Modèles réduits d'hélicostats

 

Une première démonstration édifiante mais limitée...

Août 2010

Partir de rien pour arriver à peu de choses... Un vaste programme qui demande pour le moins quelques notions de persévérence, nous allons voir ça.

Image 1
Image 2
Image 3
Image 4

L'idée de cette première expérience était d'utiliser un petit quadricoptère de vol d'intérieur, stabilisé par 3 gyroscopes, pilotable avec un émetteur infra-rouge.

L'appareil était nerveux, mais avec un peu d'habitude, à condition de s'affranchir du déplacement rapide des murs de la pièce et de mettre les manches de commande aux bons endroits (pas de trim), il était pilotable, tout en étant loin d'avoir la stabilité d'un drone évolué.

Pour transformer l'appareil en hélicostat, rien de plus simple, il suffisait de le doter de 4 baquettes de balsa fixées vaille que vaille par des fils ligaturés, de gonfler à l'air normal un ballon de baudruche normal, jaune de préférence, puis de fixer tout ceci avec un élastique... De la haute technologie quoi !

L'image 1 montre le quadricoptère, dont les hélices tournaient dans le même sens ce qui explique l'inclinaison des axes, avec son ballon fixé un peu de travers.

L'image 2, après rectification, fait paraître l'appareil mécaniquement plus élaboré. Il restait à mettre en route cet étrange équipage...

Les images 3 et 4 montrent le système en vol. Il faut préciser que j'ai pris ces photos avec mon téléphone tout en pilotant, ce qui tend à prouver non seulement mes qualités d'acrobate, mais surtout un changement radical dans le comportement de la machine qui devint effectivement hyper-stable, tout en restant pilotable, à voir sur la vidéo un peu plus bas. (Séquence 1)

Comme le principe de l'hélicostat semblait fonctionner, il suffisait donc d'en construire un "vrai" et de révolutionner de ce fait, la pratique du modèle réduit dans le monde pour la plus grande gloire de la France...!

Modèle N°1

A l'origine, je voulais un hélicostat aérodynamique !

En principe c'est impossible.

Première étape : la motorisation

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Octobre 2010

Avant d'envisager la fabrication complète du "premier appareil définitif", il fallait au préalable s'assurer de la possibilité d'une motorisation adéquate.

Avec mon sens de l'organisation légendaire, j'avais, au détour des années 2010, rassemblé un ensemble chaotique d'accessoires divers: moteurs, variateurs, pales d'hélicoptères birotors (donc à pas inverses), batteries choisies par la grosse main du hasard... etc.

Il faut avouer qu'à cette époque je n'avais aucune notion des progrès de la motorisation électrique ni de ceux de l'électronique modéliste moderne.

C'est donc avec une réelle appréhension que je pris possession d'une "vraie radio", en lieu et place de la vieille compagne "ready par moi-même", qui m'assistait depuis tant d'années. Celle-ci était devenue incapable, étant donné ses signaux élémentaires à réglages pifométriques, d'apprivoiser la horde sauvagement informatisée du règne contemporain. Tout a une fin.

De ce chaos, je tirais quatre moteurs avec leurs variateurs, des hélices de fortune et le droit de frissonner dans les délices des divers mixages et bizarreries informatiques du nouvel émetteur dont je ne connaissais pas la première virgule. Tout peut s'apprendre qu'ils disaient.... rengagez-vous, vous verrez du pays...

La première étape du voyage, juste après avoir réussi à allumer la radio, fut de faire tourner, posés-fixés sur une balance, un moteur et son hélice. Voici le montage, assorti de l'incroyable résultat de l'expérience : La gravité pouvait être vaincue, la pesanteur n'était plus la constante physique incontournable que certains croyaient connaître depuis une certaine histoire de pomme révée par Isaac Newton.

Chez moi, avec une hélice de 34 cm de diamètre, voici la machine qui déchire l'espace-temps : la gravité diminue de 340 grammes.

L'appareil prévu, devant croiser à grande vitesse dans le ciel terrestre avec deux générateurs anti-gravitationnels de cette sorte, cela signifiait que son poids pourrait atteindre, à l'altitude de 345 mètres, la valeur astronomique de 680 grammes. Tout allait bien, car il n'est pas si difficile que ça de construire léger...

Deuxième étape : le ballon fusiforme

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L'observation des silhouettes de dirigeables indique clairement que la forme d'un volume appelé à se déplacer dans l'air est obligatoirement fusiforme. Des considérations aérodynamiques simples dictent l'évidence de ce choix, la trainée d'un corps est plus faible dans le sens de sa moindre surface frontale.

Il existe globalement deux sortes de dirigeables, les souples, simplement gonflés par le gaz léger qu'ils contiennent, et les rigides dotés pour cela d'une structure interne appropriée.

Pour construire un hélicostat modèle réduit, nous venons de voir que la structure souple d'un ballon de baudruche convenait parfaitement. Nous verrons plus loin un autre exemple expérimental de cette possibilité, mais dans mon cas il n'était pas envisageable de commettre un tel crime vis à vis des lois de l'aérodynamique, je voulais un ballon fuselé capable de se déplacer avec une certaine vitesse.

C'était une erreur, mais seule l'expérience pouvait le montrer.

La première chose à voir de près quand on envisage la construction d'un ballon rigide, c'est de mesurer la largeur de la porte de l'enfer l'atelier. Cette porte doit être en mesure de laisser passer un volume qui ne peut pas se démonter. Dans mon cas la dimension à ne pas dépasser était de 69 cm. Elle n'a d'ailleurs pas changé depuis.

Dans la foulée, il n'est pas inutile d'aller jeter aussi un coup d'oeil à l'intérieur du véhicule chargé de transporter l'objet.

La machine à biaiser

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Hélas, je n'avais rien inventé...

http://pouduciel.free.fr/trucs&astuces/la_machine_entureuse/machine_entures.html

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Décembre 2011

Ayant déterminé avec sagacité le diamètre maximum du ballon, il était facile d'avoir une appréciation de longueur "esthétique", qui dans ces conditions avoisinait une dimension comprise entre un mètre cinquante et deux mètres. Cela posait immédiatement un problème : pour faire léger, des baguettes de balsa s'imposaient, mais avec leur longueur immuable de 1 mètre il fallait "rabouter", coller sur un biais, donc trouver le moyen de faire des biais tous pareils sur des planches de 1,5mm.

Je résume : Il fallait pouvoir coller correctement des planches de 1 mètre de long sur 10cm de large pour obtenir si possible une longueur plus grande, tout le monde suit? Evidement oui.

Voici la machine, à enturer donc, qui va bien.

On voit un tour Unimat, un flexible Dremel fixé sur la tourelle avec son tambour de ponçage à gros grains, une planche de novopan inclinée.

Malgré son caractère primitif, le système doit être fait d'une façon précise sinon le résultat serait nul, voici deux images du fonctionnement.

Premier essai sur une chute, à gauche la planche en place, à droite le biais terminé.

Quatre biais seront fait, une partie centrale et deux extrémités.

Après marouflage à la soie des deux côtés, la planche est découpée en 10 baguettes avec cet outil idéal que tout le monde connaît.

Montage du "Zeppelin"

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Janvier - Février 2011

Carcasse presque terminée. Voici quelques images de construction.

