Construction "perso" F5J 2,5m - le "Journey"

Bonjour,

Je me lance dans une construction perso de F5J de 2,5 m sur la base de l'aile proposée par Gerald Taylor en profil SynerJ sur le site RCGroup.

Le but ne serait pas de faire la machine ultime, mais une bonne machine. Celle qui permet d'obtenir 80% des perfs avec 20% des efforts

Mon objectif est d'apprendre:
- un peu d'aérodynamique,
- comment dessiner en 3D et utiliser une CNC (j'ai accès à une machine dans un fablab),
- la construction composite sous vide (aile, stab, dérive).

Je pars de quasi zéro mais aime apprendre.

J'ai commencé un thread ici dans la section construction F3K et sur RCGroup (https://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?2867601-Journey-F5J-SynerJ-2-5m-design#post37279151)

La taille de l'aile, même si elle est trop petite de l'avis des compétiteurs permet de limiter les risques et les coûts. Elle peut être vue comme une voie alternative aux grands planeurs, pour exploiter des pompes plus petites (un gros F3K). Ca correspond bien à mon programme de touriste. C’est la moitié de la surface de l’aile de référence 3,8m.

Du fait de mon expérience, ça risque d'être un projet pas rapide... J'aurais certainement besoin de conseils et informations...

Est-ce que le projet serait susceptible d'intéresser d'autres personnes localement ou moins localement ?

Jean-Marc

Salut Jean-Marc

Si je peux te donner un conseil, juste pour l'envergure pour moi le mieux dans votre cas c'est 3m ou juste un peux moins!Afin de ne pas trop perdre en finesses

Avec Marc Pujol on est d'accord pour dire que les grandes cordes d'aile est intéressant
Par exemple:sur un 3m je serai sur du 28cm de corde pourquoi cela déjà pour avoir un profil plus épais que si c'était des cordes de 20cm uniquement pour le côté résistance des ailes et aussi la facilité a travailler à la construction
Et sur un 4m a 33 cm de corde

Il faut pas que vous faites la même erreur qu moi sur mon idéal le bras de levier avant doit être assez long afin de mettre des moteur léger,(comme les nouveaux axi),ça c'est mon point de vue

Pour le bras de levier j'adore tous mes planeurs a bras de levier court donc moi je partirai la dessus mais je veux pas rouvrir le débat !

Coté lay-up d'aile,sur mon ideal il était uniquement en tissu de verre c'était trop mou donc si c'était a refaire je ferai en carbone ud comme cela on utilise des tissus a pas cher ~10€
Alors pourquoi sans Privé !😀
:pour un 2,50m 2 ud 30gr croisé a 30° au minimum
Pour un 3m -panneau centrale en 2 ud 50 gr croisé a 30° au minimum
-pour le oreilles 2 ud 30 gr croisé a 30°au minimum

Sur mon idéal un des seul chose qui été top c'est les commandes d'empenage avec des ressort et un cable a la sauce f3k

Tous cela n'est que mon point de vue ce n'est pas une science exacte😥
Adrien
Bon courage

Tres bonne idée que de partager tes expériences!

N hesites pas a tout raconter, le bon et aussi le mauvais....
Bonne construction et bon courage.

Ps: conseil perso, si tu dois fabriquer quelques outils, prends le temps d' en faire de bonne qualité des le depart, pour eviter de grosses déconvenues qui peuvent vite decourager .

Bonsoir,

Merci des encouragements et des conseils :-)

Pour l'envergure, je vais rester raisonnable pour une première construction composite "non accompagnée" par un spécialiste. Idéalement, il faudrait commencer par un F3K pour la taille, mais j'en ai déjà un et des problèmes de genou et de dos ne me permettent pas d'en profiter comme j'aimerai.

2,5m: je peux construire l'aile en 2 parties sur mon établi (juste), ça rentre bien dans la voiture, c'est bien pour mon petit terrain et du loisir... Je reste dessus.

Pour le layup, je suis intéressé par le résultat avec du tissus verre. Dans mon approche, verre si OK pour cette taille et ce programme, et carnone uniquement si justifié (même si c'est si beau).

Est-ce pénalisant même si c'est un peu mou en torsion pour du F5J en 2,5m ?

Sur le bureau les manuels PredimRC et XFLR pour déterminer le stab, le fuselage et la dérive.

Dommage que le livre de Franck Aguerre soit épuisé...

JM

Il y en a d'autres...
Et qui parlent de construction aussi.

http://www.f3news.fr/t13133-un-livre-pour-le-f5j

Et il est gratuit.

