J’ai le plaisir de vous présenter le fruit des derniers mois de travail d’un petit groupe de motivés. Il s’appelle KONIEC et je partage avec vous l’histoire de sa naissance:
L’idée de base :Avec mon ami Ramón, nous étions fait la main avec une aile volante puis un F5D, à ailes moulées creuses, pour le plaisir de la construction composite.
Nous avions ensuite buté sur la réalisation d’un Beep-beep F3B, qui demandait beaucoup trop d’investissement (temps et argent) pour seulement 2 personnes, pour une catégorie à l’agonie dans notre pays.
Puis un jour je lui ai fait essayer un de mes F3K... La motivation pour réalisera un modèle de A à Z ne s’est pas faite attendre !
L’objectif était à la fois de disposer des moules d’un modèle qui puisse se construire en versión « Eco » pour que les copains débutent à moindre coût (Ramón et ses copains de club ne sont pas des compétiteurs…pas encore !) mais qui me permette également de d’avoir une machine au top pour voler en concours (en utilisant les matériaux qu’il faut).
En commençant par une profonde étude de marché (un méga benchmarking technique) et en ajoutant les petites idées qui me tenaient à cœur, j’ai élaboré un cahier des charges précis, indispensable pour ne pas se perdre en route et savoir où l’on va.
Le design:Une fois le chemin bien défini, j’ai pu commencer à gribouiller quelque chose de réaliste.
Les techniques de construction choisies sont bien sûr celles des meilleurs modèles du marché à savoir :
- Ailes et empennages moulés avec noyau fraisé CNC (aile en une pièce)
- Fuselage moulé sous pression
Je ne rentrerai pas dans les détails ni les « secrets » de la conception mais un des facteurs clés est ma volonté d’avoir des bras de levier courts à l’avant comme à l’arrière.
Pour la géométrie de l’aile, le cahier des charges a déterminé le profil. Les différentes itérations de calcul aérodynamique m’ont fait retomber sur une géométrie très semblable à l’aile dessiné par Gerard Taylor, utilisée par le Fireblade de GMC….c’est de bonne augure puisque c’est un excellent planeur!
Pour le fuselage, je n’ai pas voulu de montage exigu ni unique. J’ai donc travaillé sur une optimisation de la logeabilité tout en respectant l’idée du nez court. Le stabilisateur est monté sur un pontet stratifié à part. La dérive possède un fourreau obtenu au moulage permettant un montage facile au bon angle d’incidence.
La CAO/DAO :
J’ai la chance de compter dans mon entourage (pro) un excellent dessinateur CAO/DAO a bien voulu prendre part dans le projet. Sans son savoir-faire et son dévouement, le projet ne serait pas allé plus loin.
Il a passé quelqueSSSS heures à dessiner (sur Catia) le modèle, en suivant mes lignes directrices et instructions, et surtout en gardant en tête la réalité finale.
C’est un des facteurs clé de l’aboutissement de ce projet car il est indispensable de savoir exactement ce que l’on dessine (comment et pourquoi) pour que le résultat soit exploitable. Une excellente communication entre les membres du projet est également essentielle, et même en étant proche géographiquement ce fut une des tâches les plus complexes.
Pour ce projet, je ne voulais pas non plus passer à côté de l’opportunité d’extraire le maximum de l’outil CAO. Nous avons « joué » avec les possibilités énormes du logiciel pour par exemple optimiser la géométrie du fuselage et comparer différents plis et matériaux (simulation FE).
C’est aussi un outil fantastique pour anticiper le montage de l’équipement et par exemple définir la cinématique des commandes d’ailerons.
La réalisation des moules :Un planeur qui tourne sur un écran c’est bien beau….mais il reste encore du travail avant que ça vole ! Et pour cela il va falloir faire quelques copeaux !
Et de ce côté-là, l’ami Ramón maitrise bien sa grosse 5-axes de 3m70 de course.