Une tige de carbone centrale, qui pivote entre deux planches fixées sur la table, supporte la structure.

A gauche, la "pointe". A droite, flèche rouge: tube de fixation, flèche noire: tige de laiton enfoncée perpendiculairement dans la planche d'un gabarit.

Les flèches indiquent les tubes d'aluminium ligaturés. Les livres (d'aviation...) empêchent la rotation de la structure pendant l'entoilage.

A gauche, du papier de soie (magasin de loisirs créatifs), est posé sur les baguettes. A droite, il est collé à la colle blanche.

La flèche jaune indique le gabarit en carton, soigneusement rangé, qui permet de tracer les fuseaux de papier.

Pour coller les coupons de papier de soie, le distributeur visible à gauche est très efficace.

Des ciseaux courbes sont indispensables pour couper l'excès de papier.

Au fil des jours la forme se ferme, c'est assez joli...

Et au bout d'un certain temps, après une couche d'enduit cellulosique dilué à l'acétone 1 pour 3....

.... on obtient ce fuseau aérodynamique avec des pointes "agressives"...

Caractéristiques

Diamètre: 50 cm. Longueur 142 cm. Poids: 130 g. Volume: Environ 140 litres, mais je n'en jurerais pas...

En considérant de l'air sec à 20°, d'une masse volumique d'environ 1,2 g/l, la poussée archimédienne du ballon serait d'environ 170 g.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Masse_volumique_de_l%27air

Montage de la nacelle

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Avril - Mai 2011

Structure en balsa après un premier modèle en roofmat trop lourd et complètement raté...

Les quatre moteurs sont placés. Le petit moteur avec hélice tripale en bas à gauche est mobile en rotation pour piloter le lacet.

Le mécanisme est en bambou, axe et paliers... Solide, léger, creux et biodégradable.

Le recouvrement est en papyrus. Contreforts en bambou, béquilles aussi courbées à chaud au chalumeau.

Amortisseurs latéraux en rotin. Ligatures en fil de lin.

Les mâts sont en... bambou.

Constat d'échec

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Mai 2011

Aux essais, grosse déception, le système est stable latéralement mais pas du tout longitudinalement.

Cette vidéo montre tous les essais d'hélicostats réalisés entre août 2010 et mai 2013.

On peut voir la vidéo directement sur la page, mais pour suivre plus facilement les séquences en fonction du texte, il est plus pratique d'ouvrir un lien Youtube ou Dailymotion (ci-dessous) dans un nouvel onglet facile à commuter et de passer en pause après chaque séquence.

https://www.youtube.com/watch?v=VVnKjyc3C6o 

http://www.dailymotion.com/video/x2j4zni_helicostat-oehmichen-modeles-reduits_tech

La séquence 2 montre l'essai de la machine sans ballon, c'est une catastrophe.

La séquence 3 montre l'essai avec le ballon, c'est seulement la moitié d'une catastrophe, on obtient la stabilité latérale...

L'explication du phénomène sera trouvée plus tard, en attendant, pour en avoir le coeur net, retour au ballon de baudruche.

Modèle N°2

Ballon de baudruche

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Mai 2011

Un cercle en rotin est fixé sur les mâts et haubanné.

Le ballon est posé et ligaturé sur le cercle de rotin. La séquence 4 de la vidéo montre l'essai.

Cet hélicostat était parfaitement stable, par contre ses déplacements étaient laborieux, sauf pour la commande de lacet. Etant donné la faible dimension de la pièce d'essai, ces difficultés ne furent pas prises au sérieux. C'était une erreur.

Caractéristiques du ballon

Diamètre: 69 cm. Poids: 40 g à vide, 60 g plein d'air comprimé. Volume: 171 litres.

Poussée archimédienne: 205 g.

Le poids du ballon gonflé devrait être le même que celui du ballon dégonflé mais la différence (20g, quand-même) est due à la surpression à l'intérieur de l'enveloppe en raison de la tension du latex, qui rend l'air enclos plus lourd que l'air extérieur :

Un calcul rapide en isotherme de Bernard et Philippe, donne cette surpression relative comme 20g / [ 171L * 1,225g/L ] = 0,095

La surpression dans l'enveloppe n'est donc que de 9,5 %.

Modèle N°3

Ballon "sphérique" rigide N°1

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Mai - Juillet 2011

La technique est semblable à celle du premier ballon, sauf que les baguettes (2 X 1,5mm) sont contre-collées sur une forme en roofmat.

A stocker avec un "haubannage".

Caractéristiques

Diamètre moyen: 67 cm. Poids: 90 g. Volume: Environ 157 litres.

Poussée archimédienne: Environ 190 g.

Ce ballon était parfaitement fonctionnel mais sa couleur et sa texture ne m'apparaissaient pas en adéquation avec la suite grandiose du projet.

Pas assez beau, pas assez cher....

Un second ballon sphérique fut donc mis en chantier...!

Modèle N°4

Ballon "sphérique" rigide N°2

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Août 2011

Structure identique au précédant.

Ce ballon devait être inconditionnellement d'un luxe inouï, donc recouvert de soie.

Pour réussir à poser la soie qui n'a aucune rigidité, des fils cousus à travers les baguettes sont indispensables.

Avec l'enduit de tension cellulosique on remarque les déformations de structure interne et externe. Très chic.

A droite la couleur définitive est obtenue à la teinture à bois. Encore plus chic.

Caractéristiques

Diamètre: 60 cm. Hauteur 65 cm. Poids: 100 g. Volume: 100 - 120 litres.

Poussée archimédienne: 120 - 140 g.

La décoration de la nacelle devait être impérativement d'un caractère exceptionnel.

L'allure prodigieuse du modèle devait marquer l'histoire avec une dénomination impérissable:

"Numéro 9"

"Numéro 9" n'aura pas volé longtemps avec son ballon.

Juste le temps de faire la belle image du début de cette page, c'est déjà bien, autrement j'aurais mis quoi ?

Après une seule séance d'essais, le modèle a été ensuite transformé en drone par l'adjonction d'un module électronique.

Voyons de suite les raisons de l'appellation "Numéro 9" et la narration de la fable de ses aventures.

La décoration de la nacelle et la seconde vie de "Numéro 9"

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Septembre - Novembre 2011 et juillet - août 2013

A voir dans une autre page, cliquer sur l'image:

numero-9.html

La pratique du modélisme est faite pour apporter des moments de joie.

Les vols de "Numéro 9" avec son ballon

Novembre 2011

Essai à la maison, séquence 5 de la vidéo.

Décembre 2011

Vols dans la salle des sports de Veyre-Monton, séquence 6

A gauche, Christian Tachet, pilote "officiel". Au centre et à droite décollage, Christian Boivin est dubitatif...

L'appareil vole maladroitement, n'évolue presque pas, mais il est stable.

Caractéristiques

Poids total: 730 g. Nacelle seule: 630 g. Poussée: 680 g à laquelle il faut ajouter celle des petites hélices qui est inconnue, mais faible.

Résultat: Avec sa batterie de 850 mA 2S, l'appareil vole seulement en effet de sol sans espoir de monter.

Pour surmonter ce manque de puissance évident, on enlève la décoration, gain d'une cinquantaine de grammes.

