par rapport à la surface « S » du plénum. Si la surface « S » est un cercle de diamètre « d », on peut définir un coefficient simple, la hauteur relative « Hr » : Hr = h/d. L’efficacité du système chute très vite lorsque Hr augmente. Excellente pour Hr= 0,001, faible pour Hr = 0,05

      Bien d’autres phénomènes rentrent en jeu, dont l’effet de sol qui résulte en en une force portante supérieure à la quantité de mouvement du fluide. Excellente économie ! Si vous souhaitez approfondir je vous renvoie à quelques articles :

http://airdeglisse.free.fr/articles.php?lng=fr&pg=10

https://fr.wikiversity.org/wiki/Dynamique_des_fluides_parfaits/Exercices/Véhicule_à_coussin_d%27air

On peut déjà noter quelques points à prendre en compte dans le projet :
- Il ne faudra pas construire trop petit ! Plus la surface de l’engin sera grande versus son poids et plus efficace sera l’ensemble. Or le poids minimum sera en grande partie imposé par les éléments de motorisation et d’accus qui seront loin d’être proportionnels à la taille de l’engin.…
- La surpression nécessaire  ne sera pas bien élevée, par contre il faudra de bons débits.
- Il ne faut pas s’attendre à des capacités de franchissement d’obstacles élevées : La hauteur de fuite ne pourra excéder quelques mm !
- On met à l’échelle l’engin, mais on ne peut pas faire la même chose avec la surface où il évolue : Ne devrait pas poser de problèmes sur l’eau, la glace, le ciment lisse, une salle de sport, etc… Plus aléatoire sur de l’herbe même rase ou des trucs gravillonnés. Pour ces derniers, la surface réelle de fuite augmentera très vite  et demanderait des débits élevés. Et donc une consommation électrique importante réduisant l’autonomie de manière sans doute inacceptable.
Tout ça pour éviter les désillusions lors des tests en fin de projet…

• Histoires de « jupes » :
Il en existe de multiples types développés progressivement, à la recherche de la meilleure performance. Les différents systèmes sont schématiquement résumés dans la vue ci-dessous :



1 - Jupe « Droite» (Wall skirt)
La plus simple. Un cylindre souple. Ne peut bien sûr se monter que sur une base cylindrique pour répartir correctement les effets de tension sur la jupe.

2 – Jupe « Conique ».
Une variante de la précédente. La conicité induit une surpression vers la base et améliore la stabilité de la jupe.

3 – Jupe à « Fente Périphérique » :
Théoriquement très efficace, mais difficile à réaliser car il faut maintenir l’écartement des lèvres de sortie (souples).

4 – Jupe en « C » :
Simple de construction. Mais il faut maintenir les lèvres inférieures à l’aide de tirants, fragiles et accrochant les obstacles. Performance sur l’eau très mauvaise, la forme en « C » faisant écope. Redémarrage sur l’eau pratiquement impossible.

5 – Jupe en « Sac » (Bag skirt) :
Un « boudin » est rempli d’air, indépendamment du plénum. Une version modifié des coques semi rigides comme un Zodiac avec un plenum en dessous. Système assez compliqué car il faut contrôler les pressions du boudin et du plénum et s’assurer que le boudin ne se remplit pas d’eau à l’aide de clapets.

6 – Jupe en « Sac soufflée » :
Une variante de la précédente, mais cette fois l’air circule via le boudin vers le plénum éliminant en grande partie le besoin de clapets.

7 – Jupe à « Doigts » (Finger skirt)
Une nouvelle amélioration de la jupe soufflée où des doigts souples et adjacents prolongent le boudin et seront en contact avec le sol. Pouvant s’effacer individuellement, ils améliorent le franchissement d’obstacles modérés et minimisent le débit de fuite.

Les principaux avantages et inconvénients de chaque type sont comparés dans la vue ci-dessous



     Il faut bien reconnaître que la majorité des développements sont d’origine anglo-saxonne… Ils sont pratiquement tous basés sur le principe de la jupe en « Sac ».
La jupe « conique » semble pourtant d’après le tableau une solution intéressante notamment par sa capacité de démarrage sur l’eau et sa stabilité…
En France, la société « Jean Bertin », devenue par la suite la « SEDAM », en a développé le concept. Et, un peu de chauvinisme ne faisant pas de mal, je décide de suivre cette piste…

• Le système « Multi-Jupes Bertin »:
        Je ne vais pas reprendre ici toute l’historique des développements de la société Bertin. Je vous invite à consulter l’excellent site qui y est consacré et d’en fouiller les coins et les recoins… On y découvre non seulement les « Naviplanes », mais aussi les « Terraplanes » et les « Aérotrains »… Peut-être bien des opportunités que la France a loupés…

http://aernav.free.fr/Biographies/M_Biogjb.html

     En résumé, le système des naviplanes consiste en une association de plusieurs jupes coniques alimentées séparément où, tout au moins, à flux indépendants. Le principe est schématisé sur la vue ci-dessous.



Les schémas montrent tout de suite l’énorme avantage du système : La stabilité. Si l’engin penche d’un côté, la hauteur de fuite diminue, la pression dans la jupe correspondante augmente et génère automatiquement le couple de redressement.
Quelques bémols tout de même :
- A surface portante équivalente, la combinaison de plusieurs jupes résultent en un périmètre de fuite nettement plus important qu’avec une jupe unique. Dans l’exemple dessiné à 4 jupes, il est deux fois plus important. Ce qui impliquerait des flux d’air beaucoup plus élevés et donc des consommations d’énergie rédhibitoires. Pour remédier à ce problème, une jupe externe entourant tout le plénum est ajoutée. Elle permettra également de mieux «profiler» le navire.
- Cette solution engendre toutefois un autre petit problème : Si les pressions dans la jupe interne et dans le plénum sont les mêmes, la jupe interne (qui est souple rappelons-le ) ne conservera pas sa forme et aura tendance à se gondoler, à flotter et ne remplira plus son rôle. D’où l’importance d’une conicité assez prononcée. Les études de J. Berthin (dont je vous fais grâce) préconisent un angle aux alentours de 10° ou un rapport entre le grand diamètre de la jupe et sa hauteur compris entre 0,25 et 0,5.
Autres avantages : Des surfaces de frottement avec le sol très réduites par rapport à un « boudin ». Et des redémarrages sur l’eau qui ne devraient poser aucun problèmes !

Et bien ce système « Bertin » me plaît bien… Juste ce qu’il faut de technicité pour que le projet soit intéressant. A première vue, la large panoplie d’éléments aujourd’hui disponibles en modélisme devrait permettre de coller d’assez près au modèle grandeur. Et si ça fonctionne, le résultat sera quelque chose que l’on ne voit pas souvent au bord des bassins…

Décision prise, ce sera un « Naviplane Bertin » !
Question suivante : Oui mais lequel ? Il y a eu le N100, le N300, le N500…
Ce sera l’objet du prochain article…

Marcel.
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Salut,

La suite de mes investigations sur le choix d’ un modèle de « Naviplane » réalisable en maquette.

• Le N100 :
C’était un prototype destiné à tester le principe du « Multi-jupes ». Quelques images extraites du site « Aérotrain et Naviplanes » :



Vous pouvez sur le même site le voir en navigation :
http://aernav.free.fr/Naviplane/N300/N101/Video_N101.mpg

Plutôt sympa et ça a l’air de bien fonctionner! Mais l’ensemble est animé par un seul moteur alimentant les deux hélices de propulsion et les deux turbines… Un joli casse-tête mécanique de renvois coniques et boîtes de vitesse, embrayages etc… Pas simple à réaliser sur un petit modèle et à mon niveau… Alors, je passe…

• Le N500 :
Je me suis alors intéressé au plus connu, celui qui traversait la manche. Et là, après pas mal de recherches, j’ai trouvé le site de Mr Jacques Vlaminck, qui a travaillé sur le N500 et qui anime aujourd’hui une amicale des « Anciens ». Son site réunit une quantité impressionnante de documents :
https://fr-fr.facebook.com/Le-Naviplane-N500-Jean-Bertin-228564230487693/
La majorité des images ici présentées en sont extraites.
C’est une belle bête, assez tentante à réaliser :



J’ai bien sûr pris contact avec Mr Vlaminck qui, en vrai passionné, m’a gentiment fourni un plan d’ensemble coté. Pour ce qui est de l’aspect maquette, j’avais donc tout ce qu’il me fallait. Oui, mais : « Et le système de jupes ? ».
Là les choses se compliquent ! En dépit de tous mes efforts je n’ai trouvé que des considérations de principe, rien de détaillé ! Le secret était et est bien gardé ! J’ai retrouvé un extrait de livre en anglais « On a cushion of air » (Robin Paine & Roger Syms) qui confirme mes recherches infructueuses:
«When reading through the published materials, one of the most intriguing aspects of the N500 is the complete absence of the most basic diagrams showing the configuration of the skirt system. Even written description are brief, ambivalent and tell very little.»

Sur la base de ce qui était disponible et avec un peu d’imagination, ces gentlemen et d’autres en sont arrivé aux schémas hypothétiques présentés ci-dessous :



La version «1» me semble correspondre au design original alors que la version «2» ressemble davantage aux modifications faites après les tentatives de vente aux British…

Toujours est-il que le système ressemble à une combinaison de jupes individuelles à la « Bertin » et du principe de jupe à « Fente périphérique » de Sir Cockerell avec un plénum central…
La version «1» est confirmée par l’étude des nombreuses photos disponibles sur le site de Mr Vlaminck et avec un peu de patience il est même possible de vérifier le nombre de jupes de la couronne extérieure : On arrive à 26 jupes individuelles et avec un petit dessin on définit un nombre de jupes internes de 20. Un total de 46 jupes !! Mais n’oublions pas que ces jupes sont coniques et pour fermer la couronne et isoler le plénum, il va falloir les incliner pour les rendre adjacentes.

