Lorsque j'étais en région Parisienne il n'y avait pas systématiquement une activité de remorquage.
J'ai donc entrepris l'étude de l’électrification de mon planeur K6e Rodel de 3,20m d'envergure.
Voici en copie l'article que j'avais réalisé à l'époque pour la revue de mon ancien Club le CMCP de CERGY PONTOISE
Une nouvelle vie pour mon K6e
qui en a vu de toutes les couleurs.
Par Daniel MEMIN ( 2 vidéos en fin d'article)
Depuis très
longtemps j’envisageai d’électrifier mon fidèle K6e de 3,20m de fabrication
RODEL
Mais je ne
voulais pas le défigurer et je cherchais toujours une solution.
Moteur fixe
au CG avec axe rallongé et support de pale démontable pour la pente.
Mais en
électrique, les moustaches cela ne me plait pas.
Un Pylône au-dessus ? Impossible sur mon modèle.
Je réfléchissais
à la solution nez ouvrant et sortie de
l’hélice, mais je ne voyais pas trop comment m’y prendre.
En 2007 un
modéliste Italien EUGENIO PAGLIANO l’a réalisé sur un autre planeur ASW28 S2G
de 3m40 mais toute la cinématique était gérée par un microprocesseur. Hélas je
n’ai pas les compétences requises pour développer cela.
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Vous
trouverez sa réalisation sur le site des Grands Planeurs.
Son système
est commercialisé mais coute 1000 euros environ. Prohibitif pour moi.
Dans un
premier temps, je me suis dit que ce n’est pas pour moi à cause de
l’électronique, et les planeuristes de pentes me disaient tous que c’était de
la bêtise et qu’il serait trop lourd !
J’ai donc
laissé passer du temps mais, cela me trottait toujours dans la tête.
Suite à
quelques déchirures sous le fuselage après un « attéro au trou »,
hélas sur un vilain gros caillou non visible d’en haut j’ai été amené à lui
refaire une santé.
Je me suis
dit « j’y vais ! ». Je me lance dans ce nouveau défi.
Voici
la photo de l’ensemble terminé, nez ouvert, hélice prête à sortir ! En
phase de tests et mesures.
Il ne
restera plus que la peinture à refaire !
 |
| Phase de tests |
Première Etape
Estimation
de poids car une propulsion, ça pèse !
Estimation
du système de propulsion = 600gr moteur
compris (le réalisé 624gr)
Poids accus
lipo 4s =
425gr (le réel 423gr)
Soit 1,025
Kg de poids. Ouille ouille ouille !
Gain
possible de poids : retirer les 450gr de plomb de pêches situés dans un
sachet derrière le nez.
Donc il
faudra alléger les commandes de dérive et profondeur et peut être refaire la
dérive en structure + carbone pour parvenir au retrait de ces 450gr.
Le propriétaire
original de mon K6e ayant passé des câbles de vélo dans de grosses gaines, je
décide de prendre la décision de retirer tout cela et de remplacer par de la
commande en gaine KAVAN.
Je monte le
planeur dans la salle à manger et vérifie mes hypothèses de calculs avec ma
balance de centrage.
Pour cela,
je positionne un moteur 500 watts, l’accu 4S au maximum vers l’avant, et divers
appoint de poids par ferraille, et tout ce qui me tombe sous la main, pour
simuler la propulsion globale.
Je mets
aussi le récepteur au maximum vers l’avant. Bilan : centré trop arrière.
Flûte, il
faudra sûrement que je coule un plomb dans le nez ouvrant pour minimiser le
poids à ajouter
Ah et la
verrière je l’oubliais celle-ci ! Je la mets en place : c’est mieux.
J’y vais, je
me lance en me disant allègement commandes et dérive : ça devrait le
faire.
Deuxième Etape
Comment vais-je
faire pour réaliser un tel mécanisme et ne pas rechercher quelqu’un pour me
réaliser un système de séquenceur bien spécial à microcontrôleur ? De plus,
il faut du temps et beaucoup de contacts pour cela.
Mon contact
avec une entreprise commercialisant des séquenceurs de pylônes rétractable,
pour m’assurer que je pourrais peut-être m’en sortir, ne m’a pas encouragé à
suivre cette voie.
Je décide
donc de tout faire à l’ancienne avec des micro-switch pour la sécurité, et les
séquences seront gérées par ma radio Robbe FX40.
J’achète 10
micro-switch chez RS componants et pour le moteur et l’hélice on verra plus
tard.