Avec un poids d'environ 680 g, presque égal à la poussée, l'appareil décollait plus franchement, mais sa manoeuvrabilité était très médiocre, la puissance encore très limitée et les rotors latéraux surchargés.

Cette limite était dépassée si le pilote appliquait une correction différentielle latérale, dans ce cas la sustentation s'effondrait et l'appareil basculait du côté de la tentative d'augmentation de puissance, cela se voit parfaitement sur la vidéo. La cause de cet effondrement n'est pas très nette.

En conclusion:

- La machine volait, elle était stabilisée par la présence du ballon grâce à sa poussée archimédienne et sa trainée.

- La puissance était très insuffisante en raison de la non adaptation des moteurs, des hélices et de la batterie 2S, tous cela planifié avec une brouette...

- Les commandes de vol étaient presque inactives, sauf la commande de lacet.

Et dans ces conditions, la présence du ballon stabilisateur s'opposait fort logiquement au déplacement de l'appareil.

La stabilité s'oppose toujours à la maniabilité.

Il fallait tenter autre chose.

Modèle N°5

Changement de nacelle

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Mars 2012

Il était nécessaire d'abandonner les rêves de gloire et de grandeur de la France.

Donc, architecture minimaliste en carbone, "rotors" coaxiaux; mais le rendement des hélices coaxiales est faible par rapport à celui des hélices séparées.

C'est un inconvéniant, mais l'avantage important c'est que la poussée reste invariablement figée au même point.

Plaques époxy de support moteurs.

Tube de carbone carré.

Support d'un mât. Arceaux de train en contreplaqué contre-collé.

L'électronique de commande et l'unique moteur de propulsion sont placés à l'arrière, la batterie et un semblant de décoration sont à l'avant.

Ce principe est mauvais car on ne peut pas changer le poids de la batterie sans déséquiliber l'appareil.

De plus, avec un seul moteur propulsif il n'y a pas de marche arrière. Dans un premier temps, pour s'excuser, on peut dire que c'est plus simple...

Le nouveau modèle à côté des reliquats (provisoires) de "Numéro 9".

Ce modèle, plus léger, volait mieux, il était stable et la variation différentielle de puissance de ses "rotors" autorisait une commande de lacet efficace. Par contre le petit moteur arrière sensé faire avancer l'appareil fonctionnait d'une façon curieuse, car en poussant à cet endroit... il le faisait reculer...!

En effet, sa poussée très basse faisait basculer le chassis en arrière, le centre de gravité de l'ensemble se déplacait donc en arrière et la machine reculait malgré la poussée de l'hélice vers l'avant.

En inversant l'hélice et le sens de rotation un essai fut tenté. Cela fonctionnait un peu, le basculement avait lieu vers l'avant avec l'hélice qui tirait alors vers l'arrière... Pas net.

Il fallait trouver autre chose... Pour tenter de pousser au dessus du centre de gravité, le moteur grimpa en haut du mat arrière en restant droit dans un premier temps, puis incliné vers le haut ensuite; les résultats furent très médiocres, nous allons voir quelques photos.

Le ballon fuselé fut encore essayé sans résultat. A gauche le moteur de propulsion est monté droit, à droite il est incliné et pousse vers le haut.

Les essais de propulsion du ballon sphérique ne donnèrent pas satisfaction.

Les séquences 7, 8, 9 et 10 de la vidéo, montrent ces essais.

(7) Chassis coaxial seul
(8) Ballon fusiforme
(9) Tiges ballon hautes
(10) Tiges ballon courtes

Dans ce cas, pas de différence de comportement visible en relation avec la longueur des tiges.

Archimède par Giuseppe Nogari

Sur les conseils de Bernard, en attendant de trouver un système de propulsion acceptable, d'autres expériences furent tentées

Modèle N°6

Essai avec des cloisons

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La séquence 11 montre, comme l'avait également fait Etienne Œhmichen, l'effet d'un système de cloisons perpendiculaires pour remplacer le volume et vérifier que la stabilisation ne provient pas uniquement de la trainée de ce volume. Voici l'allure du système:

L'appareil peut décoller, puis oscille de plus en plus. Il faut descendre avant qu'il ne se retourne. La vidéo montre ce comportement.

La séquence notée "ralentit" montre mieux la divergence de l'oscillation dont l'amplitude semble croître indéfiniment.

(11) Plaques perpendiculaires
Ralentit

A l'évidence, la trainée seule est incapable de stabiliser la machine.

Modèle N°7

Volume cylindrique

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Avril 2012

Ensuite, pour reprendre les essais d'Etienne Œhmichen, il fallait construire un quatrième volume, cylindrique cette fois.

Ces dessins et leur origine sont également visibles dans la page "source".

Nous étions intéressés par le dessin N°2 avec les "seaux", qui d'après les textes fonctionnaient également avec une ouverture inférieure.

Pour vérifier tout ça, il fallait fabriquer un seau, c'est à dire un cylindre. Deux volumes séparés ne sont pas nécessaires.

Polystyrène d'isolation fin (1,8 mm) en rouleau et plaques du même matériau plus épaisses (6,3 mm).

Le polystyrène de 6,3 mm est décoré sur un côté par l'imitation d'un crépis; il faut faire avec.

Le compas improvisé avec son clou et sa barre de graphite, permet le traçage des cercles.

Les tubes de fixation des mâts sont collés sur du balsa.

Epingles et colle blanche pour coller "l'abat-jour".

Trois des possibilités du cylindre: ouverture en haut, deux ouvertures, ouverture en bas. Fixation provisoire des "couvercles" avec des épingles.

Ainsi équipé, l'appareil était très laid, mais très stable.

Quand le cylindre est fermé des deux côtés l'hélicostat est stable. Si le cylindre est fermé d'un seul côté, que ce soit le haut où le bas, le fonctionnement reste identique. Sur la photo de droite l'hélicostat vole, l'hélice de propulsion fonctionne mais sans grand résultat.

A gauche, on voit mal les épingles qui tiennent le "couvercle" supérieur amovible, les voici en gros plan:

Caractéristiques

Diamètre: 50 cm, hauteur: 50 cm. Poids: 60 g. Volume: 98 litres.

Poussée archimédienne: Environ 118 g.

Les séquences 12, 13, 14, 15 et 16 de la vidéo montrent ces différents essais.

(12) Cylindre ouvert des 2 côtés
(13) Voile de mousseline dessus

Ouvert des deux côté, le système décolle mais diverge rapidement.

Le voile de mousseline correspond à une ouverture semi-transparente à l'air, la divergence est un peu moins rapide.

(14) Cylindre ouvert dessus
(15) Cylindre ouvert dessous

On a du mal à imaginer que ce volume cylindrique totalement ouvert d'un côté, soit toujours capable d'apporter une stabilisation équivalente à celle d'un volume entièrement fermé. Et pourtant c'est vrai; il suffit semble t-il que le volume soit capable "d'emporter" avec lui une certaine quantité d'air.

Etienne Œhmichen avait montré que le système restait fonctionnel même après la création d'un certain nombre d'ouvertures dans le volume; cette disposition peut se remarquer sur certains dessins des "futurs" hélicostats censés exister un jour. (voir sv-35.html)

(16) Cylindre fermé.