Pour en avoir le cœur net, armé de mes plans cotés et des photos, j’ai donc réalisé une petite maquette en bois et carton à l’échelle 1/20, histoire de voir ce que ça donnerait :



Il faudrait bien sûr tailler les bases des cônes pour les mettre horizontales, mais ça ressemble beaucoup à l’original…



Bon, beaucoup de travail, mais ce serait possible… Par contre, maintenant se pose la question de l’alimentation en air des jupes ! Si l’on veut conserver l’avantage en stabilité des jupes « Bertin » il faudrait pouvoir les nourrir plus ou moins indépendamment, tout au moins par zones. Or le tout fonctionne avec « seulement » deux turbines. Sur le N500 le partage des flux était fait, d’après ce que j’ai pu comprendre, par tout un système de trompettes, de vannes automatisées et de clapets… Une usine à gaz !!! Il me paraît très difficile pour ne pas dire impossible de reproduire tout cet ensemble sur un modèle réduit. De plus, Mr Vlaminck m’a expliqué que des jupes « Mur », verticales, pouvaient être abaissées et permettaient d’isoler certaines zones du plénum central… Ca ne devient pas simple.

Puis se pose le problème de manoeuvrabilité. Il existe à des degrés divers sur tous les aéroglisseurs : Il n’y a aucune liaison avec le sol et le pilotage se fait comme sur un avion. Mais sur un avion, la vitesse en vol est importante et les gouvernes, dérives et autres volets sont efficaces. Et au sol, il se conduit comme une voiture… Sur un aéroglisseur à faible vitesse ou en manoeuvre, point de roues… Même si les gouvernails sont dans le flux des hélices et (si il dispose de deux propulseurs) que l’on joue sur les vitesses relatives, ça reste assez aléatoire. Il faut de la place, ça « glisse ».
Ce problème est amplifié sur le N500 par la position très arrière des propulseurs. Comme me le disait Mr Vlaminck : « C’est un peu comme essayer de guider un chariot de supermarché avec les roues avant bloquées !! » Ce défaut de manoeuvrabilité est sans doute la source principale de la fin prématurée du projet commercial. Par jour de grand vent de travers, le N500 ne pouvait pas manœuvrer de manière assez précise pour entrer au terminal… Des tentatives d’ajouts d’ évents à l’avant (à la façon d’un propulseur d’étrave) n’avaient pas vraiment amélioré la situation.
Les anglais sur leurs « SNR » avaient minimisé le problème en utilisant 4 propulseurs orientables aux 4 coins de l’engin. Un avantage incontestable.



Donc, pour en revenir au N500, il faudrait simplifier considérablement le système : Et utiliser tout simplement une jupe périphérique simple de type « Mur » avec un grand plénum central dans lequel souffleraient directement les deux turbines. C’est ce qu’à fait Mr Vlaminck sur son très beau modèle (version finale mod British V2), en préservant de manière très astucieuse le côté maquette :



Vous pouvez découvrir d’autres images et quelques vidéos de sa maquette sur son site. Elle est en cours de modification pour la passer en brushless.

Par contre, on retrouve tous les inconvénients de la jupe « Mur » simple: Exigence d' un pourtour à hauteur constante précise (bravo à l’artiste !!) , grande sensibilité au centrage des charges; faible tolérance aux vagues; etc... Il n' y a pas création automatique d'un couple de rappel lors d'un basculement un poil important et si la fuite d'un côté devient trop importante, le tout s'écroule. La mise au point doit être assez critique, et je pense que l'on doit avoir tendance à "chasser" de manière aléatoire en l'absence de propulsion.

Bon, ce n’est pas vraiment ce que je souhaite faire et là je m’éloignerais vraiment du système de jupes multiples « Bertin »…

• Le N300 :
Reste à explorer le N300… Ci-dessous, deux vues et quelques croquis de l’engin :



L’ analyse du système est simple  et plutôt sympathique de prime abord :
- Les deux propulseurs sont cette fois centrés (peut-être même légèrement vers l’avant) et non plus à l’arrière. Devrait rendre les manoeuvres et le contrôle de la direction beaucoup plus faciles que sur le N500 en jouant simplement sur les vitesses différentielles des hélices. Plus précis de tirer que de pousser… Sur le « grandeur » elles sont bien sûr à pas variables… Bon, sur le modèle vaudra voir ce que l’on trouve… Au pire, on pourra toujours inverser le sens de rotation d’une hélice à pas fixe, avec certes un rendement pas terrible mais pour une MAR ou une manœuvre ça devrait passer.
- Il y a 4 turbines et 8 jupes internes. On en déduit immédiatement que chaque turbine doit alimenter 2 jupes. Et on se retrouve bien avec le concept de base des jupes indépendantes « Bertin » : 4 groupes de jupes agissant indépendamment pour assurer automatiquement la stabilité horizontale aussi bien longitudinale que latérale. Et le schéma de principe est très facile à dessiner:



Ca doit être possible à réaliser sans difficultés insurmontables ! Pour résumer un peu toute l’étude jusqu’ici :
- Sur le N300, j’ai le système de jupes « Bertin » et en principe une bonne stabilité horizontale automatique, peu sensible à l’équilibre des charges ou aux hauteurs au micron des jupes.
- J’ai un système directionnel qui devrait être assez performant.
- Ou le système « volera » réellement et sera sur un vrai « coussin d’air » ou ne fonctionnera pas du tout. Au contraire des jupes « Sac », pas de solution de repli avec des frottements importants sur terre (pas de boudins, juste des jupes molles ne supportant rien) ou faisant plus office de flotteurs que de jupes sur l’eau.
- Cette absence de frottements importants du boudin peut par contre rendre l’engin plus sensible au vent de travers, la liaison sol-engin étant réduite à sa plus simple expression.

Côté évolution, je pense que cette configuration est aussi très intéressante (comme l’ont déjà noté les esprits affûtés de notre Forum préféré) car elle devrait permettre (si nécessaire) un certain nombre d’améliorations basées sur la techno moderne :
- La stabilité est supposée être automatique… Il faudra toutefois étudier les effets parasites en vol et il est fort possible que l’assistance d’une centrale gyroscopique soit un plus. Dans ce cas, comme l’a noté Lagaffe, la configuration à 4 turbines se rapprochant de celle d’un Quad, il sera peut-être possible d’adapter quelque chose… Ou de concevoir un mixeur spécial…
- Si le vent latéral se révèle être un réel problème, on pourrait fort bien imaginer monter les propulseurs sur pivots à la manière du SNR4 et, oui, dans ce cas une adaptation de 2  « Seapod » gérés par un gyro à conservateur de cap par exemple pourrait être une solution élégante… Mais là on s’écarte vraiment du modèle original !

Et bien voilà cette approche raisonnée du choix d’aéroglisseur terminée ! J’ ai donc décidé (après les quelques mois consacrés à cette réflexion) de me lancer dans ce projet N300… La suite est facile à définir :
- Réunir le maximum d’infos sur le modèle « grandeur ».
- En sortir l’échelle et les caractéristiques de la maquette.
- Chercher des composants électriques et électroniques (turbines, propulseurs, etc…) qui correspondent au cahier des charges.
- Dessiner l’ensemble et vérifier que tout ça est réalisable…

Y a du pain sur la planche…

Marcel

Bonjour,

La suite du projet avec la « pêche » aux infos pour définir la maquette… Je n’ ai trouvé aucun plan coté.
Alors il a fallu recouper les quelques infos générales « officielles » disponibles avec des images de plans sans échelle et de dimensions assez réduites, corréler tout ça avec les photos en estimant au mieux les effets de perspective et en déduire d’autres cotes complémentaires… Y intégrer aussi les quelques résultats d’études publiés par Mr Bertin. Du boulot de détective ! Intéressant, mais long.

Après plusieurs itérations sur le sujet, j’ai obtenu un ensemble de données qui semblent cohérentes et qui devraient être suffisantes pour dessiner l’ensemble. Sûrement pas « exactes » à 100%, mais pas trop loin de la réalité je pense.

• Spécifications générales :
J’ ai résumé tout ça dans le tableau ci-dessous. Il y a 4 colonnes :
- Infos : Ca c’est du sérieux et à priori exact.
- Photos/Plans : Mes relevés complémentaires… Souvent avec un intervalle de valeurs  résultant de l’étude de différentes photos et de l’épaisseur des traits (!!) sur les plans…
- La conversion directe à une échelle de 1/20. Cette échelle s’est imposée très vite, une longueur réelle d’environ 20m me donnant un truc de 1m que je peux raisonnablement transporter… Ca fera déjà une belle bête.
- Et enfin ce que j’ai choisi comme dimension finale pour la maquette.



Déjà quelques remarques :
- Un poids  total de 3,75kgs pour la maquette sera, je crains, impossible à tenir… Il y a quand même une caisse importante, 4 turbines, 2 propulseurs, les 6 moteurs et contrôleurs et les accus pour alimenter tout ça… Même en brushless/LiPo ça pèse. Va falloir concevoir au plus léger. Bon, en principe l’avantage du coussin d’air est son efficacité à soulever des charges importantes. L’impact sur la puissance nécessaire de 1 ou 2kgs supplémentaires ne devrait pas être dramatique.
- Une incertitude sur la conicité des jupes internes. J’ai préféré me rapprocher de la valeur haute. Devrait aider à bien tenir la jupe en forme.
- Pas d’infos sur la hauteur de la jupe externe et difficile à apprécier sur les photos. Je me suis servi d’ une info technique glanée dans un papier scientifique de source anglaise : Les hauteurs relatives des jupes int./ext. étaient réglables :



Et j’ai donc choisi une hauteur de jupe extérieure supérieure de 2mm à celle intérieure (au pif !). Comportement « doux », aidera peut-être à amortir d’éventuelles oscillations parasites. Eventuellement assez facile à modifier selon les essais, soit en retaillant la jupe externe, soit en ajoutant une cale sous les jupes internes.
- Une hauteur de fuite de 7,5mm sur la maquette en prenant juste le facteur d’échelle me paraît hautement improbable. On joue en fait avec des flux, donc quelque part des volumes. En prenant un facteur de similitude au cube, j’obtiendrais autour de 2/100mm… Pas réaliste non plus je pense. Facteur compliqué à calculer ! La vérité est sans doute entre ces deux valeurs.
- Et on note la pression plutôt faible dans le coussin du N300 « grandeur » : 0,017bar… 17,3gf/cm2 (Lagaffe va pas aimer !), soit environ vingt fois moins que la pression exercée sur le sol par le poids d’un homme de 80kgs sur un pied…

• Bilan des puissances :
Sur le N300, deux turbines Turboméca alimentaient chacune 2 ventilateurs et une hélice. La répartition des puissances et les ratios W/kgs sont résumés dans le tableau suivant :



- Sur la maquette, chaque ventilateur sera bien sûr une turbine électrique indépendante.
- On confirme que la puissance/kg requise pour la sustentation est faible. Bonne nouvelle pour la consommation et l’autonomie sur la maquette…
- A noter qu’il faut deux fois plus de puissance pour la propulsion que pour la sustentation.