Je recherche
dans tout ce que je possède comme aluminium pour réaliser le support principal
Je découvre
un profilé aluminium très raide en T (ancien habillage de bord de meuble)
Et voilà
donc la base du support trouvée.
 |
| Voici la photo de l'extrémité au début de la conception |
La sortie du support d’hélice se fait grâce à un support muni d’un écrou prisonnier M6 et d’une tige filetée Inox M6 entrainée par un petit moto-réducteur.
J’ai utilisé
un modèle GWS comme celui monté dans les LUPO (petit avion en dépron indoor de
chez MULTIPLEX)
Troisième Etape
Vérifier que
l’ensemble puisse s’installer dans le fuselage : Pour cela, j’ai vérifié
sur plan et aussi en engageant l’ensemble par l’ouverture de la verrière.
Quatrième Etape
La sécurité
et la cinématique : Le groupe de propulsion ne doit absolument pas pouvoir
démarrer tant que le nez n’est pas grand ouvert et que l’hélice n’est pas
pleinement sortie.
Ce travail
sera confié à 5 micro-switch.
-
2 pour la commande du groupe GWS de commande de
la rentrée et sortie de l’hélice
-
1 contact fin de course de rentrée de l’hélice
-
1 contact fin de course de sortie de l’hélice et
enfin,
-
1 contact plein ouverture du nez, autorisant la
sortie ou la rentrée de l’hélice
·
La commande des deux micro-switch qui commande
le moto réducteur est réalisé par un micro servo 9g monté tête en bas sur le
profilé en T.
Les délais de commande et autorisation de fonctionnement sont gérés par
la radio.
·
La commande d’ouverture du nez est réalisée par
un servo analogique HITEC pignons métal extra plat de 3kg dont j’ai changé
l’électronique pour le rendre numérique.
En effet, celui-ci bien que neuf (mais j’avais
dépassé la date de garantie) était horriblement imprécis et de plus se
déplaçait de 90 degrés la première minute pour revenir lentement à son point
neutre.
Avant que je comprenne ce qui se passait, j’ai changé
plusieurs fois le sens et les débattements un certain nombre de fois sur ma
radio en pensent que c’était elle qui était en cause.
Les micro-switch
sont actionnés par des micro-poussoirs que j’ai réalisés au tour dans des
chutes de plastique dur (axe de potentiomètre très longs coupés que j’avais
gardé dans mes chutes de plastique) plus collage en bout de ces poussoirs, à la
cyanoacrylate, d’amortisseur caoutchouc de 3mm de diamètre longueur 3mm.
J’ai réalisé
un schéma de principe de toute cette cinématique, que je pourrais fournir à
ceux qui voudraient se lancer dans cette réalisation, ainsi qu’un plan de la
réalisation des pièces mécaniques.
Voici la
photo de l’ensemble terminé sans le support de pales qui au moment de la photo
se trouvait dans les ateliers de mon ami Laurent PLAINCHAULT, qui a eu la
gentillesse de réaliser sur ses machines à électroérosion le perçage hexagonal
de 6 mm, et de terminer l’usinage et le perçage de chaque trou de fixation de
chaque pale.
 |
| Ensemble terminé sans le support de pales |
 |
Le support de pale en cours
d’usinage sur mon tour
|
Réaliser une
maquette pour valider la découpe du nez ainsi que le levier unique de commande d’ouverture.
Celle-ci a
été réalisée en surmoulant le nez du K6e avec une multitude de couches de
papier journal mouillé et enduit de colle blanche diluée.
Bien
évidemment, au préalable, j’ai couvert tout le nez d’adhésif d’emballage marron
tendu au décapeur thermique pas trop chaud pour faire disparaitre les plis, et
ensuite trois couches de cire à deux heures d’intervalle.
Voici quelques
photos de cette maquette
Sixième Etape
Découpe du
nez du K6e, réalisation et collage du système de fixation et intégration du
levier d’ouverture du nez monté sur roulement à bille.
Positionner
correctement pour éviter de sacrifier la roue semi-maquette afin de garantir un
bon anti-couple mais, je ne suis pas parvenu à mettre du piqueur car je
courrais le risque de ne pas pouvoir engager l’ensemble dans le corps du
planeur.
Je suis
obligé de rentrer l’ensemble moteur électrique tête en bas et de retourner
l’ensemble une fois engagé.