Pour 400 pages...

Marc

Tu as raison Marc, et il est sur mon bureau (et la tablette) :-)

Et j'ai lu les sections relatives aux aspects que je dois travailler. Les deux livres me semblent toutefois traiter le sujet de façon un peu différente.

JM

Une petite expérience en coffrage fibre de verre sur mousse pour un moto-planeur d'une envergure équivalente est rapportée dans le chapitre construction d'un longeron de mon Opus.

J'ai réalisé le coffrage avec du verre ou du carbone de 100g/dm².
La fibre de verre est juste suffisante en résistance à la compression (et encore) et en torsion, si le profil est fin, c'est de la guimauve au niveau des gouvernes.
La fibre de carbone fait parfaitement l'affaire en torsion. Normal. En compression, c'est meilleur. Mais attention à bien lier les peaux du dessus et du dessous par le longeron. Sinon, c'est la rupture en compression par flambage. Idem pour le champ des longerons et volets. Le carbone est même trop costaud pour l'emploi que l'on en fait en durée si l'on respecte bien cette règle de liaison des peaux.

Côté poids, et bien le balsa a aussi des avantages...

Bref, il faut mettre le bon matériau au bon endroit. Pour preuve mes derniers essais pour faire un stab et une dérive (voir le post sur le Genoma2). Sans forcer, on peut facilement gagner 40% en masse tout en assurant les fonctions souhaitées en toute sécurité.

Marc

Bonjour,

Je vais suivre avec attention car je viens de terminer une aile de 3,1 m pour un F5J en construction perso. les noyaux ont été découpé avec une CNC fil chaud après moultes essais pour maitriser les paramètres de découpe, prévoir des grands sacs poubelle...Bref c'est une première pour valider les procédés de fabrication et les grammages de tissus.

Je suis parti sur un profil AG35 que j'apprécie beaucoup avec la géométrie du Inside F5J de chez Hoellein. Cette aile vient en comparaison d'une autre en structure balsa chapeautée UD carbone et D-BOX carbone kevlar  avec profil évolutif AG 24-25-26 que "si c'était à refaire" et bien "je referais pas": trop de boulot (mais beaucoup de satisfaction quand même).

Pour le recouvrement de la partie centrale j'ai d'utilisé deux couches de fibre de verre 50 g à 45° + une bande sur le BA et du voile 8 g/m² de chez HK sur la zone des volets et un longeron principal en balsa 6 mm fibres verticales avec deux couche de FDV 80 g à 45° sur les flancs. Ce longeron repose sur un UD carbone de 25 mm à l'intrados et extrados. La charnière des volets est encadré par deux faux longerons en balsa 1 mm pour donner de la rigidité aux gouvernes.

Le résultat est acceptable en rigidité mais catastrophique en dureté superficielle: la peau s'enfonce au moindre contact sauf dans les zones doublées au voile de carbone où ça reste acceptable.

Fort de cette première expérience, j'ai stratifié les deux oreilles avec du carbone biaxial 80 g/m² R&G et un voile carbone 4 g/m² en face extérieure pour atténuer les coutures du biaxial, toujours avec un longeron principal identique à la partie centrale et les faces des ailerons encadrées aussi par du 10/10ème.

Le résultat est incomparablement plus rigide et surtout insensible aux impacts mais aussi beaucoup plus lourd.

Voici le résultat aile équipée de 4 servos corona DS239 de 22 gr:
- portion centrale avec 2 servos: 439 g (structure 340 g)
- oreilles avec 1 servo + clé jonc carbone 8 mm: 290 g (structure 188g)

Du coup pour le prochain essai, je partirai sur du biaxial maison en 2 x 30 g/m² comme suggéré par Adrien Gallet qui permet d'éviter le voile carbone quitte à renforcer la section du longeron principal.

Voilà pour ma première expérience.

@+

Bon, on dirait qu'il y a un consensus pour l'utilisation du carbone, tant pour la torsion que pour la résistance aux marques.

En plus, je vole dans un champ avec des "herbes" hautes un peu rigides (fenouil), et il ne faut pas un avion trop fragile.

J'ai vu les essais de JC avec le biaxial maison avec UD à 45°, ça semble efficace mais pas forcément facile à réaliser.