Comme mentionné ci-dessus, il va falloir construire « léger »… Sur la base du style de construction du N500 (là j’avais des infos détaillées), j’envisage une caisse en CTP bouleau fin, peut-être 1mm pour la base et 0,6 ou 0,8 pour les flancs, rigidifiée par une poutre centrale en treillis et des demi couples pour les flancs, en CTP 2mm.

Etape suivante, avant de se lancer dans le dessin, rechercher les composants principaux : Turbines et propulseurs.
Ca, se sera le prochain article…

Marcel.
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Salut,

Aujourd’hui je vous résume le processus de recherche des composants principaux de la sustentation.

• Les turbines de sustentation :
Des recherches & études (voir tableau précédent) on reprend les caractéristiques générales des ventilos:
- Ø autour de 95mm (surface de débit & aspect  maquette)
- 11 pales
- Puissance 6W/kg… Ce qui en prenant large sur le poids probable de l’engin, disons 6kgs, nous donne autour de 35 à 40W.

On y ajoute une autre contrainte : Il y aura 4 turbines. Si elles tournent toutes dans le même sens, elles induiront obligatoirement un couple de réaction sur le châssis non négligeable. Et sur coussin d’air sans frottements, un mouvement de rotation de l’engin. L’idéal serait donc de trouver un modèle disponible en normal & en contra-rotative.
Il y a une autre raison pour essayer de trouver des normal/contra : Comme cela a déjà été longuement discuté, il sera peut-être souhaitable ou même nécessaire d’utiliser une plateforme de stabilisation gyroscopique type quadcopters. Or elles sont toutes prévues pour fonctionner avec des paires d’hélices normal & contra. Donc mieux vaut essayer de garder des options simples ouvertes.

Du mal à trouver mon bonheur :
- Les modèles qui existent en « Normal/Contra »sont rares…
- En turbines, les puissances sont très, très au-delà de ce qui semble nécessaire. Même dans les petites tailles (50mm), c’est au mini 300W et on passe vite au KW…
- Une turbine de bonne facture, solide, bien équilibrée, c’est assez cher…
A ce point de la réflexion, trois solutions : J’abandonne l’idée « turbine » et je bricole des ventilos avec une hélice, un moteur, les carénages qui vont bien ou je construis des ventilos centrifuges comme l’avait fait Moon (problème potentiel pour réussir à avoir le même débit sur les 4), etc… Ou je m’entête sur les turbines…
Je ne sais pourquoi, mais j’avais vraiment une envie de « turbine »… La beauté de la chose, le son, une lubie ?(Ah ! le chant de la turbine le soir au coin du bois !!!…     ) Donc je m’entête…

Et je trouve un « vrai » spécialiste de la turbine en France extrêmement serviable et disponible :  www.turbines-rc.com/fr/
Après lui avoir exposé mes besoins, il me confirme la rareté des « Normal/Contra ». Le choix est un peu plus ouvert en petites dimensions, 64/70mm. Quasi nul en 80/90mm. Après plusieurs allers /retours avec ses fournisseurs/fabricants (chinois) il me propose un modèle : EDF RC Lander Øint 92mm, Øext 95mm, 11 pales. Sur commande spéciale à l’usine, il peut les avoir dans les deux sens de rotation (et sans surcoût, service chinois…). Ca, côté maquette, c’est parfait…
Par contre, ce sont de petits monstres : Moteurs brushless outrunner KV 1700, prévues pour tourner sous 6s, 2.1kW, poussée max 3kgs, Imax 90A… Avec 4, je vais satelliser le N300…
Bon, je prévois une alimentation en 4s. Est-ce possible et quelles performances ? Il me la passe au banc d’essai : Sous 4s, poussée max 1.4kgs, Imax 40A,  650w. Déjà nettement plus raisonnable.
Ca commence à me plaire…

• Pression, débit & consommation de la sustentation:
Bien mignonnes ces turbines, mais si je dois tirer 4 fois 40A les temps de vol vont pas être bien longs !!

On revient au tableau général des spécifications établi dans un post précédent. Et il y a une ligne très intéressante : La pression du coussin d’air. Il a déjà été noté que pour le « grandeur » elle n’était pas très élevée,1730Pa. Et bien c’est encore mieux sur le modèle ! Elle tombe à 87Pa ! L’explication en est simple : Pour poids & volume, le facteur de similitude est l’échelle au cube. Pour la surface du coussin c’est l’échelle au carré… Vraiment sympa le coussin ! Me conforte que le poids ne devrait vraiment pas (dans la limite du raisonnable) être une issue.
En reprenant un poids réel à la louche de la maquette autour de 6kgs, la pression du coussin devrait être autour de 135Pa, soit 0,00135bar ou 1,35gf/cm2…
Les fabricants ne publient pas les courbes pression/débits de leurs engins, ni le pas des pales… Pas facile de faire « scientifique » en jouant avec Bernouilli et autres formules.
Je me suis fait un petit estimé, pour ce qu’il vaut, juste un ordre de grandeur :
- La poussée testée de la turbine est 1,4kg. C’est la force exercée par le jet d’air en sortie.
- Le Ø de sortie est de 92mm, ce qui donne une surface de 67cm2 et donc une pression de sortie de 21grf/cm2.
En gros une quinzaine de fois ce qui est nécessaire. Il ne devrait pas y avoir de soucis pour délivrer la pression nécessaire !
Là, un autre saut « quantique » dans ce raisonnement un poil fumeux: 15 fois moins de pression, donc 15 fois moins de puissance, donc 15 fois moins d’intensité et donc 40/15= 2,8A… Et une puissance de 2,8x14,8=41W.  Tiens on retombe sur l’estimé de départ qui lui était basé sur la puissance/kg du réel… Confortant, même si pas rigoureux…

Et le débit ? En utilisant une formule approximative (source  http://airdeglisse.free.fr/   ), on peut estimer grossièrement le débit de fuite (Q) en fonction de la pression du coussin (P), de la hauteur de fuite (h) et du périmètre de fuite (L) :
- La formule : Q (m3/s) = 2,12 x h(m) x L(m) x √P (Pa).
- Ce qui , en appliquant les paramètres de la maquette définis jusqu’ici, se traduit par :
Q = 61,6 x h.
h est pour le moment une inconnue (je ne crois pas que les facteurs de similitude puissent s’appliquer directement...) En prenant deux ou trois valeurs :
- h = 1mm Q= 0,06m3/s → 216m3/h
- h = 2mm Q = 0,12m3/s → 432m3/h
- h = 5mm Q = 0,3m3/s   → 1080m3/h
Sans doute quelque chose entre 500 et 1000m3/h, soit entre 125 & 250m3/h/turbine.
Malheureusement, je n’ai pas les données constructeurs qui me permettraient de vérifier les débits des turbines sous la pression voulue .
Paraît beaucoup comme ça, mais au fond mes petits ventilos de 35mm sur le WS60 brassaient bien 13m3 à l’heure et j’en sentais à peine le souffle… Et puis, bien des maquettes d’ hovercrafts de taille et poids similaires, à jupes soufflées, ont été construits et avec des ventilos pas si performants… Si ça marche pour eux, ça doit marcher pour moi.  Pas d’autres choix à ce stade que de faire le pari que ce sera bon…


• La bonne nouvelle !!
J’en étais là de mes études préliminaires et élucubrations fin Juin 2015, et j’hésitais encore un peu à lancer le projet. Ca avait l’air d’ être possible mais, n’ayant pas de plans cotés, j’avais quand même quelques incertitudes notamment sur la géométrie des jupes, le vrai cœur de l’ensemble.
Je suis donc allé respirer le bon air breton… Et là, influence de l’iode ou des crêpes et galettes-saucisses arrosées d’un bon cidre, je suis tombé, les esprits clairs, sur le site « model-hovercraft.com » créé par un certain Mark Porter. Grand expert en maquettes d’hovercrafts version british. Et dans la longue liste de ses réalisations, dans un coin, un SEDAM-N300 !!! Alléluia !!!    

Donc c’est réalisable et ça peut fonctionner ! Confirmation immédiate de quelques paramètres fondamentaux que j’avais calculés un peu au pif:
- Il annonce sur le site une consommation par ventilos de 15W (faudra voir le poids).
- Il avait utilisé des turbines de 89mm
- Ses dimensions hors-tout au 20ème sont proches des miennes
- Son système de jupes correspond bien à mes déductions et schémas. Normal, nous partions du même engin !

Par contre sur le site, aucune info détaillée sur la géométrie des jupes et encore moins de plans cotés. L’idéal, le contacter. Mais l’adresse mail est morte (le site, semble-t-il, date de 2006). Une petite recherche via WhoIs et l’hébergeur… Et j’obtiens une adresse… Demande d’infos et en vrai gentleman une réponse en quelques jours :
- Ømax jupes int. 195mm versus mes 192mm
- Conicité jupes internes 15° versus mes 14,4°
- Conicité jupe externe 10° versus mes 9,5°
- Hauteur jupe interne 70mm. Même chose c’était un truc publié.
- Hauteur jupe externe 73mm versus mes 72mm
- Turbines de 89mm versus mes 95mm
- Turbines uniquement  « normal » versus mon mix « normal /contra »
Vraiment pas de quoi se battre ! Ouf ! Je n’ai pas passé tout ce temps à côté de la plaque !

- Pour le poids, il n’est plus très sur. Il pense à 4kgs « sans doute » sans accus ( ?)…
- C’est un projet qu'il a réalisé il y a de nombreuses années et, non, il n'a pas de jeux de plans complets au format DXF ou autre format "moderne". Il avait créé l'ensemble avec un soft introuvable aujourd'hui me dit-il... Il essaiera de me convertir quelques trucs en IGS… Pas grave, ça me laisse le plaisir de dessiner mon propre modèle qui ne prétend d'ailleurs pas être une réplique exacte du N300 et sera plus proche de la version « passager » alors que la sienne est celle « bac »...
- Pas de mixages particuliers. Pas de gyros. Une radio basique. Il reconnaît toutefois que ce serait intéressant à essayer. « Room for improvement »
- Bonne stabilité horizontale automatique et re-démarrage sur l’eau sans soucis.