Le récepteur
est fixé au velcro sur l’arrière du profil et est installé et câblé dès le
départ afin d’installer l’ensemble de la propulsion en une seule fois.
 |
| En cours de collage du levier de commande d’ouverture sur roulement |
 |
| Collage du support de l’ensemble à côté du carénage de la roue |
Septième Etape
J’ai fourni
la pièce support de pale terminée coté portée de roulement avec gorge de
circlips usinée et percée au diamètre 3mm, pour permettre à Laurent de faire
passer le fil de l’électroérosion.
Bravo à lui
car le faut rond après usinage n’est que de 6 centièmes.
Donc, belle
performance car il n’y a pas de vibration notoire.
A la
réception du support de pale usiné par électroérosion (encore merci Laurent) je
monte les pales que j’avais commandées. Horreur, elles ne se plient pas assez
vers l’avant.
Le coude des
pieds de pales est trop important, ce qui fait qu’il est impossible de rabattre
les 2 pales vers l’avant à touche-touche. Donc, impossible de rentrer ou sortir
celles-ci par le nez.
Mon projet
va-t-il tomber à l’eau ?
Je cherche à
revoir les photos du montage de notre ami Eugénio.
Je commande
2 nouvelles paires de pales cette fois de la marque GRAUPNER car elles semblent
moins courbées sur la photo.
A la
réception de celles-ci, nouvelles déception, c’est mieux mais cela ne se rabat
pas encore suffisamment.
Eh oui, les
pales sont prévues pour se rabattre en moustache vers l’arrière et non vers
l’avant.
Je ne monte
donc pas encore le support de pâle sur l’ensemble de propulsion.
Je retourne
sur le site des grands planeurs et je regarde de près la photo.
Il semble
que les pales sont meulées vers leurs pieds. Ce qui me laisse dire qu’Eugénio a
eu les mêmes soucis.
Mes mesures
me permettent de me rendre compte que l’entraxe de perçage de 38 mm aurait dû
être de 42 mm pour permettre le rabat vers l’avant.
Mais dans
cette configuration l’ouverture du nez aurait été monstrueuse alors qu’elle
n’est déjà pas négligeable, suite au côté ovoïde du fuselage du K6e afin de
permettre le passage du support réalisé.
Refaire un
support complet ? Impossible. Donc, creuses-toi la tête Daniel!
Je vérifie
dans tous les sens et je me rends compte qu’il faut que je fraise le bout du
support sur 7mm de profondeur pour permettre de rabattre totalement à touche-touche
vers l’avant les deux pales.
Je remets
donc la pince sur la table de ma fraiseuse après avoir tout bien contrôlé au
niveau alignement, je descends doucement centième par centième afin de ne pas
endommager une telle pièce.
Enfin, les pales
se touchent vers l’avant. Super!
Je monte
provisoirement le support dans le roulement intégré dans l’équerre mobile et
rentre doucement l’ensemble pales montées. Flûte, elles ne se rabattent plus à
cause de l’axe hexagonal de 6 mm sur plat qui passe entre les 2 pales.
Découragement.
Alors là je me dis que si près du but ce n’est pas possible.
Je me dis « tu
n’as plus le choix, tu devras fabriquer tes propres pales avec des pieds droits
ou alors tout est à l’eau », et il faudra encore s’assurer que tout ira
bien au niveau traction et puissance
(Il faudra
au moins 500 à 600 watts).
Enfin j’entrevois
une solution ultime. Usiner les pales sur 5cm depuis le pied de pale en forme
de V au milieu pour laisser passer l’axe hexagonal positionné sur arrêtes et
non sur plat ce qui m’aurait fait gagner un peu de débattement.
Comment
vais-je m’y prendre? En fraisage?
Impossible, trop compliqué à fixer. Il faudrait mouler un support avec la pale
elle-même (un gauche et un droit).
Je décide
donc de travailler à l’ancienne, à la lime, mais encore une fois problème de
prise en main.
Solution: monter
les pales sur le support pour mieux tenir l’ensemble des deux pales.
4 heures de
travail attentif et long par pale pour arriver au résultat.
Je faisais
coulisser un morceau d’axe inox hexagonal en serrant les deux pales contre bien
sûr vers l’avant ce qui faisait une marque brillante sur les pales me donnant
un guide visuel pour limer.
Plus
j’avançais avec ma lime triangulaire d’horloger, et plus c’était difficile de
limer correctement sans déraper dans le carbone, et sans endommager la pale.