Encore fallait-il savoir dans quel matériau planter la fraise. Nous avions été déçus par le Nécuron1050 utilisé sur le projet avorté du Beep-beep (défauts dans la matière, brillance difficile à obtenir, cout…). Le PMMA utilisé pour le F5D était également perfectible (fragilité, incompatibilité avec certains agents chimiques…). Nous n’avions pas non plus le budget pour de l’aluminium…
Nous avons donc fait des tests avec différents matériaux pour enfin trouver le bonheur avec des plaques de résine acrylique, faciles à usiner, à coller avec le produit prévu pour, ayant une dureté correcte et résistant à presque tout (nettoyage possible à l’acétone).
Il y a là aussi quelqueSSSSSS heures passées, tout d’abord pour passer des fichiers 3D au procès d’usinage (dessin des moules), puis à l’usinage proprement dit puisqu’il a fallu faire :
- Le moule de stab (en 2 parties)
- Le moule de dérive (en 2 parties)
- Le moule de fuselage en 2 parties, avec plan de joint courbe, et résistant à plus de 4 bars de pression
- Le moule de verrière (1 pièce)
- Le moule de pontet de stab (en 2 parties + positif en silicone)
- Le moule d’aile en 3 parties (extrados + 2 demi-intrados), avec bâti fraisé également
- Les supports d’usinage pour les noyaux en MDF (2 pour le stab, 2 pour la dérive, 4 pour les ailes)
Pour le perçage de la fixation (fuselage et aile), la découpe des ailerons et des puits de servos de l’aile finie, nous avons également fraisé des bâtis en MDF.
Les guignols et la platine radio sont bien sûr obtenus via CAO et seront découpés au laser.
Une dernière étape très importante pour le résultat final : le ponçage/polissage des moules. Bien que le matériau choisi soit facile à travailler, quelques litres de sueur et d’huile de coude sont nécessaires (en plus du savoir-faire). Nous avons la chance pouvoir de compter sur l’ami Jaume qui, carrossier à la retraite, nous a rendu les moules avec une brillance incroyable.
La fabrication des modèles :Pour les premiers essais et les premières modèles, nous avons choisi de fraiser les noyaux dans du polystyrène extrudé (XPS).
Pour améliorer l’accroche de la peau sur les noyaux, nous les avons peints (un voile de peinture acrylique très diluée à l’eau, passée à l’aérographe).
Après quelques itérations pour définir la surépaisseur des noyaux, nous avons vite sorti des pièces valides.
Nous sortons maintenant les stabs et dérives autour de 6.5g/pièce. La peau est en fibre de verre 25g/dm2 et les renforts en UD 50g/dm2.
Pour les ailes, nous en avons pour l’instant sorti en 2 versions :
- Une version « économique » avec peau en fibre de verre 49g/dm2, doublé aux ailerons, semelles en UD 100g/dm2 et renforts divers en TeXtreme 110g/dm2 (Mika, 2eme choix).
L’aile sort autour de 125-130g. C’est un bon compromis pour les copains débutants.
- Une version D-box + ailerons en TeXtreme 110g/dm2, avec longerons en UD 100 Haut Module. Le reste en fibre de verre 49g/dm2. Cette aile est sortie à 140g et sa rigidité est excellente tant en torsion qu’en flexion. C’est l’aile du proto nº1, la première qui a volé.
Pour les fuselages, nous avons essayé plusieurs drapages et différentes pressions de gonflage.
Avec un TeXtreme 110g/dm2 en surface et 3 UD80g/dm2 IMS, le nez en verre + kevlar, les renforts de l’assise et les inserts en alu pour les vis de fixation de l’aile, à 3bars, un fuselage sort à 35g mais nous avons parfois quelques petits défauts (quelques microbulles en surface).
En remplaçant les 3 UD 80g/dm2 par 2 et demi UD 100g/dm2 UMS (Haut Module), à 4 bars, le fuselage du proto 1 est sorti à 31g. L’état de surface est parfait et il est surtout plus rigide. La simulation avec calcul aux éléments finis nous donne une réduction de 23% du déplacement maxi en bout de poutre.
Le pontet de stab est moulé avec un contre moule en silicone est sort autour d’1g.