Et bien me voilà totalement rassuré, conforté & convaincu ! Le projet N300 est donc définitivement lancé fin Juillet!

Et dans la foulée, pendant que c’est disponible, je lance les appros des turbines. En voilà une avec un essai de montage. Belle bête !







Bon, je le redis : La solution turbine que j’ai choisie est disons « Deluxe »… On pourrait faire autrement, certainement pour beaucoup moins cher… Un caprice, mais faut bien se faire plaisir de temps en temps… Et le temps passant (trop) vite …

Voilà pour la sustentation. Etape suivante, les propulseurs…

Marcel.
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En faisant une petite recherche sur les ventilos centrifuges hier soir, je suis tombé sur un "calculateur" d'Hovercraft en modélisme, source anglaise bien sûr...
http://www.hoverhawk.com/lcalc.html

Je ne connais ni les formules ni les hypothèses sous-jacentes notamment type de surface, coef de sécurité, etc... Le modèle est simple: Une jupe à base carrée, un plénum unique, un seul ventilo... Mais un coussin d'air est un coussin d'air. Alors je me suis amusé à y entrer les données de base du N300 tel que définies jusqu'ici. Et on en sort quelques trucs que j'ai comparé avec mes calculs approchés. J' ai pris une valeur moyenne pour la hauteur de fuite, h=3mm:
- Pression coussin: 113Pa vs mes 134Pa (normal le rectangle est plus grand que mon dessin "arrondi")
- Ø de ventilateur unique recommandé: 193mm, ce qui donne une surface de soufflage de 29 000mm2. Sur le N300 il est prévu 4 ventilos de Ø92mm donc une surface totale de 27 000mm2.
- Débit de fuite: 0,13m3/s soit 468m3/heure. Un peu moins que mon estimé entre 500 et 1000...
- Vitesse air de fuite: 14,3m/s. Ca je n'avais pas calculé.
- Puissance de sustentation:P=24W, un peu moins que mes 36W.

Les chiffres diffèrent un peu, mais on reste dans le même ordre de grandeur. Une autre vérification que l' approche utilisée est à peu près cohérente. Ca rassure...

Marcel.
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Bonjour,

Le sujet du jour, mes « élucubrations » sur le système de propulsion.

• Le principe :
Le système a deux fonctions : Propulsion (Marche Avant/Marche Arrière)  et contrôle de la direction (Gouvernail).
- Les différents déplacements sont obtenus en jouant sur les sens et valeurs relatives des poussées des deux hélices.
- Les hélices ont un entre-axe généreux d’environ 7m sur le « grandeur » (soit 350mm sur la maquette). Les poussées différentielles devraient donc être efficaces pour obtenir la fonction «Gouvernail».
- Sur le « Grandeur », les hélices sont à pas variable, ce qui permet de varier la poussée ou d’inverser le sens du flux avec une excellente réactivité,
- D’après les infos collectées, le diamètre des hélices est de 3,5m soit 175mm pour la maquette, elles sont « tripales ». La puissance max par hélice devrait être de 24W/kg.
- Pour équilibrer les couples de réaction et ne pas avoir tendance à écrouler l’engin d’un côté, il faut des hélices à pas inverses, l’une tournant « à droite » l’autre « à gauche ».

Les hélices à pas variable en aéro-modélisme ne sont pas légions ! Donc, quelles sont les solutions/adaptations possibles ?

• Hélice d’avion à pas variable :
On trouve un ou deux modèles basés sur le même principe : L’axe du moteur est creux pour permettre la commande du pas par un servomoteur. Certains sont vendus comme un ensemble «moteur spécial/rotor», d’autres proposent simplement le mécanisme avec l’axe creux à monter sur le moteur de son choix…



- Elles n’existent qu’en bi-pales.
- Les pales se déclinent en 8 ou 9 pouces. Donc dimensions OK .
- Look maquette pas fameux.
- Prix raisonnable. Compter environ 70 à 80€ en France pour un ensemble moteur+mécanisme+ pales auquel il faut ajouter un servo.
- Facile de les régler avec rotation droite/gauche, il suffit d’inverser les sens du moteur et  du pas lors des réglages.
- Pas d’infos mais quelques doutes sur la précision et tenue du pas ainsi que sur la longévité du mécanisme. Montées sur un avion, elles sont en général utilisées avec seulement deux positions, commandées par un simple bouton, « tout avant » ou « tout arrière » (acrobaties). Le réglage fin des positions intermédiaires n’est donc pas un facteur dans ce cas.

• Adaptation d’un rotor d’anti-couple d’hélicoptère RC :
Là, il y a un choix important. Tous les rotors anti-couples d’ helis taille 500 ou 600 seront aux bonnes dimensions (on peut toujours retailler un poil les pales):



On voit le montage évident sur l’image d’un de mes hélico mis queue en l’air, le tube de queue faisant office de pylône. La rotation de l’hélice pourrait être assurée de multiples façons :
- Montage direct sur l’axe moteur. Modifs à prévoir sur le carter pour positionner les pivots.
- Transmission par courroie à travers le pylône. Dans ce cas, pas de modifs à faire sur le carter du rotor. Le moteur (avec la bonne couronne dentée) serait positionné en bas du pylône.
- Transmission par axe rigide et renvois coniques. De nouveau, pas de modifs sur le carter & moteur en bas du pylone.
Quelques remarques :
- Existent presque uniquement en bipales (voir ci-dessous)
- La précision du pas ne devrait pas être un souci si associé  à un servo de qualité.
- Aspect maquette pas fameux. Mais,si le réglage est nickel, on doit pouvoir les garder en rotation, engin à l’arrêt (pas 0°). Un plus, côté « réalisme » de la maquette.
- Pour des raisons de cinématique, les pieds de pales ne doivent pas être bloqués. Tendance des pales à « tomber » à l’arrêt. Look pas terrible.
- Avantage certain : Moins de poids au haut du pylône, le moteur étant déporté dans le caisson bas.
- Facile de les régler avec rotation droite/gauche, il suffit d’inverser les sens du moteur et  du pas.
- Prix moyen. Compter une centaine d’euros pour un mécanisme courroie+pales+moteur de bonne facture.
- Les rendements de ce type de rotor sont faibles : Pales non profilées, zone morte au centre importante ( Certes, c’est la moitié extérieure d’une pale droite qui fournit la majorité de la poussée, mais quand même…)

Note : En cherchant « beaucoup », on trouve des tri-pales :



Mais c’est de la fabrication quasi-confidentielle et les prix sont en rapport : Pour le mécanisme seul, compter 150€ minimum…

Dernière remarque : On pourrait aussi modifier un rotor principal d’héli. Mais modifs plus compliquées. Le seul intérêt étant un plus grand choix en tripales et à coûts nettement plus raisonnables. Il faudrait sans doute partir d’ une taille d’héli de 250.

• Adaptation d’un rotor de quadricopter à pas variable :
Et oui, ça existe ! Je n’en ai trouvé qu’un modèle, le « Stingray » de Curtis YoungBlood.



C’est en fait une adaptation là aussi de rotors d’ anti-couple d’héli. Les pales sont un peu plus sympathiques. Tout ce qui a été dit ci-dessus sur les anti-couples reste vrai.
L’avantage serait d’avoir toutes les pièces pour l’adaptation en catalogue… Je ne connais pas la disponibilité ni le prix en pièces détachées.

• Hélice à pas fixe :
Là on revient à des choses plus conventionnelles ! On trouve assez facilement des tripales de bonne facture dans la taille adéquate et dispos en version «droite/gauche » (Puller/Pusher). Ci-dessous, une « Masters-Airscrew », 18 x 10cm :



- Les poussées différentielles pour la fonction « gouvernail » seront obtenues en variant uniquement la vitesse de rotation.
- La marche arrière sera obtenue en inversant le sens de rotation du moteur (utilisation d’un contrôleur brushless type « auto » ou « bateau » avec arrêt au centre de la course du manche). Certes, le rendement d’une hélice à pas fixe utilisée « à l’envers » n’est pas bien bon, mais devrait suffire aux manœuvres où la vitesse n’est pas un facteur primordial.
- Poussée importante et peu bruyantes.
- Côté prix, compter 6€ pour une hélice et 30€ max pour un bon moteur.
- L’inconvénient majeur est une réactivité aux ordre du pilote moins bonne, moins immédiate qu’avec un pas variable : Ajustement de la vitesse du moteur et inertie de l’hélice. Les hélices sont légères (11g) ce qui devrait minimiser l’effet… Et après tout, c’est bien ainsi que fonctionnent les quads. Et leur réactivité est suffisante à assurer la stabilité horizontale, chose beaucoup plus critique et difficile à achever que le contrôle de la direction de notre engin…
- Pour la marche arrière, il y aura certainement une dégradation sensible par rapport à un pas variable, le moteur devant s’arrêter puis repartir à l’envers. Il faudra choisir le « bon » contrôleur : Certains imposent une première impulsion du manche pour s’arrêter et une deuxième pour partir en sens inverse… D’autres se débrouillent tout seul pour un passage direct de MA à MAR. On privilégiera les seconds… Et de nouveau cette fonction est principalement pour les manoeuvres. Comme sur un bateau au fond… Par contre, moins sécurisant pour les arrêts d’urgence !!...