Je désespérais
d’y arriver. J’essaye avec ma Dremel et une petite fraise droite de dentiste
cylindrique un peu fatiguée. Cela me semble plus facile et c’est centième par
centième que petit à petit je creuse la première pale puis ensuite la deuxième
Enfin elles
sont pratiquement rabattues (1 cm entre elles à l’avant car elles sont courbées
de fabrication)
Huitième Etape
Je monte le
pied de pales avec bague et circlips et je vérifie l’ensemble.
Je vérifie
la rentrée et la sortie des pales
Il s’avère
qu’elles sont trop longues et butent sur le levier collé à l’intérieur du nez,
elles ne passent que dans une seule position angulaire.
Et comme
l’arrêt de rotation n’est pas asservi pour garantir cette même position je suis
donc obligé de raccourcir de 8 mm chaque pale.
Je vérifie
en faisant tourner l’ensemble porte-pale et pales à la main et cette fois ok,
pas d’accrochage du levier de commande d’ouverture du nez qui est collé à
l’avant et au fond de celui-ci.
Vérification
ultime sans les pales du fonctionnement et ajustage du programme de la radio.
Celle-ci est
programmée pour permettre le démarrage de la séquence avec un seul inter.
Côté
sécurité, si le manche des Gaz est baissé de 3 mm par rapport à la position
plein gaz, le démarrage du moteur de propulsion ne pourra se faire.
Egalement en
cas de problème la descente du manche des gaz coupe immédiatement la rotation.
La remontée
des gaz simulera toute la durée de la cinématique de sortie et le moteur repartira.
Seul l’inter
dédié ON/OFF permet la sortie et la rentrée de l’hélice
Quelques
éléments complémentaires sur la sécurité :
Le rappel
des pales vers l’avant est réalisé par un petit élastique de diamètre 15mm
Il est donc
important de bien retirer toutes les bavures des pieds de pales afin que ceux-ci
ne le coupent pas.
L’élastique
ne doit pas être trop fin sinon il peut, sous la tension, à l’ouverture des
pales en rotation, se coincer sous le porte-pale, ce qui fait que les pales
risquent de ne pas se rabattre correctement à l’arrêt.
Toujours
vérifier l’état de l’élastique car s’il cassait avant la sortie des pales, le
risque serait l’impossibilité de sortir car une pale pourrait se coincer
derrière le levier d’ouverture du nez.
L’alimentation
du récepteur et du motoréducteur de sortie du nez est confiée à un Ubec de 5
ampères réglé sous 5,5V.
En cas de
blocage mécanique le motoréducteur pourrait voir l’intensité du moteur à balais
grimper fortement et du même coup, risquer de détruire l’Ubec.
J’ai donc
monté en série dans l’alimentation un polyswitch (fusible électronique qui se réarme
automatiquement) en fait c'est un composant résistif à base de polymères ayant
un très important coefficient de température positif. (PPTC en anglais).
Plus il s’échauffe
quand le courant augmente, plus la résistance augmente ce qui limite le
courant.
Dans mon cas
il coupe le moteur dès que l’on atteint 1,2 ampères.
Le
fonctionnement est le suivant :
Basculement de l’interrupteur sur « on »
Le servo de
commande du nez commande son ouverture.
La fin
d’ouverture du nez commande la sortie hélice
La fin de
sortie hélice commande le démarrage de l’hélice avec un retard de 1,5s
Basculement de l’inter sur « off »
Le moteur de
propulsion se coupe en 1,5 secondes avec frein.
1,5 secondes
supplémentaires, l’hélice rentre
L’hélice
complètement rentrée commande la fermeture du nez
Toutes ces
séquences sont sécurisées grâce à des micro-switch associés à des micro-servos
de commande eux-mêmes, asservis en délais et fonctions logiques par la
programmation de la radio.
Je suis à la
disposition de ceux qui souhaiteront se lancer dans l’aventure pour leur
fournir plus de détails.
BILAN de mon projet :
Les
poids :
Ensemble groupe de propulsion :
Accu lipo 4s :
Variateur :
UBec :
Soit au total :
|
624g
423g
62g
30g
1139g
|
Le planeur
avait volé avant avec :
une batterie RX de 112 gr / aux 30 gr de l’Ubec = gain de
450gr de plomb dans le nez = gain de
une clef acier plein de 540 gr / carbone de 102 gr = gain de
Total du gain
|
82g
450g
438g
970g
|
Ce qui fait
au final un écart de 1139g-970g = 169g que j’ai en partie compensé par
l’allègement des commandes.
Donc il
devrait voler correctement !
