MRA n°838 fév/mar 2014
MRA n°838 fév/mar 2014
  • Prix facial : 6,80 €

  • Parution : n°838 de fév/mar 2014

  • Périodicité : bimestriel

  • Editeur : Rigel Éditions

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 120

  • Taille du fichier PDF : 71,9 Mo

  • Dans ce numéro : le Viper Jet de Skymaster.

  • Prix de vente (PDF) : 1 €

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TECHNIQUE TURBINES Le diamètre du moteur est conditionné par le carter de la turbine brations sont observées, on ajoute au hasard un petit de morceau de scotch. Comme on ne possède (en principe) pas de banc d’équilibrage électronique, on procède par itérations successives, jusqu’à obtenir un fonctionnement exempt de vibrations. Si l’on n’est pas spécialiste de ce genre d’opération délicate, des turbines équilibrées dynamiquement au banc sont disponibles dans certaines boutiques spécialisées. Pour un petit supplément de prix, le résultat est assuré, ce qui évite les déceptions. LE RÉGIME AUTORISÉ Le fabricant indique la valeur maximale à ne pas dépasser. Une marge de sécurité est prise pour qu’un piqué soutenu n’entraîne pas de surrégime. A ce niveau comme il n’est pas pratique de mesurer le régime, on pourra se référer aux essais réalisés par le fabricant avec un moteur donné (lorsqu’ils existent), et reprendre le même ou un moteur doté des mêmes valeurs électriques et dimensionnelles. Attention ! Le danger en cas de surrégime et les risques encourus sont réels… Des précautions (s’éloigner de l’engin testé), et des protections (port de lunettes de sécurité) ne sont pas un luxe ! L’ENTRÉE D’AIR Elle est proportionnelle à la FSA, une lèvre bien profi lée en entrée de turbine peut augmenter de 5 à 15% la poussée mesurée. A contrario, un flux d’air turbulent peut facilement faire chuter la poussée de 30%. Moralité, l’entrée (ou les entrées d’air) seront aussi lisses que possible et leur surface (en principe) supérieure à la FSA. LE CÔNE D’ÉJECTION Ses dimensions conditionnent la poussée et la vitesse de veine d’air. Elles sont calculées non seulement en fonction de la FSA, mais aussi et surtout en fonction de celle des entrées d’air. 106 MRA 838 Le diamètre de sortie du cône d’éjection favorise la vitesse ou la poussée, suivant les besoins L’ÉTAT DE SURFACE DU CARTER TURBINE Une surface poncée est plus effi cace qu’une surface polie. Le jeu entre le rotor et le carter sera minimisé autant que possible pour éviter les pertes dues aux turbulences en bout de pale que les hélices carénées (ce que sont les « turbines ») se proposent justement d’éliminer. LA SONORITÉ Elle est fonction du régime rotor, du nombre d’ailettes, des résonnances dans la cellule, du matériau composant la turbine. Les turbines en alu présentent généralement une belle sonorité, proche de celle des réacteurs. SIMULATION Le simulateur en ligne Ecalc est fort pratique et permet de se faire une idée assez précise du résultat. A voir sur http://www.ecalc.ch/POSITION DANS LE MODÈLE Les longs conduits d’air ou les cônes d’éjection (tuyère) de grande longueur occasionnent des pertes de poussée. Une turbine montée en position arrière et bien alimentée, comme sur l’Evader (cf. essai dans ce numéro), réduit la longueur du cône d’éjection et offre en général un très bon rendement. L’inconvénient des turbines en position arrière est que le centrage est alors plus diffi cile à obtenir. Si le centrage pose problème il faudra donc avancer la turbine et réaliser un cône d’éjection plus long. EN RÉSUMÉ Une fois le diamètre choisi (en fonction du modèle envisagé), il faudra retenir de préférence une turbine bien équilibrée, dotée de 5 ailettes environ, à profi l assez mince et affi chant la FSA la Pour augmenter la puissance on peut, le plus souvent, choisir un moteur avec un carter plus long Un bobinage soigné, avec un taux de remplissage élevé est favorable au rendement. Des flasques ouverts et des roulements de qualité sont indispensables pour obtenir durablement un bon niveau de performances plus importante. Son régime maximal sera élevé pour éviter toute rupture en vol ou au sol. Le ratio poussée statique, mais surtout dynamique/vitesse de la veine d’air sera adapté au modèle : pour un modèle lent, choisir une poussée statique importante ; pour un modèle rapide, privilégier une poussée dynamique importante en rapport avec la vitesse de vol. La turbine pourra être simplement en plastique injecté, on en trouve d’excellentes à un tarif abordable, en aluminium (sonorité agréable) ou en carbone… mais si les performances n’ont pas de prix, dans ce dernier cas, elles un coût assez élevé. LE MOTEUR Le moteur délivrera un couple et un régime élevés. Un moteur brushless de bonne qualité au bobinage adapté et doté de puissants aimants sera retenu. Les roulements seront de qualité (type haute vitesse), car un roulement premier prix aura vite fait de déclarer forfait…