• Commandes d’un système à pas variable :
Bien sympa d’avoir la mécanique, mais il faut pouvoir la commander…

Avec une hélice à pas variable, toute augmentation du pas provoque un appel de couple important et brutal. Si on ne fait rien, le moteur « s’écroule »… Et vice-versa, si on est plein gaz sans pas, on mouline dans le vide… Il faut donc que le régime du moteur soit ajusté à tout moment au pas.
Sur les hélicos RC, cette fonction est assurée par les fameuses courbes de « pas » et de « gaz » : Un même manche gère deux voies de sortie, l’une vers le contrôleur du moteur, l’autre vers les servos de commande du pas des pales. Et les courbes gèrent la relation entre les deux. Tout l’art du réglage d’un hélico RC !
Dans l’application au N300, ça devient vite compliqué ! Nous avons, non pas une, mais deux hélices à gérer et elles ne sont pas indépendantes : Elles doivent travailler de concert pour assurer propulsion et direction.
- Les gérer chacune sur un manche avec chacune ses courbes pas/gaz : Le pilote doit alors manuellement assurer la coordination des deux ! La navigation en ligne droite va pas être simple à tenir : Pas de signal ni manche de gouvernail, on joue simultanément sur les deux manches.  Pilotage délicat. Je ne connais pas de radio standard qui permette de gérer simultanément deux ensembles de courbes pas/gaz, même si les «tout programmable» le peuvent sans doute…
- Imaginer un système ou le pilote gère seulement un manche. Les voies de sorties gaz/pas seraient ensuite dupliquées pour en avoir deux jeux identiques, un pour chaque hélice. Elles porteraient ce que l’on pourrait appeler, les signaux «maître», les valeurs nominales Pas/Gaz fixant la vitesse de la maquette. Puis, chaque «pas» serait alors mixé avec la commande de gouvernail et les valeurs gaz de chaque hélice ajustées en conséquence. Peut-on faire ça avec une radio très évoluée ??? Je ne sais pas, mais j’en doute. Il faudrait alors concevoir et réaliser un «petit» module de contrôle  avec processeur à bord et le programme qui va bien pour faire le boulot. Sûrement possible, mais définitivement pas dans mes cordes… Et je n’ai rien trouvé dans le commerce…
- Imaginer un système où, pour simplifier, on travaille avec un signal de gaz constant. Il suffirait de gérer et mixer le pas des deux hélices. Ca c’est assez facile à faire avec la majorité des radios un peu programmable. Mais la valeur des gaz devrait être celle permettant d’atteindre la vitesse max au pas max. A pas 0°, on va mouliner quasi à vide à des vitesses totalement déraisonnables ! Un, bonjour la consommation inutile ;  deux, le moteur va pas beaucoup aimer ; trois, gros risque sur la sécurité, les pieds de pales auront une très bonne chance de lâcher, et là ça part on ne sait où…

Pour résumer, système très séduisant, mais pas facile à déployer. Demanderait, je pense des développements non seulement mécaniques mais aussi électroniques.
Peut-être ais-je loupé une solution simple et élégante ? Commentaires et suggestions bienvenus… Et si quelqu’un souhaite se lancer dans la conception d’un module, je suis preneur…

• Commandes d’un système à pas fixe :
De nouveau on retombe dans le connu et le très simple. Exactement comme les commandes d’un bateau à deux hélices.  Plusieurs façons de le faire. Ma préférée :
- Un programme hélico sur la radio
- Choix d’une tête type H1 sans mixage CCPM
- Sur le même manche deux voies, pas et gaz, que j’assigne chacune à une hélice.
- Les courbes pas/gas me permettent éventuellement de régler les points de démarrage de chacun des moteurs et la réponse plus ou moins proportionnelle au déplacement du manche.
- Un mixage de la voie « gouvernail » sur les deux voies précédentes, du style +k.G & -k.G, k étant la proportion du signal  «G» (gouvernail) à ajouter ou retrancher. En jouant avec k on peut même inverser le sens de rotation d’une hélice et tourner «sur place».

• Puissance et choix du moteur :
Toujours en utilisant un poids probable de la maquette autour de 6kgs, il faut donc des moteurs de 24 x 6 disons 150W.
Le choix est grand !
J’ai finalement choisi des DM-2610 de chez Pro-tronik : kv 1000, LiPo 3 à 5s,  Pmax 230w, Imax 23A. OK pour hélices bipales jusqu’à  9x6 en 4S. Devraient fonctionner sans soucis avec des bi-pales variables de Ø180 ou des tripales 7 x 4 !

• Conclusion :
J’étais au départ très tenté par des hélices à pas variable, mais :
- Le côté maquette est très moyen
- Le prix peut vite devenir un poil exagéré
- La réalisation d’un système de commandes réaliste, fiable et simple d’emploi n’est pas facile, facile et va bien au-delà de mes capacités.
- La réalisation et mise au point d’un tel système vaudrait bien un projet à lui tout seul.

Alors, le modèle sera donc prévu avec des hélices tri-pales à pas fixe.
J’essaierai toutefois lors du dessin de garder les pylônes « démontables », modules indépendants, me réservant la possibilité d’une modification ultérieure et ambitieuse si tout le reste fonctionne bien ! ... Et si je trouve le «Forumeux» intéressé par les hélices à pas variable…
Marcel.
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Petite mise au point et rappel:

- Les turbines sur le N300 sont utilisées uniquement comme "générateurs" d'un flux d'air à une certaine pression, comme tout vulgaire ventilateur. D'où d'ailleurs mon label "Deluxe" sur leur choix.
- Leur capacité de "poussée" n'est pas utilisée en tant que telle. Ce n'est pas leur poussée qui met l'engin en sustentation.
- Ce qui nous donne la sustentation c'est l'effet de la pression générée (faible) sur une surface (grande). D'où l'excellente l'efficacité du coussin d'air: Peu de puissance nécessaire pour lever des charges importantes.
- Les turbines seraient montées à l'horizontal le résultat serait le même (bon, montage pas simple et effets parasites garantis...). Suffit d'avoir un flux et une pression d'air.
- Un ou des ventilos centrifuges à sortie latérale, et poussée verticale nulle marcheraient tout pareil...
- Pour vous en convaincre, juste un petit calcul rapide: Nous avons vu dans l'article précédent qu' il suffira probablement d'utiliser les turbines au 15ème de leur puissance max. Chaque turbine ayant une "poussée" max de 1,4kgf, la poussée "directe", totale, délivrée par les 4 turbines serait donc: (4 x 1,4) /15 = 0,375kgf. Ce n'est pas avec ça que nous pourrions "lever" les 6kgs estimés de la maquette.

Pour créer le coussin d'air, il est donc totalement inutile d' imaginer des trucs compliqués pour la sustentation avec rotors à pas variables, etc... On n'y gagnerait que des emm...

Marcel.
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Bonjour,

Aujourd’hui, c’est « Noël » avant l’heure !!!! La magie d’internet dans ses bons côtés…    

Suite à la publication du premier article sur le N300, le webmaster de « Airdeglisse » mentionné dans le texte en référence , Mr P. Lépicier, a été prévenu par une alerte Google que l’on parlait de son site sur notre Forum…Il a retrouvé mon adresse mail je ne sais comment… Et m’a contacté. Excellente initiative !
Très heureux que l’on fasse un sujet sur les « Naviplane Bertin ». Il me communique l’adresse d’un autre passionné « du coussin d’air Bertin », Mr P. Bouillet, l’auteur du site "aerotrain.net". Ni une ni deux, je le contacte…
Et là, divine surprise, Mr Bouillet a un plan format A0, 3 vues, échelle 1/25ème du N300! Probablement l’un des seuls qui existe encore, toutes les archives de la Sedam ayant apparemment été détruites… ! Plan qu’il se propose gentiment de m’envoyer. Reçu samedi dernier ! Une belle histoire de partage entre passionnés ! Merci à tous ces gentlemen.

Bonus supplémentaire, un PDF d’un brevet US sur le système de jupes du N300… Noël, je vous dis ! Et Mr Bouillet est une source d’infos précieuse sur tous les détails ou les questions que je peux encore avoir.    

Le plan me permet de valider définitivement les dimensions générales de ma maquette telle que je l’avais dessinée. Et de lever le voile sur un tas de détails…

• Le sytème des jupes :
Ci-dessous une vue du brevet :



Je pensais bien que , la jupe externe étant formée d’arcs de cercles et non de cercles complets, il devait être nécessaire de la maintenir en forme au niveau des jonctions par un ensemble de haubans. Je vous fait grâce du texte du brevet, un jargon américano-légal assez indigeste ! L’autre question était de savoir si le plénum était divisé en zones ou non. Et bien c’est définitivement « NON ».
Le brevet détaille même la forme des goussets des jupes pour assurer une répartition uniforme des efforts (découpes en paraboles) et la hauteur et angles des points d’attache.
La réalisation des jupes sera un sacré truc pas simple, entre assemblage des troncs de cônes (collage ? Couture?…), montage sur la maquette et haubanage…    

• Quelques détails :
Les références du plan, pour le plaisir:



Et je peux confirmer pas mal de choses:
- L’ alimentation de deux jupes par un ventilo est explicite et correspond bien au schéma que je vous avais proposé
- On note clairement les différences de hauteur entre jupe externe et jupes internes.
- Y figurent aussi les haubans et leur point d’attache.
- Et chose que je n’avais pas imaginée, un train d’atterrissage !    

Renseignements pris auprès de Mr Bouillet. Il y avait deux versions du N300 en service :
- Le « Baie des Anges » sur la côte d’Azur qui était équipé d’un train pleinement fonctionnel, pouvant être abaissé/relevé ,orientable, motorisé hydrauliquement. Il était utilisé pour les manœuvres de parking à faible vitesse. Ca répond à pas mal de mes interrogations !
- Le second, « La Croisette », sur l’estuaire de la Gironde,  n’avait pas de train, uniquement des sortes de ballons d’appui.
De quoi peaufiner la maquette… On pourrait imaginer un système pneumatique de relevage (ce qui faciliterait l' étanchéité des commandes, le train risquant d’être dans l’eau, ), sans doute pas motorisé (possible mais compliqué), mais peut-être orientable… Plein d’opportunités de customisation, une fois que le système de base sera au point…

Je sens que c’est un projet bien parti pour durer un « certain » temps et de plus en plus passionnant…
Le seul problème, c'est que, avec toutes ces infos (et l'accès à leur source), je n' aurai plus beaucoup d'excuses si je loupe la maquette...