En définitive, la stabilisation de l'hélicostat provient de la poussée archimédienne et de la trainée. Pour cette raison le ballon pointu aux extrémités ne stabilise pas dans le sens longitudinal, car dans ce sens sa trainée n'est pas suffisamment forte.

Modèle N°8

Rotors en tandem et volume cylindrique

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Juillet 2012

Changement de stratégie : "Rotors" en tandem, électronique et batterie à la verticale du centre de gravité.

Le support de patins change de forme pour accueillir la nouvelle disposition.

Dans cette configuration l'engin pouvait décoller. La variation différentielle de puissance des moteurs permettait uniquement d'annuler la rotation de l'ensemble.

Il manquait des commandes, mais la présence d'un servo augurait de futures évolutions. Le rendement de propulsion était nettement meilleur qu'avec la disposition coaxiale.

L'appareil était d'un fonctionnement comparable à l'hélicostat d'Etienne Œhmichen essayé les 21 février et 2 mars 1935 dans le hangar d'Orly.

Et comme lui d'un intérêt vraiment très limité, montée et descente verticales... C'est tout.

Il fallait absolument pouvoir "translater".

La commande de translation par déplacement avant-arrière du volume

Après avoir suivi lentement un parcours bancal, l'idée d'un pilotage "pendulaire" par déplacement du volume de stabilisation se concrétisa.

Pas de demi-mesure... le cylindre reposait sur 4 tiges pivotantes d'avant en arrière. Même avec seulement des chappes à boule sur le cylindre, l'amplitude était énorme. Le servo fixé près du centre commandait le pivotement par une tige transversale.

Les essais furent désastreux avant de tenter le moindre décollage. Les tiges pivotantes étaient beaucoup trop grandes par rapport à la dimension du palonnier du servo et à sa puissance. En connectant la batterie, l'ensemble entra tout seul dans une oscillation résonnante qui menaça de tout casser...!

L'expérience fut arrêtée très vite; encore une fois il fallait trouver autre chose; d'autres idées virent le jour, alors qu'en réalité le concept était bon mais qu'il avait été très mal réalisé.

Modèle N°9

L'hélicostat de voltige...

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Août 2012

Rotors en tandem plus deux moteurs de lacet.

Les mâts centraux reviennent, le cylindre redevient fixe. Deux petits moteurs (issus du quadricoptère du premier essai), aux hélices minuscules, sont fixés au bas des mats, à droite vus de l'arrière, ils assurent la commande de lacet. En actionnant le moteur avant l'appareil tourne à droite, il tourne à gauche en actionnant le moteur arrière.

La translation est réalisée par la commande différentiel de puissance des "rotors" en tenant compte de légers problèmes:

- Par exemple, comme le "rotor" arrière tourne dans le sens horaire, en augmentant son régime pour basculer l'appareil vers l'avant de façon à le faire avancer, cela fonctionne très bien, mais cette action s'accompage d'un mouvement de rotation à gauche par effet de couple, qu'il faut compenser par la mise en route du moteur de lacet avant qui va tirer l'avant vers la droite.

- Les mixages profondeur/lacet ne donnaient pas vraiment satisfaction en raison du caractère primitif du système; à défaut d'un anti-couple à pas variable, la compensation de lacet devait se faire manuellement.

Dans ces conditions, l'appareil volait dans une petite pièce en donnant une impression de puissance, mais à condition de corriger le lacet très souvent à grands coups de "gaz" sur les moteurs anti-couple, d'un côté et de l'autre, au bon moment, ni trop peu ni trop longtemps; ce qui n'empêchait pas l'appareil de se retrouver souvent coincé contre un mur...

On appréciera le "rodéo" du vol dans la vidéo en écoutant les vrombissements caractéristiques des petits moteurs de lacet. (séquence 17)

On apprécier aussi la fantastique stabilité du système malgré sa soumission à tant de cabrioles. Un bon point pour l'avenir de l'hélicostation !!!

Peut être utilisable dans une grande salle, avec l'assurance de ne pas s'ennuyer, l'appareil qui manquait, me semblait-il, d'un contrôle latéral, fut modifié en un autre avatar, pire encore, en ajoutant des commandes supplémentaires. Même pas peur...

Modèle N°10

Une double transformation

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Décembre 2012

L'acceptation lente de la mobilité du ballon

En observant cet appareil on voit qu'il avait subit un certain nombre de transformations: la flèche rouge indique une articulation à rotule qui montre que le ballon pouvait se déplacer latéralement afin d'obtenir un contrôle en roulis par l'intermédiaire de 2 servos, de renvois d'angle et de haubans (flèche violette).

La flèche noire indique un nouveau système de basculement longitudinal du ballon avec des bras de levier raisonnables. Deux servos sont affectés à cette tâche.

Comme le déplacement longitudinal du ballon (redevenu sphérique...) implique une variation de longueur des haubans de contrôle latéral, un mixage compensateur différentiel était prévu sur ce contrôle latéral.

Aux essais, la commande de translation par déplacement longitudinal du ballon donna satisfaction. La commande latérale s'avéra inutile. La commande de lacet avec les petits moteurs manquait totalement de souplesse pour un pilotage normal.

Résultat des courses: Il fallait revenir au modèle coaxial de sustentation qui permet un réglage de lacet facile, malgré son rendement de sustentation moins bon et supprimer la commande latérale inutile.

Un autre modèle "définitif" verrait le jour...

Modèle N°11

Retour du coaxial : Simplicité, efficacité

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Janvier 2013

Rotors coaxiaux - Ballon cylindrique mobile

Caractéristiques

Poids total: 450 g. Volume cylindrique: diamètre 50 cm, hauteur 50 cm, poids 60 g, volume 98 litres.

Batterie 2 S de 850 mA/h de 40 g. Puissance électrique maximum: 10 A et 70 W mesurés.

En raison du poids passé de 680 à 450 g par rapport au tout premier modèle, l'installation électrique est resté la même; pourtant la puissance et l'autonomie sont toujours insuffisantes, surtout avec des batteries surchargées prématurément vieillies, cela va permettre cependant de faire des essais démonstatifs.

Le système repasse en mode coaxial, mais toute l'installation, y compris la batterie, est concentrée au centre de la poutre rectangulaire.

Les quatre contreforts de carbone sont indispensables pour étayer le bloc des moteurs et éviter les vibrations.

Le mécanisme de déplacement du ballon, avec plus ou moins 2 cm de débattement en bout de chapes, reste le même.

L'articulation est montée sur 2 roulements. Un support bois-métal improvisé fait une liaison articulée et réglable vers le cylindre.

Les vols en salle : mai 2013

Séquence 18 de la vidéo

Salle des sports, Veyre-Monton

Piloté par Christian Tachet, l'appareil vole très bien, monte en souplesse et tourne facilement. Le déplacement en translation lent et régulier ne souffre, en dehors de son oscillation permanente, que du défaut d'un manque flagrant d'autonomie : Les batteries sont à bout de souffle, il faudra régler ce problème et dans la foulée augmenter aussi la puissance motrice décidement trop faible.