Pour le longeron, j'aimerai bien explorer cette méthode: https://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?1877360-Easily-building-light-and-strong-vacuum-bagged-wings

J'ai commencé à regarder ma conception de fuselage en fonction de l'aile: https://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=37296334&postcount=3

JMF

Marc,

J'ai cherché dans ton livre (peut-être mal) les informations sur l'incidence de l'aile du genoma: a quel alpha la fais-tu travailler ? A quel Cz (ou CL) cela correspond ? Comment cela se positionne-t-il par rapport à la finesse max de l'aile et au taux de chute mini de l'aile ?

J'essaie de croiser des valeurs de comparaison avec ce que je trouve pour l'aile SynerJ:
- finesse max en mode cruise avec alpha = 3.5°,
- Cz = 0.6 (je trouve ça potentiellement élevé),
- Vx vers 6,5 m/s.

JM

Jean-MarcF a écrit:

Bon, on dirait qu'il y a un consensus pour l'utilisation du carbone, tant pour la torsion que pour la résistance aux marques.

En plus, je vole dans un champ avec des "herbes" hautes un peu rigides (fenouil), et il ne faut pas un avion trop fragile.

J'ai vu les essais de JC avec le biaxial maison avec UD à 45°, ça semble efficace mais pas forcément facile à réaliser.

Pour le longeron, j'aimerai bien explorer cette méthode: https://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?1877360-Easily-building-light-and-strong-vacuum-bagged-wings

J'ai commencé à regarder ma conception de fuselage en fonction de l'aile: https://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=37296334&postcount=3

JMF  

Très franchement, un longeron avec une ame en styro ne vaut pas grand chose par rapport à une ame en balsa, surtout au niveau de la reprise des efforts au voisinage des clés d'aile. Ce qui importe aussi, c'est la liaison entre le longeron et les deux peaux.

Ce que je compte également essayer sur une aile pas trop grande c'est le voile carbone seul en remplacement des tissus pour la dureté superficielle combiné avec un longeron costaud et de l'UD au niveau des peaux.
@+

"Très franchement, un longeron avec une ame en styro ne vaut pas grand chose par rapport à une ame en balsa, surtout au niveau de la reprise des efforts au voisinage des clés d'aile. Ce qui importe aussi, c'est la liaison entre le longeron et les deux peaux."

Salut
Pour moi il faut simplement ajouter une chaussette carbone (hptextile)j'utilise cette technique dans mes F3Q c'est super solide et simple d'utilisation.De plus on peut creuser la mousses pour insérer la clé d'aile ect. Ne pas oublier les semelles!!!

Adrien

L'incidence est de 3 degrés.
Tuvtrouvera des details dans mon livre à la page 174.

Pour la reconstruction du longeron, regarde aussi le chapitre sur le calcul et la realisation d'un longeron. Tout y est. Des calculs jusqu'à des solutions de realisation.

Je confirme de ne pas utiliser du roafmat comme âme pour un longeron. De l'airex ou mieux du balsa

Marc

Je bute pour le moment sur un "Cz de stab max" trop élevé dans PredimRC (voir: http://www.f3news.fr/t13383-predimrc-cz-stab-max-et-cz-aile-pour-stab-neutre#140478).

Copie d'écran PredimRC: https://www.dropbox.com/s/7miqsa4kgh6vkvj/Journey%20F5J.JPG?dl=0

Je cherche du coups des infos sur comment réduire cette valeur...

JM

Pourquoi mets tu un stab callé à +2.8 degrés? Mets le à 0°

Ensuite, allonge ton fuselage! Regarde les proportions des planeurs modernes de cet envergure. Tu as souvent la longueur hors tout du fuselage qui vaut 1.25 la 1/2 envergure.
Cela semble une proportion "magique"!

Marc

Merci de ta réponse Marc,

Le câlage du stab à 2,8° est ce que me donne PredimRC pour:
- mon aile,
- un Cz de réglage à 0,6, qui correspond à un alpha de 3° et à la finesse max de l'aile,
- une marge statique de 3% (bon point de départ),
- un volume de stab de 0.48 (dans les clous),
- une longueur de fuselage "déjà vue",
- un V longitudinal de 0.3° (angle aile / stab).

J'ai le sentiment que tout colle sauf le Cz de stab max à 0.6.

JM

Je pense que tu ne devrais pas faire trop compliqué pour un premier essai.
Comme tout le monde , tu vas avoir des loupés, c'est inévitable, tu ne va pas maitriser parfaitement toutes les étapes du premier coup.
Sinon il te faut faire des essais sur des "éprouvettes", c'est à dire des morceaux d'ailes de petites surface qui ne voleront jamais.
Pour ne pas te décourager, utilise des géométries simples et du matos pas trop cher, quand tu aura validé tes méthodes, tu pourra compliquer la donne....