Marcel.
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Salut,

On reprend le fil du projet. Fin Juillet je suis enfin prêt à lancer la phase « dessin ».
J’avais reçu les composants principaux, turbines, moteurs, etc… Et j’avais ainsi leurs cotes définitives. Les dimensions principales de la maquette avaient été validées. Donc, comme le dit si bien Bertrand78 :  « Bon ben avec tout ça, y'a plus qu'à... »

• La maquette :
Plusieurs versions du N300 sont possibles : La version « Bac - Militaire » transport de véhicules, la version « passagers » et il a même été dessiné quelques versions « d’artistes » :



Mon choix s’arrête sur une version « passager », probablement quelque chose entre la version réelle et la vue d’artiste… Ce n’est que la partie « toit cabine » qui diffère et je pourrai toujours modifié même en fin de projet, selon le look et l’humeur du moment… L’objectif n’est pas forcément une maquette « exacte », mais quelque chose de fonctionnel et agréable à l’œil…

• Principe général :
L’ensemble est prévu pour une construction en CTP bouleau, qualité aviation, en diverses épaisseurs. Densité d’environ 0,65.
- La bête est quand même de belle taille, environ  550 x 1200mm. Pour minimiser le poids, la base est prévue en CTP assez fin,1mm.
- Elle sera rigidifiée par une structure en treillis sur toute la partie centrale. CTP de 2 mm pour les poutres longitudinales & transversales.
- Les parties latérales (abritant les turbines) sont galbées, mais sont des surfaces assez simples, développables.  Elles seront réalisées en CTP de 0,6mm, mis en forme et collé sur un ensemble de demi-couples en CTP de 2mm. Les demi-couples seront évidés au maximum, toujours la recherche du gain de poids.
- Un ensemble de baguettes (en majorité 3x3) relieront les demi-couples, permettant la pose des flancs et ponts latéraux. Elles fourniront aussi la matière pour réaliser les arrondis de rives par ponçage.
- Une tranche de 2mm (couples, poutres) est un peu juste pour les collages. Lorsque cela sera possible, un assemblage tenon/mortaise (languette/fente) sera prévu. Sinon, prévoir un renfort en baguette 2x2 ou 3x3.
- Les mats des hélices de propulsion seront également réalisés à partir d’une poutre en treillis, habillée/galbée en CTP 0,6mm.
- Les poutres centrales formeront un caisson étanche, du moins en partie basse. On pourrait même en fermer le dessus, mais du coup on remonterait les accus (lourds) et le centre de gravité. A voir. Ce caisson sera une sécurité supplémentaire, permettant la flottaison en cas d’entrée d’eau dans les parties latérales. La ligne de flottaison sera à vérifier après la détermination du poids probable de la maquette. Il faudra s’assurer que le bas des moteurs des turbines ne « trempent » pas dans l’eau. A noter que cette flottaison n’entre en jeu qu’en cas d’arrêt de la sustentation. Mais mieux vaut quand même la prévoir !

Voilà, pour les grandes lignes…

• Les plans détaillés :

Ils ont été réalisés sur « Autocad Lite ».

- Une vue générale définissant la position des couples, la position des jupes internes, les entrées d’air depuis les turbines, etc… :



- Les poutres centrales de raidissement , le montage avec les pylônes des moteurs :



- Une vue complète de la base recevant tous les éléments. Ca fait beaucoup de découpes et trous à positionner correctement !



- Pas mal de travail sur les développés de cônes pour les jupes et les coiffes des turbines :



• Méthode de réalisation:
Il devient vite évident au fur et à mesure du dessin qu’une réalisation traditionnelle à la scie à chantourner et lime de finition tournerait vite au cauchemar ! Les pièces les plus longues (poutres centrales) approchent 1,2m… Sans parler du temps nécessaire, je pense qu’ une précision acceptable serait assez difficile à obtenir avec les moyens de mon petit atelier et le résultat probablement un peu décevant.
Donc, il faut passer à la découpe « Laser »… Plus vite dit que fait ! Trouver un « artisan » équipé d’une table de découpe pour des feuilles CTP de 1,2m n’est pas facile. On tombe sur beaucoup de boîtes travaillant pour l’industrie et là les délais et les prix s’en ressentent… Ils traitent ça comme du prototype et, en fait, ne sont pas vraiment intéressés…
J’ai trouvé la perle rare en la personne de Mr Lambert, grand modéliste « aéro », à l’écoute & très serviable : http://www.lamb-air.com/ . Et il y a de très belles choses sur son site !
Il a le matériel adéquate et traitera mon projet lorsque les dessins seront terminés. Il me donne les spécifications des fichiers à lui fournir. Ouf ! Je peux continuer à dessiner sereinement…

Durant le dessin, les caractéristiques de chaque pièce ( surface nette et longueur des coupes) sont sorties d’Autocad et entrées dans un fichier Excel. Elles permettront une première estimation du poids.

Prochaine étape, modéliser le tout en 3D...

Marcel.
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Salut,


Avant de passer à la modélisation 3D, dessins Autocad terminés,  il reste quelques vérifications à faire :  poids de la maquette, consommation électrique et flottabilité.

• Estimation du poids de la maquette :
La surface de chacune des pièces dessinées a été déterminée dans Autocad et entrée dans un fichier Excel. En y ajoutant l’épaisseur et la densité du CTP « bouleau » (0,65) on en déduit le poids. On y ajoute celui des baguettes de jonction, une dose généreuse de colle & renforts/goussets « au cas où » et enfin une marge pour la résine, mastic et peinture. On obtient ainsi le poids estimé de la maquette « nue ».
Pour le poids des  équipements électriques et électroniques, c’est simple puisque tous ces éléments sont déjà définis.
Le résultat de tous ces calculs est présenté dans le tableau suivant :



En résumé :
- Poids de la maquette nue : 2,5 kgs
- Poids des équipements : 2,2 kgs
- Poids de la maquette équipée : 4,7 kgs
Il faut ajouter le poids des accus. Deux possibilités sont présentées (parmi bien d’autres):
- Version 1 : 2 x Accus 4S 35C 4200mAh. Total de 8400mAh & 0,9 kg. Donc un poids total de la maquette de 5,6kgs.
- Version 2 : 2 x Accus 4S 35C 8000mAh. Total de 16 000mAh & 1,5 kg. Donc un poids total de la maquette de 6,2 kgs.

• Estimation de la consommation électrique :
On note tout de suite qu’entre les versions 1 & 2, une augmentation du poids de la maquette de 11% correspond une augmentation de l’énergie embarquée de 90% . Ca paraît un truc avantageux !

- Pour la sustentation et en reprenant notre estimé de 6W/kg/turbine, l’ampérage sous 14,8v (4S) serait de 2,3A/turbine en version 1 et de 2,5A/turbine en version 2.
- Pour la propulsion, en reprenant l’estimé de 24W/kg/hélice à plein régime, l’ampérage sous 14,8v serait de 9A/hélice en version 1 et de 10A/hélice en version 2.
- Intensité totale de 27A en Version 1 et 30A en Version 2.

Ces chiffres combinés à la capacité des accus donneraient donc un temps de vol de 19mn en Version 1 et 32mn en Version 2. Pas trop ridicules, même si un peu court en Version 1 !

Mais l’intensité pour la propulsion est sans doute sur-estimée. L’ensemble du vol ne se fera pas « à fond ». Entre le démarrage, les manœuvres, vol plus calme, etc…, il me semble qu’une intensité moyenne sur la durée du vol de 50% de la valeur max serait plus réaliste. Dans ce cas, les temps de vol passent à 27mn en Version 1 et 48mn en Version 2. Bien suffisant dans les deux cas.

Enfin, les packs d’accus choisis pour les calculs de poids sont des 35C. Ils peuvent donc supporter une intensité max théorique de 147A en version 1 et 280A en version 2 ! Or l’appel max de courant est au pire de 30A total , 15A par accus. On pourrait donc prendre des packs moins performants, par exemple 20C et peut-être gagner un peu en poids et prix. A voir ce que l’on trouve sans sacrifier la qualité.

Bien sûr, tous ces chiffres seront à vérifier par quelques mesures…

• Flottabilité :
La surface nette ( découpes des sorties des 8 turbines déduites) du fond de carène est de 42,67dm2. 1cm d’enfoncement générera donc 4,27kgf de poussée d’Archimède.
En prenant le cas de la Version 2 à 6,2kgs, l’enfoncement sera de 15mm et la ligne de flottaison est donc une bonne douzaine de mm sous la base du moteur (fils de connections et bobinages sont encore environ 2cm au-dessus de ce point).



En cas de perforation catastrophique des deux caissons latéraux, le caisson étanche central devrait seul assurer la flottaison . Dans ce cas, la ligne de flottaison passe environ 5mm au-dessus du point bas des moteurs mais toujours largement en dessous des connexions électriques et bobinage.

A noter qu’il y aura certainement de plus quelques coussins pneumatiques à placer selon la place disponible sur le fond et l’emplacement des haubans. Ces coussins serviront de plots pour « poser » la maquette au sol mais contribueront aussi à la flottabilité.

Donc, pas de soucis, la maquette ne devrait pas finir au fond du lac, et hors sustentation sur l’eau, les turbines  restent au sec!

Voilà les études préliminaires terminées et ça a l'air de tenir la route...    

Marcel.
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Salut,

La distance d'une douzaine de mm c'est avec les turbines arrêtées et le N300 flottant sur l'eau. En fonctionnement "normal" (en sustentation), les bases du moteur seront à 70mm (hauteur jupes) + 15 + 12 + hauteur de fuite, soit environ 100mm au dessus de l'eau. A cette distance, plus le souffle des turbines repoussant les gouttes vers le bas, je pense que ça ne devrait pas beaucoup mouiller. Les éclaboussures seront repoussées vers l'extérieur des jupes. D'où d'ailleurs la "brume" que l' on voit sur les photos de ces engins en service.
La phase un peu plus délicate sera le redémarrage sur l'eau... Où là la distance bas du moteur/eau sera bien la douzaine de mm. On ne pourra compter que sur le souffle des turbines. Mais qui devront sans doute être poussée plus fort pour la pressurisation rapide du plénum. Peut-être quelques gouttes. A voir.

Marcel.

Salut,

Dernière étape, le dessin en 3D de l’ensemble.
La manip est un peu longue avec mes moyens plus qu’ artisanaux : Export en DXF de chaque pièce depuis Autocad, import dans mon soft de modélisation, ajout de la 3ème dimension (épaisseur) et mise en place sur le modèle. Mais, l’exercice permet de bien visualiser l’ensemble, les étapes de l’assemblage et au passage de vérifier que les dessins réalisés sous « Autocad Lite » ne contiennent pas d’erreurs majeures… Un pré-montage « à blanc » en quelque sorte !

• La base :
C’est une belle pièce d’environ 1m x 0,5m en CTP 1mm avec un renfort de rive en CTP 3mm.



On y voit les emplacements des 4 turbines chacune avec 3 sorties: 2 pour alimenter les 2 jupes associées, 1 plus petite pour le plénum.

• Les poutres centrales :
En CTP de 2mm, elles rigidifient la base.