Suggéré par Bernard, (qui a fait aussi l'animation ci-dessous), on peut voir à gauche, le geste magistral de la "poussette" du cylindre, en vue de visualiser l'existence de la poussée d'Archimède et son rôle dans la stabilité de la machine. Au centre l'appareil incliné est en "pleine vitesse"... à droite, régime stationnaire.

Cliquer sur l'animation pour accéder à sa vidéo d'origine.

De gauche à droite : Christian Tachet, Guy Tachet, André Bertholet, l'hélicostat et moi, René Bouchy, Alain Prouet.

Assis à l'arrière, Ginette Tachet et Jean Delmas.

Finalement ce fut une belle séance d'essais achevée par le conciliabule muet de quelques protagonistes...

De gauche à droite, Philippe Kauffmann, maître à penser, Christian Tachet, pilote d'essai, Jean-Paul Joannet, caméraman, Guy Tachet et moi.

André Bertholet est caché derrière son pull bleu et mes lunettes...

René Bouchy, photographe et Alain Prouet, caméraman, ont sû prendre pareillement une part active à cette expérience.

Pour avoir assisté à ces essais, je remercie toutes les personnes présentes pour leurs sympathiques considérations.

Merci à tous.

Modèle N°12

La folie des grandeurs...

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Juillet 2013

Changement de motorisation après modifications de la nacelle

On casse tout, on colle et on gagne la place d'une batterie plus grande.

Caractéristiques

Moteurs : SunnySky X2216-11, 880KV. Hélices : 1038 (10x3,8 - diamètre 25 cm)

Batterie : 3S, 1500 mA/h. Poids : 120 g.

Consommation mesurée à mi-course du manche de gaz : 90 W à 7,5 A pour 12 V. Puissance possible 140 W.

Poids de la nacelle : 560 g.

Avec sa batterie 2 S de 850 mA/h, la puissance maximum de la précédente motorisation était de 70 W pour 10 A mesurés.

Nous sommes loin des moteurs inconnus, des hélices improbables et de la puissance minimaliste utilisés depuis le début.

Il serait pourtant particulièrement injuste de mépriser cette première motorisation médiocre, car c'est elle qui, paradoxalement, a réuni lentement au fil des années, les conditions requises pour réussir des vols acceptables, sans défiance excessive ni découragement.

La preuve de cette conviction qui semble bizarre est la suivante : Comme les moteurs SunnySky sont prévus pour être utilisés sur des drones pilotés automatiquement par des centrales inertielles perfectionnées, l'idée logique de placer ces moteurs sur la nacelle désaffectée de "Numéro 9" arriva très vite.

Les derniers essais de "Numéro 9" avec son ballon

Aucune contrainte particulière n'affecta le montage, l'assise de fixation des nouveaux moteurs était la même que celle des anciens moteurs latéraux.

Deux autres moteurs longitudinaux identiques furent naturellement placés à l'avant et à l'arrière du système. Une batterie 3S de 2200 mA/h compléta l'installation.

Ainsi équipé, "Numéro 9" disposait d'une puissance conséquente, celle dont il aurait dû bénéficier au moment de sa construction si j'avais été un tant soit peu réfléchi dans le choix des composants attribués à sa motorisation.

Affublé de son ballon, le nouvel appareil avait donc toutes les chances de donner entière satisfaction, mais il n'en fut rien : l'essai tourna à la catastrophe.

Malgré des réglages soigneux, l'objet surpuissant s'avéra incapable de décoller. Il sautait partout avec un comportement comparable aux chassis sans volume stabilisateur des premiers essais.

La trop faible stabilisation apportée par la poussée archimédienne ne pouvait pas lutter efficacement contre les petites différences de régimes des moteurs qui se traduisaient par d'importantes variations de portance dans tous les sens.

Ainsi, une réflexion capitale s'impose : Si j'avais été sérieux dès le début dans le choix des composants de motorisation de l'hélicostat, le projet aurait avorté immédiatement et ne serait jamais sorti de l'atelier, ces pages n'existeraient pas et j'aurais brisé tous mes rêves échafaudés pendant tant d'années.

Cette conclusion est grave, car elle montre (à la faveur d'un exemple sans importance), que la liberté de pensée, disons artistique, peut être un important mécanisme de réussite alors qu'un formatage trop académique de cette même pensée peut être un facteur d'échec.

Bien sûr cette réflexion profonde n'engage que moi.... c'est néanmoins un fait d'expérience indéniable.

Qui démontre sans ambiguïté la géniale pensée Shadok de Jacques Rouxel:

"Plus ça rate, plus on a de chance que ça marche ..."

Goliath, le ballon géant

****

Pour mieux préciser le fonctionnement d'un hélicostat, il fallait construire un volume doté d'une trainée différente entre le côté latéral et le côté longitudinal, mais sans tomber dans les excès du ballon fusiforme du début des expériences. L'avant et l'arrère seraient arrondis avec un diamètre analogue à celui du volume cylindrique déjà utilisé avec succès.

Un "ballon géant" vit le jour...

Mêmes matériaux, même méthode que pour le cylindre.

Dans quel sens mettre ce volume? j'optais pour celui de la photo de droite; j'aurais dû prévoir aussi celui de la photo de gauche, mais bon...

A droite, comme le poids augmente, le triangle support bois-métal est renforcé par des ligatures.

Caractéristiques

Longueur : 1005 mm. Hauteur : 448 mm. Largeur : 494 mm. Poids : 200 g. Volume : 217 litres.

Poids total avec la nacelle : 760 g. Poussée archimédienne : 260 g.

Essais en vol

Rien de concluant n'est sorti des premiers essais dans la petite pièce, l'appareil était stable latéralement mais beaucoup moins dans le sens longitudinal. La dimension de la pièce ne permettait pas de conclusion définitive mais laissait un gros doute sur la validité de cette formule.

Des essais dans une grande salle étaient nécessaires, mais nous n'avions plus de local disponible; en attendant, en août 2013, le ballon sphérique fut préparé (le deuxième numéro de la série...), pour être plus sûr d'obtenir un résultat acceptable...

Les essais de la nacelle N°12

avec différents volumes

Le retour de la sphère

****

Août 2013

Par son aspect, l'appareil est comparable à l'hélicostat d'Etienne Œhmichen essayé les 21 février et 2 mars 1935 dans le hangar d'Orly.

Caractéristiques

Le diamètre moyen du ballon reste à 67 cm. Son volume est d'environ 157 litres. Son poids reste à 90 g. Sa poussée archimédienne est d'environ 190 g.

Le poids de la nacelle passe de 560 à 590 g en raison des pièces supplémentaires ajoutées pour la fixation du ballon. Le poids total de l'appareil est de 680 g.

Avril 2015

Les vols en salle n'étaient pas encore programmés... Trou d'air..!

Les essais du 3 décembre 2015

La vidéo de Christian Boivin

http://avv63.blogspot.fr/

Grâce à la bienveillance du Président Christian Boivin et des membres du Club Aéromodéliste de la Vallée de la Veyre, nous avons pu disposer d'une grande salle, voici une vidéo produite par Christian Boivin.

Jeudi 3 décembre 2015: Une tribu de Professeurs Tournesol et autres GéoTrouveTout ont investit le Gymnase de Longues avec une drôle de machine...

Un Hélicostat !