En gros:

- 3 panneaux d'aile maxi par cotés ( c'est déjà pas évident d'aligner tout le monde et de découper proprement)
- du tissu de verre en layup est déjà bien, par exemple un 100 grs à 45° et une couche de 25 grs sens normal en surface.
- les longerons, tu fait une saigné de 3*3 mm sur chaque face (intra et extra) et tu remplis de mèches de carbone (facile, rapide et largement suffisant pour du f5j de cette taille)
- mastiquer tous les défauts du noyau fini avant strat avec du polyfilla fine surface, ne jamais laisser dépasser quoi que ce soit du noyau final.
- prends du lexan de 7/10 en guise de mylar, état de surface est meilleur plus c'est épais, ou essais avec le PVC vendue en GSB car moins cher (en réalité c'est le plus couteux de la construction d'une aile)
- il faut une pompe à vide ET son sac FIABLES, car rien n'est plus horrible de tout rater pendant le phase finale de stratification.
- utilise de la cire en pâte en 2 couches avec séchage et lustrage entre chaque application ( si tu dois en acheter, TR104 ou MG 16 qui résistent à l'étuvage, un pot dure plus de 10 ans....)
-Fais des essais de compatibilités entre tous les matériaux, peinture, cire, résine, noyaux etc....sur des petits échantillons et dans les mêmes conditions d'utilisation normale, là il y a souvent des surprises! et teste ton système de vide en durée complète.

Pour finir, notes tout sur un cahier, méthode, poids , idées, etc, ce sera une bonne base pour améliorer tes techniques. Il n'y a pas de technique idéale ni miracle, ne pas se dégouter des échecs.
Il est possible de faire des ailes très bien finies et légères et qui volent très bien, le résultat est proportionnel au soin apporté à toutes les étapes.

Bon courage

Merci Thomas pour tes conseils, cela me semble pragmatique et bien dans l'esprit du projet.

Tu bourres juste la saignée de mèche de carbone et stratifie dessus ? Est-ce que ça fonctionne encore si les tissus sont "juste imprégnées comme il faut" (assez de résine ira dans la saignée et les mèches) ?

Pour l'utilisation du tissus de verre, je suis tenté mais me questionne. Il y a des vraiment pro carbone au dessus. Et je dois sortir le planeur en ordre de vol à 650g. je ne sais pas si c'est possible ou pas en tissus verre (je ne sais pas estimer ma masse d'aile avec différents modes de construction...

C'est le mylar le plus couteux dans la construction de l'aile ? Je n'aurais pas deviné...

Pour les panneaux, je vais faire en CNC, donc pas de problème a priori à ce niveau (si j'y arrive :-)

Pour la mousse, j'ai repéré le XPS de Grand Surface de Bricolage. J'ai vu qu'il y a aussi du Roofmat 500L qui semble un peu meilleur à la compression, mais je n'ai pas vu de distributeur facile en cherchant sur Internet. Y a-t-il d'autres alternatives à considérer ?

Merci pour tous les autres conseils !

JM

En travaillant pas compréhension des notions autour du stab, grâce aux éclaircissements de Franck Aguerre et aux articles de Thierry Platon (articles), je m'oriente vers un stab avec un volume de 0.4 pour minimiser le Cz de stab max, et un profil avec un Cz max plus élevé (Freak horizontal peut-être).

Sous PredimRC, ça me donne un stab de 4 dm^2, volume de stab 0.4, Cz de stab max 0.48 et Cz max Freak horizontal à 0.74.

Je vise une dérive de 3.4 à 4 dm^2, avec un aspect ratio autour de 2.5.

JM

Tu sais, les Cz max d'un stab de F5J sont rarement atteints. On pilote tout en douceur et la réactivité sur l'axe de tangage est de l'ordre de 0.2s. Donc le fuselage aura déjà bougé quand ton stab sera aux grands angles réduisant l'incidence et donc le Czmax. Il y a aussi d'autres phénomènes lors du virage serré qui vont aussi diminuer l'angle.

Donc ne te casse pas la tête. Je n'ai jamais vu un stab décrocher en F5J.

Par contre, si j'ai un conseil pour ton longeron, c'est de faire comme M. Drela. C'est simple, léger, pas de risque de se tromper et cela ne demande que peu de carbone (qui se calcule facilement avec mes articles...).