Les parties basses des deux poutres longitudinales extérieures sont pleines ainsi que les deux poutres transversales d’extrémité. Cet ensemble forme le caisson central de sécurité de 5cm de haut dont j’ai parlé précédemment.
La poutre centrale transversale est découpée pour éventuellement loger les accus au plus bas et au centre de la base.

• Les demi-couples :
Toujours en CTP 2mm, ils viennent former l’ossature pour les flancs et seront réunis par des baguettes 3x3.



• Montage des turbines :
Les 4 turbines viennent se loger entre les demi-couples, emboîtées dans des troncs de cône de raccordement (CTP 0,6mm) entre leur diamètre de sortie et celui d’entrée sur les jupes. Etanchéité par joint silicone et éventuellement bandes adhésives



• Mats des hélices de propulsion et gouvernes :
Les mats sont des poutres en treillis recevant les moteurs. Elles seront habillées en CTP 0,6mm. Même chose pour les gouvernes.



• Jupes internes :
Les 8 jupes internes seront montées sur des couronnes comprenant une base boulonnée sur le fond et un tronc de cône en CTP 0,6mm et 10mm de haut. L’ensemble ainsi démontable devrait grandement faciliter la mise en place des jupes.



• Coiffes des turbines :
Elles habillent la partie haute des turbines et devront être démontables pour laisser l’accès au câblage, moteur, etc…



• Cabine :
Les structures de la cabine et du poste de pilotage viennent fermer l’ensemble.



• Jupe extérieure :
Et il ne reste plus qu’ à installer la jupe extérieure pour avoir une vue complète de l’engin. Un bon gros bébé avec un look assez sympa je trouve!





Voilà, je peux maintenant préparer les planches de découpe : 350 pièces au total ! Ce devrait faire un joli kit à assembler.
Et il restera beaucoup de petites choses à tailler à la demande : Escaliers vers la cabine de pilotage, cheminées, rambardes, taquets, renforts des gouvernes, habillage des flancs, etc…

Marcel.
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La matière sera la même pour les jupes internes et externes.
Je n'ai pas encore choisi la matière exacte! Pas facile...

Ce sera je pense du Ripstop nylon, imprégné PU. J'ai trouvé une boîte allemande qui offre un très grand choix. je leur ai commandé des échantillons que j'ai reçus.
Y en a pour tous les "goûts"!!!
http://www.extremtextil.de/catalog/Fabrics/coated:::21_22.html
Une autre  possibilité pourrait être du Dyneema/Nylon Gridstop, mais un peu trop raide peut-être... Et on n' a pas besoin de l'extra résistance...
Les jupes soufflées sont en général réalisées avec le ripstop utilisé pour les cerfs-volants, 20 à 30g/m2. Plutôt fin... Je pense qu'il faudrait choisir un tissu un peu plus épais pour avoir une meilleure tenue. Mais il ne faut pas non plus qu'il soit trop rigide, sinon les jupes auront du mal à prendre leur forme naturelle avec juste les faibles pressions calculées. Je pense à quelque chose autour de 80 à 120g/m2 .
Marcel.
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Salut,

Et bien m’ y voilà !! Après tous ces longs mois de recherche, réflexion et dessin, les 365  pièces découpées laser sont arrivées dans l’atelier…
Jolies comme tout... Ca me fait presque bizarre de les toucher après les avoir vues si longtemps sur l'écran!



Il va falloir d’abord trier les pièces par sous-ensemble et vérifier avec la nomenclature que le « kit » est au complet.
Puis viendra le nettoyage des tranches de coupe pour les débarrasser des restes de bois carbonisé (le collage ne serait pas terrible sinon…). De longues séances « tranquilo » en perspective.

Nous sommes maintenant en temps réel… La fréquence des articles va nettement baisser ! L’assemblage ne commencera sans doute guère avant la nouvelle année !

Marcel.
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Salut,

Ouf ! Une bonne corvée terminée !      

C’est l’inconvénient de la découpe « laser », il faut nettoyer toutes les tranches de la couche de bois brûlé… Indispensable pour pouvoir travailler proprement et surtout obtenir de bons collages. Un truc pas drôle et long à faire… J’ai utilisé limes fines et papier de verre… Je ne sais pas si il y a une meilleure méthode… Ca m’a pris un certain temps !

Et bien voilà les 365 pièces du kit nettoyées, poncées et triées par sous-ensemble…



Fêtes terminées, on va pouvoir commencer l’assemblage…

Marcel.
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Salut,

Cette fois, c’est vraiment parti !    

La première étape est bien sûr d’assembler la poutre centrale sur la base.
La base est une feuille de CTP bouleau de 1mm avec les encoches pour assembler les poutres et les ouvertures des sorties de turbines pré-découpées. C’est fin et mou…
Les poutres « treillis » sont en CTP bouleau de 2mm. De plus d’un mètre de long, ça aussi c’est très mou !
Après consultation des spécialistes de ce genre d’assemblage, tous les collages sont réalisés à la Uhu Hart Spéciale. Colle cellulosique mono-composant facile d’emploi. Temps de prise 1heure, séchage complet 24h. Résiste à l’eau. Résistance d’un collage bien fait  à l’arrachement de 760N/cm2. Ca devrait suffire.

• Les poutres transversales :
Rien de bien  sorcier ! Il suffit de positionner leurs languettes dans les encoches de la base et de respecter l’équerrage. Les deux extrêmes sont d’abord collés :



Puis la manip continue avec les intermédiaires, en vérifiant quand même l’alignement :



Il y a certes emboîtement des languettes des poutres dans la base, mais la base ne fait que 1mm d’épaisseur et les poutres n’en font que 2mm. Un peu juste pour un collage solide. Le montage est donc renforcé par des tasseaux de 3x3 :



Voilà l’ensemble des poutres transversales collées.



Y a plus qu’à laisser bien sécher toute la nuit…

• Les poutres longitudinales :
Les poutres longitudinales viennent chevaucher les poutres transversales et sont automatiquement mises en position par les languettes dans la base d’une part et l’encastrement dans les transversales d’autre part.



Même chose côté renforts avec des tasseaux de 3x3 :



Et pour terminer cette poutre treillis centrale, les flancs sont installés :



Avec toujours les renforts 3x3 aux jonctions avec les transversales et tout le long de la base.



On visualise bien le caisson central étanche qui assure une flottaison de 10kgs en cas de pépins sur les flancs :



Le dessous de la base reste totalement dégagé pour le montage des jupes, des plots d’atterrissage ou éventuellement d’un train pneumatique. :



L’ensemble, bien sec, est très rigide longitudinalement et transversalement, un poil moins en torsion. Ca devrait s’améliorer une fois les couples latéraux installés. A noter que théoriquement il y aura très peu d’efforts de déformation sur la poutre (au contraire d’un châssis de voiture), la poussée de sustentation étant uniformément répartie sur la base par le coussin d’air.

Voilà pour cette première phase d’assemblage. Méthode de construction sympa & rapide pour un résultat très propre. Le plus long est de coller les renforts et de nettoyer les excédents de colle. La majorité du travail est en fait concentrée lors du dessin et… du nettoyage des pièces ! Et pour le moment pas d’erreurs de dessin ou de coupe: Les limes fines n’ont pas servies…. Je croise les doigts !

Marcel.
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Bonjour,

Un petit point sur l’avancée de la construction avec les finitions de la structure de base. Rien de compliqué…

• Pose de la proue et de la poupe :
La proue & la poupe sont inclinées et débordent la poutre centrale. La structure de support vient  directement s’emboîter sur les poutres longitudinales. Avec toujours les petits renforts là où il faut.



Les supports des faces de la proue & de la poupe sont plus larges que la poutre centrale et donc la structure est renforcée et fermée avec de petits couples latéraux.



• Pose des renforts de rive :
La base étant en CTP de 1mm, c’est très mou et ne donne pas grand chose pour plus tard coller les flancs  ou quoi que ce soit. Le pourtour est donc renforcé avec une bande de CTP bouleau de 3mm. Elle doit être positionnée exactement sur le fond dont elle épouse la forme (découpe laser). Elle est collée à l’Araldite « lente » pour avoir un temps d’ouverture suffisant pour en permettre le bon positionnement.
La bande de rive présente également des encoches  qui permettront de positionner et solidement y coller les demi-couples latéraux.



• Finition de la structure centrale :
Tout simplement la pose de tasseaux pour recevoir les ponts avants et arrières ainsi que les élements transversaux de l’hiloire de la cabine :



Et voilà donc l’ensemble de la structure de base. On commence à bien voir le profil d’ensemble de l’engin.



Ce qui prend le plus de temps ce sont les temps de séchage… Bon, je ne suis pas non plus particulièrement pressé !    

Marcel.
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Salut,

La petite mise à jour hebdomadaire…

• Pose des demi-couples latéraux proue & poupe:
Les couples se logent dans les encoches de la bande de rive et des traits gravés sur la poutre centrale aident au positionnement vertical. Les couples sont en CTP 2mm et donc des tasseaux de renfort 2x2 sont posés à la base passant la surface de collage à 6mm. Plus confortable et sur. En partie haute, un coin est collé sur la poutre centrale. Collage à l’Araldite rapide.





Même chose pour la poupe mais avec l’addition d’une platine de renfort pour le collage des empennages. L’angle de cette platine est le même que celui des couples latéraux centraux.



Les couples de la partie centrale seront mis en place après la pose des supports de turbines et le positionnement des mats des propulseurs afin de garder un peu de place pour travailler confortablement.

• Réalisation des deux empennages :
Un ensemble d’éléments fins ont été découpés au laser. Comme il n’y a rien de perpendiculaire dans ce truc, le montage est fait sur un petit gabarit :





Cette structure légère est doublée avec des tasseaux de 3x3 qui fourniront les surfaces de collage.



Et on teste le montage à « blanc ». Ca tombe bien.



Les bords d’attaque et de fuite seront taillés dans des tasseaux carrés mis en forme une fois tout collé:



On peut alors coller les deux faces, CTP de 4/10ème :



Et on termine par la réalisation des arrondis des bords d’attaque et fuite :



Il ne reste plus qu’à coller la partie horizontale de l’empennage, une « casquette » en CTP 2mm. Voilà l’ensemble présenté sur la maquette :



Ca prend forme, on peut continuer…

A bientôt,

Marcel.
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La suite des travaux avec la réalisation des pylônes des moteurs de propulsion.