Les essais furent menés à bien, et les conclusions espérées furent obtenues !

https://www.youtube.com/watch?v=Qt_A1QO3c6s&feature=youtu.be

Tous les essais du 3 décembre 2015

https://www.youtube.com/watch?v=IFLi7fo7400&list=UUTqcwrOgHQ6SQYnjs1IpPvw

http://www.dailymotion.com/video/x4rdg43_helicostat-3-12-15_tech

Trois volumes ont été essayés au cours de cette séance, la sphère, le cylindre et le ballon allongé. Je savais que les deux premiers seraient sans surprise mais, comme nous l'avons vu plus haut, j'avais de gros doutes pour le troisième volume dont les quelques essais préliminaires dans la petite pièce n'étaient guère encourageants...

Comme au cours de la séance précédente, les séquences vidéo ont été prises par Alain Prouet et Jean-Paul Joannet, les photographies par René Bouchy.

Le vol de la sphère

Christian Tachet avait conservé son statut mérité de chef pilote.

Sans surprise, avec sa motorisation puissante l'engin décolle facilement et son pilotage pendulaire par déplacement du poids de la sphère donne lieu au même type de vol ondulé à faible vitesse que celui qui avait été observé le 15 mai 2013 avec le volume cylindrique et la motorisation précédente.

En regardant la vidéo on voit le pilotage souple et gracieux de Christian Tachet, l'engin flotte véritablement dans l'air et les perturbations manuelles qui lui sont infligé ne le trouble pas longtemps. Dans son élément aérien, l'appareil paraît indécrochable il faudrait vraiment le faire exprès pour le flanquer par terre.

Le seul point noir restait une translation oscillante et très lente. Les commentaires que l'on peut entendre de Christian sont édifiants:

"Il prend de la vitesse et il s'arrête"... "Il accélère et ça le freine"...

Le phénomène était connu, c'est pour la raison pour laquelle le "Ballon Géant" asymétrique avait été construit...

Toujours sous la houlette du Professeur Tryphon Tournesol encore perdu dans ses pensées..!

Le simulateur d'Hélicostat de Philippe Kauffmann

Le dessin de ce modèle virtuel est identique à celui de "La Sphère" que nous venons de voir, y compris par la présence de Tournesol...

Son comportement en vol est semblable au "vrai" et on peux se promener tranquillement dans l'espace complexe qui lui est réservé.

Ce simulateur "open source" utilise le moteur de jeux Raydium libre, français.

Installation :

Le simulateur ne s'installe pas à proprement parler. L'archive à télécharger helicostat.zip contient tout ce qui est nécessaire. Une fois le "désarchivage" (dézippage), effectué (par un double clic) dans le répertoire que vous créez à votre choix (C:\documents\helicostat par exemple) vous aurez un ensemble de fichiers nécessaires et suffisants – autonomes - répartis dans trois sous-répertoires. Le fichier "exe" est situé dans le répertoire "bin".

Une alerte sans aucun danger peut se produire à l’installation, il faut continuer. Certains fichiers seront téléchargés automatiquement depuis internet.

Vous trouverez dans le répertoire principal  le fichier  mode-d_emploi.pdf qui précise les diverses commandes du simulateur, utilisable au clavier ou avec un joystick.

Le simulateur ne modifiera aucun registre, n'ira ni lire ni écrire dans aucun endroit de votre machine. Pour le désinstaller, il vous suffira  d'effacer son répertoire.

Télécharger le simulateur

Merci à Philippe et bonne voltige en hélicostat !

Les vols du ballon allongé

Après des débuts laborieux où rien ne semble possible, Christian prend confiance et maîtrise magistralement l'appareil pourtant proche de l'impilotable.

On retrouve avec ces essais la parole de Ferdinand Ferber qui disait: "Concevoir une machine volante n’est rien, la construire est peu, l’essayer est tout.

On peut apprécier dans la séquence vidéo l'étonnante progression du pilote dans la compréhension d'un mode de pilotage complètement inconnu pour lui mais qui donne pourtant au spectateurs le sentiment d'une certaine facilité, ce qui était très loin d'être le cas.

On remarque que dans les virages l'engin ne dérape pas mais s'incline dans le bon sens comme un vélo, une commande d'inclinaison latérale serait inutile.

Et c'est tout l'intérêt d'un pilote d'essai capable de "sentir l'air" et qui dans ce cas aura démontré l'aptitude de cet étrange équipage à poursuivre des essais à condition que la machine soit dotée de commandes de vol efficaces.

Merci encore Christian. Sans toi rien n'aurait été possible avec les héicostats.

Préparation avec Alain Prouet, caméraman. Décollage de la machine étonnamment stable malgré de mauvais pressentiments.

Vol, vol, vol... à voir surtout dans la vidéo. Coupure de l'alimentation avec André Bertholet.

Vol du volume cylindrique

Rien à signaler pour ce vol, semblable à celui du volume sphérique.

L'esthétique épouvantable de la machine n'a jamais échappé à personne..!

Grande facilité d'évolution, même défauts que pour la sphère.

Conclusions

En dehors de la puissance motrice qui semble enfin parfaitement adaptée, la seconde remarque sur cette séance concerne le bruit de la motorisation qui est étonnamment fort pour des moteurs électriques normalement silencieux. Le montage contrarotatif des hélices explique sans doute en très grande partie cette particularité, le flux supérieur étant "cisaillé" par l'hélice inférieure.

On peut penser aussi à une amplification des sons par l'acoustique de la salle et soupçonner un petit effet de tambour dû à la présence des volumes.

En ce qui concerne les capacités d'évolution des différentes versions, on perçoit nettement que les volumes symétriques sont au maximum de leurs possibilités, mais que d'autres développements semblent concevables avec le volume allongé.

La nacelle N°13

Essais du 28 avril 2016

https://www.youtube.com/watch?v=809ksOiV-Xg&feature=youtu.be

http://www.dailymotion.com/video/x4rdhzb_helicostat-28-4-2016_tech

Modifications

Pour rendre raisonnablement pilotable le volume allongé, après des modifications de structure, deux "petits" moteurs supplémentaires furent installé aux extrémités de la nacelle.

Ces moteurs (trop gros), leurs hélices (trop grandes) et leurs contrôleurs (trop lourds et pas beaux), furent choisi dans un sac déposé par la grosse main du hasard dans un coin de l'atelier...

Certes, ils étaient identique (enfin presque...) et je les trouvais un peu trop puissants, mais je n'avais pas d'autre choix. On pourrait toujours faire des réglages sur place avec la radio magique...

Installation d'un des moteurs avec sa béquille de protection extrêmement utile...

Les servos de basculement du volume avaient été supprimés, celui-ci devenait fixe.

Ce n'était pas forcement une bonne idée...

Pour une meilleure visualisation, une décoration "esthétique" de papier collé et de peinture avait été ajoutée sur l'avant du ballon.

Kolossale erreur..!

Pourtant c'était beaucoup plus gai et je ne comprends pas pourquoi je n'ai pas eu davantage de compliments pour mes efforts...

Déjà très visible en vol, l'hélicostat peut également supporter les décorations les plus farfelues, c'est un avantage.

On pourrait même l'envisager comme support publicitaire..!

Les vols du ballon allongé

Comme d'habitude, le transport de ces structures fragiles est délicat. Tout doit être fixé avec des ficelles.