Moteur en place dans le carter de la turbine, pensez à mettre du frein filet sur les vis pour prévenir tout desserrage LE KV Il s’agit du régime du moteur retenu lorsque l’on applique sa tension nominale. Le Kv est le régime obtenu avec 1 volt appliqué aux bornes du moteur. Pour estimer le régime à vide obtenu avec votre batterie, il faut multiplier le Kv par la tension : Avec un Kv de 4000 on obtient (LiPo 3S) : Régime à vide = 4000 T x 11,1V = 44400 t/minute Il s’agit d’un régime à vide, sans aucune charge sur l’arbre. Pour ne pas trop charger le moteur, et donc éviter une consommation anormalement élevée, il faut la plupart du temps ne pas perdre plus de 20à 25% du régime. Il en découle que choisir un moteur doté d’un Kv plus important que prévu, élève le régime de la turbine. Mais attention, la consommation pour un format de moteur donné, augmentera aussi… LA PUISSANCE ABSORBÉE Elle se calcule en multipliant la tension aux bornes du moteur par le courant absorbé (Loi d’Ohm Pa = U x I). On en déduit le courant consommé pour atteindre une puissance donnée (I =P/U). Par exemple 560 W avec un LiPo 4S I= 560/14,8V =37,8 A. De 250 à 300W/kg pour le vol de loisir à 300-500W/kg pour les vols d’exhibition ou de haute performance. IO La valeur de Io indique le courant consommé par le moteur à vide sous une tension donnée (souvent la tension nominale). Plus Io sera important, plus la consommation et généralement le régime, seront élevés. Un moteur avec un Io plus élevé (à qualité égale de moteur) supportera la plupart du temps un courant plus élevé, et sera plus puissant et plus robuste. Des turbines entièrement en alu sont disponibles. Elles sont généralement prêtes à l’emploi, équilibrées statiquement et dynamiquement Ri La valeur de résistance ohmique caractérise le bobinage du moteur. Sans entrer dans les détails, les valeurs de Io, Ri, le Kv, le type d’aimants et le type de rotor, déterminent le rendement, la consommation, la puissance du moteur et son régime de rotation. Les spécialistes utilisent ces valeurs avec un programme qui simule les futures performances d’un moteur sur une cellule donnée (Fancalc ou Motocalc qui est le plus connu). LE DIAMÈTRE DU CARTER La turbine retenue est conçue par le fabricant pour recevoir un moteur doté d’un diamètre maximum à ne pas dépasser, 28 à 29 mm pour les turbines au format 400-480, etc. Un moteur plus gros serait impossible à monter. Il est donc important, de bien connaître le diamètre maxi autorisé par la turbine avant d’acheter un moteur. On trouve toutefois des moteurs à cage tournante au diamètre plus important, munis d’un prolongateur permettant le montage dans une turbine prévue pour un moteur à rotor interne. Le couple et les performances seront en principe meilleurs. LA LONGUEUR DU CARTER La longueur du carter moteur, tout comme le diamètre, conditionne le couple délivré puisque les aimants du rotor sont proportionnés à la longueur du carter. Pour obtenir une poussée supérieure avec votre turbine, conjointement avec le Kv, vous pouvez donc jouer sur la longueur du moteur. La masse du moteur sera plus élevée, mais la propulsion sera plus performante car un couple moteur plus élevé permet de contenir la consommation. LE DIAMÈTRE DE L’ARBRE Le rotor de la turbine est conçu pour être monté sur l’arbre du moteur au moyen de pinces ou d’adaptateurs comparables aux porte-hélices traditionnels qui, selon les marques, existent le plus souvent en plusieurs diamètres différents. Il faudra donc vérifi er en achetant votre moteur, que le diamètre de son arbre est conforme à celui de l’adaptateur de la turbine envisagée ou déjà en votre possession. LA MASSE Il existe une règle qui évite un mauvais choix en termes de catégorie de motorisation. La masse du moteur doit représenter de 1/8 à 1/10èmes de la masse du jet EDF en ordre de vol (sans contrôleur ni rotor). Ainsi, un jet de 1500g pourra recevoir un moteur de 1500/8, soit 180g, pour un vol très performant, tandis qu’un moteur de 150g (1500/10) suffi ra pour un Jet de loisir. LE RENDEMENT A l’heure du choix, entre deux moteurs affi chant la même masse, le même Kv, la même puissance utile, il faudra retenir celui qui offre le meilleur rendement (Pu/Pa). L’autonomie sera supérieure et l’échauffement par effet Joules sen- MRA 838 107



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