• Structure des pylones:
Toujours la même technique à base de CTP fin et poutres treillis.
- Assemblage des deux premiers éléments en respectant bien la perpendicularité:



- Renfort de la face d’accroche du moteur. On double l’épaisseur :



- Fermeture du pylône avec les deux autres côtés :



- Ajout des couples devant recevoir l’enveloppe extérieure :



• Confection des supports des pylônes:
Pour assurer le positionnement automatique des pylones sur la structure, le montage est fait avec deux  points d’accroche aux niveaux du passage supérieur à travers la coque et du pied de mât. Ce montage permet également une excellente rigidité. Un simple collage de la base de mats courts sur la partie haute des couples aurait été beaucoup trop souple (CTP fin pour les couples et le pont).



A noter une petite erreur dans les plans de découpe des couples pour l’assemblage des platines hautes. Plans à corriger !!...    



Et on s’assure que tout s’assemble comme prévu.



• Pose de l’enveloppe extérieure des mats :
Elle est réalisée en CTP 0,4mm, travaillé à la vapeur.



Au final, le mât est très rigide et léger (30grs).

• Ensemble complet :

Les moteurs sont installés sur leurs platines et on vérifie que ça ressemble au dessin de départ !





Et finalement un croisillon de renfort est ajouté. Travailler avec du CTP fin découpé façon dentelle c’est bien pour le poids, mais c’est de la guimauve et il faut à chaque étape vérifier et assurer la stabilité structurelle de chaque sous-ensemble.



Reste à imaginer les nacelles autour des moteurs…

Marcel.
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Aujourd'hui, la construction des nacelles des moteurs de propulsion.

J’ai « bricolé » ("merdoyé" diraient certains…     ) pendant deux jours en essayant de créer les nacelles rapidement à partir de tuyaux PVC et autres machins sans arriver à grand chose de satisfaisant : Pas beau, lourd et pas vraiment fonctionnel…
Je me suis donc résigné à les fabriquer « correctement » si l’on peut dire… Pas sûr que ce soit la meilleure méthode, un truc moulé en fibres serait sans doute mieux… Mais je ne suis pas équipé… Alors ce sera tout bois…

Les nacelles doivent être en trois parties :
- Une fixe à l’arrière et en partie basse du compartiment central.
- Un capot amovible en partie haute centrale donnant accès aux vis de fixation du moteur et au câblage.
- Un nez amovible couvrant le moteur et le système de fixation de l’hélice.

Je suis donc parti sur de petites structures légères à base de disques en CTP 2mm et de carrés de 3 :



Les voilà installées sur le pylône. Il faut prévoir les surfaces de collage et de recouvrement.



Une fois la structure bien ajustée, pose d’une peau en CTP 0,4mm. La partie basse du nez est laissée ouverte, permettant une certaine circulation d’air à travers le moteur:





Le capot est une simple feuille de CTP 0,4mm, doublée sur les bords pour assurer les recouvrements avec la partie fixe arrière et le nez :



Voilà le résultat, moteur et hélice en place. Ca rentre au chausse-pied, mais le montage est possible. Et en principe ce n’est pas un truc qui devrait être démonté souvent :



Le résultat n’est pas parfait, mais est léger et ne semble pas trop ridicule :





Reste à voir la fixation des capots amovibles...
Marcel.
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La fixation des capots... Pas si simple. J’ai essayé des solutions avec des aimants, une élastique, etc... Sans résultats satisfaisants…

Je me suis donc rabattu sur des petites vis M1.

Il a d’abord fallu créer les supports des écrous et venir les coller à la cyano… Un écrou M1 c’est pas ben gros… Prise de tête assurée… Mais on y arrive :



J’en ai d’ailleurs profité pour faire la même chose sur la partie haute du nez avant.

Une fois la vis en place c’est plutôt discret et là le capot ne risque plus de bouger !



Et une vue de l’ensemble avec le nez en place.



Voilà donc les nacelles de propulsion terminées hors résine, peinture, etc...

Marcel.

Salut,

Le sujet du jour : Le montage des turbines.

• Pattes de support :
Elles sont réalisées à partir d’un sandwich de 3 couches de CTP, 2/3/2. Ce qui permet d’obtenir une découpe nette facilement et sans fraiseuse pour la fixation des pattes de support de la turbine.



• Cône de diffusion :
Il permet le raccordement de la turbine aux entrés d’air dans les jupes. Permet aussi accessoirement de diminuer la vitesse du flux.
Il est réalisé en CTP 4/10ème, facile à mettre en forme à la vapeur. Simple tronc de cône monté sur une couronne, couronne qui permettra de le coller sur la base. Rien de compliqué si ce n’est qu’il faut travailler avec une bonne précision : Les développés de tronc de cône c’est simple en théorie mais ça ne supporte pas les imprécisions ! Sinon tout se monte de travers et la base n’est plus dans un plan…



Voilà donc les quatre cônes et les pattes de montage des turbines :



• Préparation de la turbine :
Il faut sortir les câbles d’alimentation des moteurs. Plutôt que de passer à travers le cône (ce qui le fragiliserait et rendrait l’étanchéité/démontage difficile à assurer) j’ai préféré passer à travers le corps de la turbine. Perçage d’un trou de Ø8mm. Les fils d’alimentation sont positionnés dans un petit bout de gaine de câble électrique 3 fils et le tout est noyé dans un plot d’ « Araladite ». Devrait être étanche surtout aux faibles pressions attendues.



Le corps de la turbine est juste emboîté dans le haut du cône qui ne supporte ainsi aucun effort : Poids et forces de réaction de la turbine sont encaissés par les pattes latérales. En phase de finition, un joint silicone appliqué par le dessous assurera l’étanchéité entre le corps de la turbine et le cône.



• Montage des turbines :

Le cône de diffusion et les pattes de fixation sont collés sur la base du N300.



Il ne reste alors qu’à installer les turbines à l’aide des colliers :





Et vu du dessous, tout se présente bien comme prévu !






Voilà pour le montage des turbines. Pour le moment tout « baigne »…

Marcel.
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GAZOU a écrit:Bonjour
le SIKA 11 fc c'est de l'acrylique et ça colle plus fort que du silicone qui n'est que du joint .
Pour les triangles j'étais persuadé qu'ils allaient sauter .

Bon, alors mieux vaut que je reste avec ce qui colle le moins. Sur le petit schéma ci-dessous on voit bien que je n'ai pas besoin d'un truc à très forte adhérence. Avec la pression ça fait "coin"... Plutôt un truc que je peux enlever facilement pour éventuellement démonter la turbine.



Les triangles restent en place, il faut séparer le flux principal en trois parties, chaque partie étant associée à une jupe...

Marcel.
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Pour revenir sur la publication des plans.
J’ai reçu plusieurs questions me demandant si je pourrai les fournir à une échelle plus petite… Je rappelle que le modèle en construction fera environ 120x52cm hors tout. J’avais choisi cette échelle car c’est en gros ce que je peux transporter dans ma voiture sans passer à une Kangoo !... C’est vrai que ça fait déjà un gros bébé !

On peut toujours réduire les plans bien sûr. Mais dans le cas présent je ne pense pas que ce soit une bonne idée ! Le coussin d’air repose sur le principe fondamental d’une grande surface et d’une faible pression.
Sans vous abreuver de formules, je vous propose un petit exercice simple en supposant que je réduise la taille de mon engin par un facteur de 2, donc un modèle de 60x25cm. Que devient la puissance nécessaire à la sustentation ?

• La surface de sustentation : Elle est divisée par 4.

• Le périmètre & surface de fuite : le périmètre de fuite est la longueur de la jupe externe. Il est donc divisé par 2. La hauteur de fuite n’a rien à voir avec l’échelle et on va supposer qu’elle reste la même, de l’ordre de quelques mm. La surface de fuite sera donc divisée par 2.

• Le poids de la structure : Difficile de prendre du CTP plus fin. Donc, à épaisseur constante, le poids varierait comme la surface découpée, c’est à dire d’un facteur 4. Mais les membrures des poutres et couples deviennent trop fines. Les renforts, goussets, etc… ne diminuent pas dans la même proportion. Au final, je pense que si on réduit le poids de la structure par un facteur de 3, c’est déjà optimiste.

• Le poids des turbines, de l’électronique et des accus : Vue la diminution d’échelle, on peut imaginer passer de turbines de 92 de diamètre à 60. Les contrôleurs sont aussi un peu plus légers. On reste avec des accus similaires (on verra pourquoi après…). On doit pouvoir réduire le poids de l’électronique d’un bon tiers, mais guère plus.

• Poids total : En combinant tout ça, le poids total serait réduit d’environ 40%. Soyons optimiste et disons de moitié, ce sera plus simple pour les calculs.

Donc pour résumer :
- Le poids est divisé par 2
- La surface de sustentation est divisée par 4
- La pression dans la jupe est donc multipliée par 2
- La surface de fuite est divisée par 2.

En vous épargnant Bernouilli, conservation des mouvements, etc… je vous donne la formule approchée de la puissance nécessaire à la sustentation en fonction de la pression dans la jupe et de la surface de fuite :

W= k x (surface de fuite) x ( Pression à la puissance 3/2)
k est un coefficient basé sur un tas de trucs qui ne dépendent pas de l’échelle (g, viscosité et densité de l’air, etc…)
Dans notre comparaison, en diminuant l’échelle par deux:
- La pression est multipliée par 2. Donc le facteur  pression est multiplié par 2,8
- La surface de fuite est divisée par 2.
Et donc la puissance de sustentation est multipliée par 1,4.

Surprenant ! En diminuant la taille par deux on augmente la puissance nécessaire par un facteur de 1,4 !!!    

Et comme on a des turbines nettement plus petites, il va falloir mouliner dur… Pas question de diminuer la taille des accus si on veut conserver une autonomie raisonnable.

Moralité : Pour les engins sur coussin d’air, plus c’est grand et plus c’est efficace !

On pourrait sûrement créer un N300 plus petit et plus léger, mais il faudrait changer la technologie :
- Peut-être passer en dépron…
- Oublier les turbines qui sont de toutes façons assez lourdes et essayer de passer à d’autres types de ventilos…
Mais faudrait quand même gratter pas mal en poids pour regagner la même efficacité…

Pas simple et parfois surprenante la technologie du coussin d’air !

Marcel.
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