J’ai monté le premier proto avec 2 Hypérion DS09SCD dans les ailes et 2 Graupner DES 281BBMG dans le fuselage. Accu 1S2P 840mAh d’Ivan, RX 4 voies FrSky FASST et commandes rigides sous gaine PTFE.
Les premiers empennages dont je disposais étant un peu lourds (7.5 et 8.2g), le proto nº1 a donc eu besoin de 18g dans le nez. Malgré tout, il sort à 274g, RTF et centré. Avec les empennages les plus légers, on gagne 9g sur la masse totale --> 265g pour un planeur avec une aile « en béton ».
Les premiers vols :C’est avec un peu de stress mais beaucoup d’espérance que les premiers vols se sont déroulés. Il faisait pas mal de vent mais l’envie était trop grande.
Après 2-3 lancés javelots pour trimmer un peu la profondeur, j’ai pu enfin faire tourner le Koniec.
La première impression est d’une grande légèreté lors de la rotation. Malgré « l’embonpoint » du proto1, la sensation est celle d’avoir un planeur très léger et qui accélère bien dans le dernier tiers de rotation. C’est une vraie satisfaction puisque c’était un des objectifs qui a dicté les choix du dessin.
La rigidité générale est excellente et nous n’observons pas de déformation ni de snacking (filmé à 100fps et analysé au ralenti).
La montée ne s’essouffle pas et les attitudes de lancé sont d’emblée du même ordre que celles que j’ai avec les Stream à iso-masse.
En vol, la vivacité est bonne sur tous les axes sans être instable. Je l’ai trouvé très sain d’entrée avec un CG proche du neutre (avec moins d’1% de marge statique)
La finesse est très bonne ; je suis surpris par ses performances en retour face au vent. La vitesse de vol est plus importante qu’avec les Stream (comparaison faite à iso-masse).
J’ai encore bien trop peu d’heures de vols pour avoir une opinion fiable sur les qualités de vol mais je peux d’ores et déjà affirmer que la machine est bien née et que les performances sont au rendez-vous. Avec le nombres d’heures passées sur ce projet, notre satisfaction est totale !
Une fois bien pris en main et en ayant plusieurs exemplaires, je compte bien l’utiliser en machine nº1 en concours.
Le futur et les axes d’évolution :On peut maintenant dire que le plus gros du boulot est derrière nous. Nous allons désormais pouvoir sortir les modèles rapidement et avoir du temps pour aller voler !
Il reste encore quelques détails à résoudre ou améliorer sur le plan de la construction.
Nous devons améliorer le démoulage de l’aile car actuellement la force à appliquer sur l’aile est trop importante pour le lay-up économique (risque de rupture). On s’oriente vers l’utilisation d’un démoulant semi permanent. Des tests sont en cours.
Un peu de masse (gramme par gramme) est encore à gagner par ci par là, en améliorant notre coup de main et en réduisant quelques renforts.
Une fois bien rodée avec les ailes en XPS et tissus « raisonnables », nous passerons aux noyaux en Rohacell et aux lay-up haute performance.
Pour les noyaux, il va falloir trouver un fournisseur de Rohacell d’épaisseur mini 15mm.
Pour les tissus, ma prochaine aile sera en « Vlad provençal » (à base d’UD30g/dm2, comme a fait Jean Claude). On regardera ensuite pour faire du light en Carboline ou Carboweave…
Accessoirement il va falloir definir une déco (et surtout faire des fuselages avec le nez peint car le kevlar n'est à mon goût pas très esthetique...)
Il me faut surtout maintenant accumuler les heures de vol avec le proto 1 pour peaufiner les réglages et m’adapter aux caractéristiques du modèle. Mais ça ce n’est pas le travail le plus désagréable !!!!
Nicolas
Sujet: KONIEC F3K: Un planeur perso haut de gamme 
Jeu 18 Fév 2016 - 23:24
) 
Acrylic Solid Surface".Les plaques font 12mm d'épaisseur. Pour les moules d'aile et de fuselage il a fallu assembler plusieurs épaisseurs, avec le produit vendu pour, sous presse. Le plan de joint entre les plaques est invisible à l'oeil nu. 
) et puis c'est peut etre la fin des planeurs du commerce pour moi si ca marche... 