Pour le verre, essaie de t'en passer sauf pour une première. Et une première aile est toujours ratée ou tout au moins perfectible. Tu vas en faire une deuxième c'est certain. Où alors tu es un dieu de la construction, ce que je ne suis pas!

Marc

Pour le mylar, le choix, l'accueil et la qualité sont là: http://www.f3news.fr/t12626-mylar-a-prix-abordable?highlight=mylar

Il faut téléphoner en précisant que c'est pour du modélisme et envoyer un chèque.

C'est en France...

Bonsoir Jean-marc

pour répondre:

tu fait les longerons , le passage des fils de servo, les clés d'aile, les renforts etc, tout doit être collé et sec.
Ensuite tu mastique les défauts avec le polyfilla, ponçage fin et dépoussiérage.
Puis tu fini par stratifier les deux peaux (intrados et extrados)
Ceux sont plusieurs étapes qui ne doivent pas être réalisées en mêe temps sinon avec le vide, tout va "s"enfoncer" dans les petits creux et va apparaitre en surface.

Le tissu de verre fera bien l'affaire pour une première, idéalement un 50 grs à 45° et un 25 grs de surface (toujours pour ne pas voir la trame du tissu en surface), comme tu poses dans un champs mal pavé, mets un 80 ou 100 grs au moins à l'intrados à la place du 50 grs.

Pour les noyaux, j'utilise du polystyrène thermique sol NC TH35 ep 60 mm acheté chez big mat, plus léger que l'extrudé et suffisamment résistant en compression pour ne pas s'écraser sous vide (250 à 350 mb max)

Le lexan en 75/100 vaut 55 euros la plaque de 2*1.25 m , soit bien plus que tout le reste si tu reste en fibre et que tu achète chez HP textiles....

un exemple :

https://f3news.1fr1.net/t13216-spectral-hotliner-perso

En parallèle du design du planeur (j'aimerai comparer 3 stab pour le plaisir de la chose), je commence à me former en CAO (je pars de zéro).

Sur RCGroup, Ender67 a créé un programme qui généère automatiquement ds fichier STL pour les moules (positif ou négatif).

Il travaille sur une version améliorée qui lisse les ruptures entre panneaux. Les résultats sont encourageants ! Pour voir les fichiers: XFLR2STL

De mon côté je lis beaucoup sans arriver à me décider sur la méthode de construction. J'essaie de faire quelque chose qui soit un peu mieux que le vacuum bagging classique sur l'extrados, qui soit adapté au prototypage (ou petite série, en essayant d'éviter des moules chers), et tirant partit d'un accès à une CNC...

Et bien j'ai pas encore trouvé :-( (faut pas rêver mon gars, il n'y a rien sans rien...).

Moules MDF ? Moules mousse ? Difficulté de faire en CNC les noyaux avec besoin de retournement, de recalage super précis sur le noyau retourné, le support femelle avec table à vide pour tenir le noyau... rien trouvé où je me dise... c'est ça que je veux faire !

La CNC semble l'arme absolue pour la production série, qui justifie de beaux moules, la table à vide, le développement de tous les outils....

Mais je n'arrive pas à me résoudre...

JMF

Et bien là, ça chauffe!

tu ne nous a pas dis ton niveau en construction, car si tu part de zéro...... les moules creux, les plaques d'aspiration , la CNC, la conception, etc.....risques d'être un (certes très beau) challenge irréalisable.......
Si tu n 'as jamais touché à la résine, tissu, pompe à vide etc, de mon avis, tu ajoutes trop rapidement d'inconnus dans l'équation, ou alors tu ne nous as pas tout dis sur tes compétences?

Tu n'es pas loin de la vérité, mais j'aime bien ces challenges. Y aller pas à pas et beaucoup apprendre.

Donc, j'ai des connaissances de base en construction et réparation. Je connais le travail de l'époxy et des tissus, mais jamais sous vide (je viens de poser des questions dans la partie générale F3x).

Donc oui, il y a des risques de ratés.

Apprendre à se servir d'une CNC est un des objectifs du projet, donc un aspect "pas trop négociable".

Je me suis rendu compte qu'au delà de la magie de la CNC (je reproduit automatiquement une forme complexe), par certains aspects ce la introduisait des complexités par rapport à la découpe des noyaux au fil chaud, et en particulier: découpe des noyaux en 2 fois (recto puis verso) + fabrication séparée des "dépouille". 4 opérations au lieu d'une pour le fil chaud.

Pas d'expérience en CNC, mais je suis à l'aise avec l'informatique...

Ca devrait passer... avec quelques conseils :-)

JM