La flèche jaune montre un des renforts qui immobilise le ballon.

Au moment de l'installation, après avoir fixé le ballon, je remarquais instantanément que le centre de gravité situé normalement sur l'axe des hélices coaxiales s'était curieusement déplacé ! Tout seul... Incroyable.

En attendant de trouver la raison de cette anomalie, le réglage de ce point précis étant dévolu à la position de la batterie, pas de problème, il suffisait de la placer un peu en arrière et le problème serait réglé.

Que nenni, rien du tout, niet, nada, le déplacement fut de plusieurs centimètres (flèche rouge). Ouf c'était réglé... sauf que dans ces conditions il devenait très difficile de brancher la batterie, son fil était trop court..!

La guerre venait de commencer, cette première bataille, gagnée de justesse, fut déjà rude et les essais pouvaient commencer. Pour l'anomalie on verrait plus tard.

Hélas, la suite sera beaucoup plus sauvage...

Ce n'est pas de la voltige, c'est un crash..!

Cassé ? Pas tout à fait. Blessé seulement...

Infiniment trop puissants, les moteurs de manoeuvre rendaient l'appareil impilotable.

Réparation et réglages

*****

Les collages arrachés et les trous dans la structure seront réparés au Blenderm.

Avec les moteurs réglés au minimum de puissance, en vol on verra tourner les hélices et ce sera suffisant..!

Dans la foulée nous avons réalisé que c'était bien les collages et la peinture qui étaient responsable de l'anomalie de centrage initiale.

Plus tard, à l'atelier, je trouvais 6 grammes de différence qui seront donc rajoutés à l'arrière.

L'hélicostat est un être extrêmement sensible et délicat voyez-vous...

En vol, la machine semble perdue dans l'immensité de la salle, il n'en est rien, bien au contraire, elle manifeste sa présence par son volume et son bruit.

Pour cette séance, les séquences vidéo ont été prises par Alain Prouet et les photographies par René Bouchy.

Les derniers vols du cylindre

A gauche le vol paraît normal. A droite on distingue pourtant nettement des fissures dans le cylindre après un atterrissage violent...

En fait, avec le cylindre, les commandes de vol semblaient encore plus puissantes et comme on le voit dans la vidéo, la machine passait facilement en oscillations résonnantes que le pilote n'arrivait pas à éliminer quand elles étaient déclenchées.

Conclusions

En raison de son volume plus important, la fréquence d'oscillation propre du ballon allongé doit être plus faible que celle du cylindre et les deux volumes réagissent différemment. Dans le premier cas l'oscillation pouvait être arrêtée par le pilote mais pas dans le second.

Pour le cylindre et la sphère, les meilleurs résultats en vol ont été obtenus par la modification du centre de gravité. Les vitesses maximum aussi...

Ce jour là le vol du ballon allongé fut possible sans être vraiment facile et je profitais d'un instant d'inattention de Christian pour lui voler la radio et effectuer mon premier vol dans une grande salle et aussi, mon dernier vol radiocommandé, une performance d'environ... 58 secondes..!

Atteint par la limite d'âge.

Merci à l'Hélicostat de m'avoir offert le cadeau d'une dernière minute de vol après 40 ans de pratique modéliste.

La nacelle N°14

Les essais du 9 juin 2016

https://www.youtube.com/watch?v=IUtx56rTHus&feature=youtu.be

http://www.dailymotion.com/video/x4rdlu9_helicostat-9-6-2016_tech

Cette fois-ci encore, les séquences vidéo ont été prises par Alain Prouet et Jean-Paul Joannet et les photographies par René Bouchy.

Grand merci à vous, sans vos prises de vues rien n'était possible.

Modifications

Il fallait rectifier l'équilibrage, changer les moteurs de manoeuvre et la programmation radio.

Collage de 6 g de papier à l'arrière. Variateur (flèche) très petit. Hélice de 11,5 cm de diamètre notée "4530" sur moteur inconnu de 16 mm de diamètre.

Merci Christian de m'avoir trouvé ce matériel.

Le débattement des servos a été diminué "d'un trou" sur les palonniers par rapport aux essais du 3-12-15.

Programmations radio

Radio Futaba T10CP

Six programmes étaient prévus, seulement trois seront expérimenté en raison des bons résultats du dernier, c'était sans doute une erreur car dans ce genre de tests on n'est jamais à l'abri d'une bonne surprise, nous allons justement en voir un exemple.

Le premier programme baptisé 1A était semblable à celui de la séance précédente : pilotage par impulsions des moteurs d'évolution, en mode stationnaire ils sont arrêtés. Pour ces moteurs, ayant constaté qu'au delà de 50% de la course de gaz ils n'accéléraient pas d'avantage, celle-ci fut limitée à ce niveau. Je soupçonne que ces moteurs étaient prévus pour seulement 2 éléments de batterie (2S).

Comment fait-on pour trouver ces réglages ? On cherche ! Après avoir fait quelque chose, on regarde le résultat sur les différentes voies et si c'est incorrect on change les valeurs jusqu'a ce que ça marche... Il est sage de noter les bons résultats sur un cahier.

A gauche on voit les 4 mixages du mode "avancé". Les mixages "Gaz-Direction" permettent la commande de lacet par variation différentielle du régime des deux moteurs de sustentation. Les réglages de ces mixages sont indiqués dans les deux fenêtres de droite.

Les courbes de puissance des moteurs d'évolution donnent ceci. La limitation des courses est à 50%.

Limitation de la course des servos de basculement (ATV) à 75% avec exponentiel à 50%.

Pour supprimer le fonctionnement de ces servos il suffit de mettre 0% d'ATV.

Images des voies utilisées.

A gauche en mode stationnaire, les moteurs de sustentation (voie 3 et 4) fonctionnent à plus de 50% de leurs puissance, la commande de lacet de la voie 4 est légèrement trimmée pour éviter la rotation de l'appareil. Les moteurs de manoeuvre (voies 5 et 6) sont arrêtés. Chez Futaba le zéro des gaz est en haut comme sur les avions français de 1940, gaz à fond = poignée dans la poche... La commande est donc utilisée en "reverse".
On voit que leurs courses ne dépassent pas les 50%.

A droite en mode translation avant, on observe une application de puissance sur la voie 6 (moteur arrière) et le déplacement des servos de basculement sur la voie 2 (profondeur). Le pilotage se fait en mode 2, ailerons et profondeur sur le manche de droite, gaz (en poussant...) et lacet sur le manche de gauche en regardant l'avant du modèle..!

Le second programme utilisé, baptisé 2C est prévu pour que les 4 moteurs fonctionnent simultanement en poussant la manette des gaz. La commande de profondeur commande différentiellement la puissance des petits moteurs de manoeuvre.

A gauche, on voit que la commande de gaz (voie 3) est toujours mixée avec la direction (voie 4) mais aussi avec les voies 5 et 6 (ATT et FLAP), la profondeur est également mixée avec ATT et FLAP. A droite les 2 fenêtres montrent les réglages des mixages 3 et 4 qui sont identiques.

Les mixages 5 et 6 sont réglés ainsi, ce qui donne les graphiques suivants:

A gauche, gaz à zéro, les colonnes 5 et 6 des moteurs d'évolution dépassent les 100%, c'est normal.