Sa charge
alaire est de 63g/dm² le planeur pouvant voler à 74g/dm² d’après le plan.
Sous un
poids total est de 3705g avant remise en peinture.
La
variation de centrage :
Le CG avance
de 4 mm hélice sortie et de 3 mm hélice en rotation
Le
stabilisateur étant pendulaire cela ne se sent pas
Les
problèmes rencontrés :
- Les
pales à creuser
- Un
moteur électrique à changer pour un plus faible KV (merci à Marcel GARONNA
planeuriste de longue date, maintenant 100% pour l’électrique même s’il vole
beaucoup à la pente qui m’a conseillé le TURNIGY actuel).
- Un
variateur Schulz qui n’aimait pas le moteur TURNIGY (coupures violentes
intempestives) merci au technicien de SCHULZ pour m’avoir indiqué le bon timing.
- Un
servo de nez neuf hitec au fonctionnement inacceptable que j’ai transformé en
numérique
- Une
pale restait dans l’axe de rotation au démarrage ce qui provoquait des
vibrations terribles
Remède :
Ne pas amener complètement à touche-touche les pales car le CG d’au moins une d’entre
elle s’alignera dans l’axe et une seule se dépliera.
Pour cela
j’ai fait un petit renfort de cyanoacrylate + activateur pour durcissement
rapide + ponçage sur les pieds de pale pour éviter qu’elles se rabattent de
trop. Comme cela, leur CG est déjà en dehors de l’axe de rotation et donc elles
se déplient dès que la rotation est suffisante (attention, le démarrage doit
être progressif).
Ce fut pour
moi le comble après avoir passé autant de temps à les faire se toucher.
Premier
décollage :
Bien lancé
par Jean-Pierre EDON, il grimpe littéralement à plus de 45 degrés
Merci à
Philippe FALCE venu à la rescousse pour trimer piqueur, heureusement le planeur
n’a pas décroché et la traction était suffisante (35 ampères sous 4s soit
environ 560 watts).
Trois
montées sans soucis, le moteur TURNIGY fonctionne bien. Il
faut seulement avoir la patience d’attendre que l’hélice sorte et le moteur
démarre.
Au début,
cela surprend un peu car on est habitué au démarrage direct, et on a du mal à
savoir à quel moment il va remonter.
Il faut donc
bien sûr anticiper. Et on n’a pas droit à l’erreur à l’atterrissage car la
séquence de démarrage serait trop longue pour redécoller proche du sol.
Il faut
poser en douceur pour ne pas endommager le nez ou faire subir des chocs au
mécanisme.
Cet ensemble
de propulsion demandera plus d’attention qu’un simple moteur direct et
moustache, mais c’est plus beau sans celles-ci, sur un planeur semi maquette.
LES
REMERCIEMENTS :
-
Eugénio PAGLIANO,
Bien que je n’ai jamais échangé avec lui, mais qui
grâce aux détails suffisant pour la compréhension de son système sur le site
Les Grands Planeurs Radiocommandés.
Merci également à Gérard ;
Ils m’ont permis de concrétiser mon rêve.
-
Laurent PLAINCHAULT,
Pour l’usinage final du porte-pale
-
Jacques DOUVILLE notre président, pour la
réalisation des adhésifs de marquage.
-
Marcel GARONNA pour son conseil sur le moteur
TURNIGY
-
Jean-Pierre EDON pour le premier lancé
-
Philippe FALCE pour l’aide au trim piqueur de ce
premier lancé.
Voilà
j’espère que mon K6e aura encore une longue vie
 |
| Daniel MEMIN et son K6e maintenant électrifié |
 |
| Schéma de principe du système
Nota: tous les contrôleurs n'acceptent pas d'avoir leur signal mis à la masse
car lorsque celui-ci revient ( Ouverture du switch B' qui met le signal à la masse par une résistance de 1K ohms ),
certains variateurs notamment ceux prévus pour hélico se réinitialisent ce qui, empêche le démarrage moteur dans notre cas.
|
Ma prochaine aventure :
Un Planeur
100% autonome, sans lanceur au décollage,
donc pouvant décoller du sol comme un avion.
Mais la me
faudra un autre planeur, et développer en m’inspirant de ce qui
existe ou a été réalisé un pylône rétractable !
Mais là le
coût ne sera pas le même.
Et la
retraite approchant, j’ai envie de réaliser ma table de découpe.
D’avance
merci à Jacques DOUVILLE pour l’aide future qu’il pourra m’apporter puisqu’il
en a déjà réalisée une.