Au centre, en stationnaire, la puissance des moteurs de sustentation dépasse 50% et celle des moteurs d'évolution reste limitée à 56% de leur puissance maximum.

A droite, en translation avant, les servos de profondeur (voie 2) déplacent le ballon vers l'avant, la puissance du moteur arrière d'évolution (voie 6) augmente, celle du moteur avant (voie 5) diminue.

Cette disposition est globalement semblable à celle du premier modèle de la série des hélicostats, celui qui fut essayé sans grand succès en novembre 2011, dont l'image est en tête de cette page. Les raisons de cet échec ne sont pas très nettes sauf pour le manque de puissance flagrant de l'appareil.

De toute manière, l'utilisation de rotors latéraux plus puissants aurait sans doute apporté d'autres difficultés.

Pour l'hélicostat il fallait aussi que jeunesse se passe...

Le Diable est toujours dans les détails.

La surprise

Ce dernier mode de pilotage qui parait très proche du mode précédent (pilotage par impulsions), donne étonnamment des résultats complètement différents au moment de l'atterrissage et d'après le pilote facilite aussi l'ensemble du vol.

On peut voir, surtout dans le dernier film, que les atterrissages du ballon allongé à pilotage par "impulsions" (moteurs d'évolution arrêtés en stationnaire) étaient toujours "glissés", Christian précisait qu'il était impossible de faire un "posé propre" (à 5mn45s de la vidéo du 9-6-16) , on voit plusieurs exemples.

Certains décollages montraient également cet effet qui a finalement toujours existé avec le ballon allongé, l'anomalie était attribuée à la forme du volume, ce qui était vrai puisque les autres formes ne présentaient pas cet inconvénient aussi marqué.

Je pensais que "l'allongement" de cette forme représentait l'extrême limite à ne pas dépasser pour garder un effet de stabilité archimédienne, maintenant j'en suis moins sûr. Beaucoup d'autres principes restent sans doute encore à découvrir.

Un coussin d'air asymétrique semblait se former sous l'appareil à partir d'une certaine distance du sol au moment de l'approche. On observe souvent ce phénomène sur les petits hélicoptères de "salon" au moment ou les patins vont toucher le sol.

Le phénomène se produisait aussi bien vers "l'avant" que vers "l'arrière", sauf à poser brutalement.

Pour le dernier mode de pilotage avec les 4 moteurs toujours en fonctionnement, comme par enchantement les glissades ont complètement disparu. Voir la vidéo du 9 juin 2016 à 9mn 35s.

Cela fut une divine surprise..!

Tous les atterrissages et décollages sont devenus parfaits et d'autre part les évolutions de l'appareil à très faible altitude, disons en effet de sol, sont possibles sans difficultés alors qu'auparavant le pilote se plaignait en disant : "Il est plus facile à piloter en altitude qu'au sol ". (À entendre dans la vidéo du 28-4-2016 à 3mn44s).

Suite à ce résultat incroyable, après un conciliabule sur des questions diverses, à 10mn 53s j'estimais que c'était fini, ce qui n'est pas forcement le cas...

Il est impossible de savoir pourquoi ce cadeau est arrivé, faute de pouvoir disposer d'un laboratoire d'aérodynamique approprié.

L'axe des petites hélices est situé à 33cm de l'axe des grandes, cela n'explique pas pourquoi les quelques watts qui les animent modifient à ce point le souffle des dizaines de watts qui actionnent les grandes.

Cela fait penser à un phénomène d'amplification, comme dans une lampe radio à 3 électrodes où une faible tension de grille modifie un fort courant de plaque, ou comme dans un transistor où un faible courant de base peut modifier un fort courant de collecteur.

Donc, nous avons régularisé un gros flux tourbillonaire vertical avec deux "électrodes" latérales insignifiantes, comment c'est possible Docteur ?

En plus, ces petites hélices tournent à gauche toutes les deux et leurs petits courants d'air sont "embrouillés" par des supports...

Conclusions

En dehors de l'énorme surprise de la régularisation des décollages et atterrissages, il est possible que cette séance ouvre d'autres possibilités d'évolution de la formule en montrant d'éclatante façon qu'une modification qui semble mineure peut changer complètement le comportement de la machine.

Comme toutes les voies n'ont pas encore été explorées, il est tentant de réfléchir à d'autres possibilités à partir d'une base qui paraît solide, si la suite éventuelle ne donne rien, le résultat acquis, même imparfait sera toujours là.

Finalement

Les hélicostats n'ont jamais existés dans le monde, le seul exemple d'hélicostat "vrai", gonflé à l'air, ayant décollé et démontré grandeur nature la réalité de la stabilisation par l'air, est l'appareil N°6 d'Etienne Œhmichen qui a volé dans le hangar d'Orly les 21 février et 2 mars 1935, sans pouvoir faire autre chose que de s'élever verticalement, tenir l'air quelques minutes puis se poser.

Les derniers essais d'Etienne Œhmichen sur son appareil N°7 de 1935, prévu comme "définitif", n'ont donné aucun résultat. (appareils-oehmichen)

Les seuls hélicostats qui existent en modélisme sont en Auvergne et visibles dans cette page. Le vol d'intérieur* est une obligation absolue pour ce type d'appareil à faible vitesse et forte trainée aérodynamique.

* Maintenant il faut dire "indoor" pour avoir l'air intelligent.

Je ne connais pas le développement qui peut résulter de ces expériences, je ne sais pas si une suite est possible.

Il apparaît que les vols du dernier modèle sont à peu près corrects mais avec des translations encore lentes et ondulées et le pilote doit éviter d'aller trop vite pour ne pas déclencher des oscillations. Il y aurait du travail pour supprimer ou retarder ce défaut, si c'est possible...

Par contre, les décollages et atterrissages verticaux sont parfaits.

L'appareil est agréable à observer et semble plaisant à manipuler à voir les mines réjouies des participants...

On peut regretter que le bruit mécanique soit trop fort, une adaptation des moteurs et des hélices doit être possible.

On peut regretter aussi la fragilité du ballon et son encombrement qui ne facilite pas le transport, une structure gonflable serait préférable mais je n'ai pas les moyens de l'envisager.

Pour cette nouvelle catégorie de machine volante il faudrait continuer les tâtonnements expérimentaux...

L'hélicostat n'est ni une montgolfière ou un ballon à gaz léger (impossibles à diriger), ni un dirigeable (très rare), ni un drone (d'un fonctionnement trop parfait...), ni un hélicoptère (trop addictif...), ni un avion (trop conventionnel...), c'est un OVNI.

En modélisme, l'hélicostat restera la cinquième roue de la charrette, mais il existe...

Merci encore à tous les participants de ses essais, sans eux pas de résultats possibles.

A propos de dirigeable, très curieusement, on peut voir ci-dessous un modèle RC en évolution au Musée de l'Air dans "La volière aux hélicoptères" à coté de l'hélicostat d'Etienne Œhmichen (N°6) et au dessus de l'hélicoptère 3F de Raoul Pescara, deux appareils commentés largement dans ces pages...

Silencieusement..!

http://www.phodia.com/activites/publicite-gonflable/dirigeable-radiocommande/

 

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