MicroJet

Publication : 25.04.2023

Après la présentation de ma Pocket CNC fil chaud, je vous propose de passer à l'application pratique, avec la réalisation de ce MicroJet, un parkflyer réalisé en polystyrène extrudé, librement inspiré d'un mix entre PicoJet de Multiplex et X1200 de Graupner, et aux qualités de vol assez remarquables.

Tout d'abord, le profil de base, conçu spécifiquement pour les jets delta, de l'échelle parkflyer comme ici (les fichiers du projet sont ici) jusqu'au jet kero bien plus gros, type Mirage 2000 ou Rafale :

Dans le cas d'une aile delta, la forte flèche favorise l'écoulement de l'air au saumon et permet donc d'utiliser un profil d'épaisseur relative plus importante au saumon qu'à l'emplanture, ce qui facilite la découpe et améliore sensiblement la robustesse des ailes.

Le profil d'emplanture, affiné et avec un bord de fuite calculé pour avoir une épaisseur physique de 3 mm :

Le profil de saumon, épaissi et toujours avec un bord de fuite de 3 mm d'épaisseur :

Les profils sont importés dans le logiciel de Christophe Lauverjat pour y être pivotés et projetés, ce qui facilite grandement la découpe grâce à une vitesse identique entre saumon et emplanture (le fil découpant l'aile parallèlement au bord d'attaque jusqu'à la "pointe" formée le bord de fuite de l'emplanture) :

Sans cette astuce, le saumon serait découpé à une vitesse beaucoup trop faible (du ratio des cordes, soit ici quasiment 1/4 de la vitesse à l'emplanture), avec in fine un résultat médiocre dans cette zone (mauvais état de surface et respect du profil), même avec un bon calibrage du rayonnement et un fil très fin.

Importation des profils pivotés sur FilChaudNX et création des parcours de découpe :

Les parcours sont exportés en GCode puis lus par Grbl HotWire pour réaliser la découpe :

Les blocs de polystyrène extrudé sont taillés au préalable avec la machine, grâce au déplacement simultané des deux chariots (via le clavier, la souris ou en ligne de code, par ex. G01 X0 Y20 U0 Z20 F240 pour monter verticalement de 20 mm à 240 mm/min, soit 4 mm/s), puis positionnés avec le bord d'attaque parallèle au fil. La découpe automatique est enfin lancée :

Le résultat fini :

En lumière rasante, on visualise une légère trace du fil à cause du principe de découpe, géométriquement surcontraint : il faut à la fois respecter les profils de saumon et d'emplanture et avoir un bord de fuite d'épaisseur constante, le tout avec un déplacement de fil parallèle au bord d'attaque. Il y a donc une déformation des profils intermédiaires, mais elle est peu significative et sans aucun impact sur les qualités de vol. Le reste de l'aile est parfait, notamment au niveau des bords d'attaque et de fuite ainsi que l'état de surface.

Le fuselage est une simple caisse de section carrée en dépron de 6 mm construite autour de trois couples (à l'avant, à l'arrière et au niveau du bord d'attaque des ailes à l'emplanture) et habillé par deux morceaux d'extrudé mis en forme par ponçage pour obtenir le nez et la bulle. J'aurai pu évidemment les découper aussi au fil chaud, mais il faut savoir utiliser les procédés à bon escient : ébaucher au cutter puis poncer ces deux blocs m'a pris moins d'un quart d'heure, alors qu'il m'aurait fallut à peu près le double de temps pour les dessiner en CAO puis les réaliser au fil chaud, plus une phase inévitable d'ajustage et de ponçage.

Tous les collages se font à la colle universelle Tesa. Une astuce pour la jonction ailes - fuselage : une fois les repères tracés sur le fuselage pour bien positionner les ailes (avec un calage de +1.5° pour avoir une ligne de vol correcte), on réalise le collage au contact : on enduit les emplantures de colle, on les présente sur le fuselage pour répartir la colle, puis on les sépare pour un séchage partiel pendant quelques minutes. Quand la colle adhère à peine au doigt, on ajuste les pièces définitivement. Après une nuit de séchage, l'ensemble est très robuste, même sans longeron.

Les articulations sont en Blenderm, c'est le top pour cet usage car il est particulièrement adhérent, souple et résistant. Sur mes avions les plus anciens, dont certains ont une bonne trentaine d'années, les charnières réalisée avec cet adhésif sont toujours souples et intègres comme au premier jour, malgré l'usage de carburant nitré. Une seule contrainte pour l'utiliser correctement : il faut soigner le biseau des gouvernes pour que ces dernières soient parfaitement en contact avec les ailes, sans jeu au niveau de l'articulation. Sinon, la souplesse du Blenderm donnera une imprécision dans les commandes.

Le moteur date de la belle époque des moteurs de CD-ROM rebobinés et fonctionne toujours parfaitement. Il est associé à un accu LiPo 2S 300 mA.h et un contrôleur 10 A, et consomme environ 3.5 A avec une hélice 4x4.5, pour une masse totale en état de vol de 150 g :

Les servos au format 5 g sont logés via une trappe sous le fuselage (le contrôleur est positionné entre le moteur et les servos) :

Une seconde trappe à l'avant permet de loger l'accu et le récepteur :

Le vol est assez remarquable tant à la pente en PSS qu'en plaine au moteur. La vitesse et le taux de monté sont très corrects malgré la puissance modeste et les trajectoires sont bien tendues, tandis que les commandes sont précises et faciles à doser. La voltige est d'une netteté étonnante, on peut même enchaîner des boucles carrées de 3-4 m de côté avec des facettes très marquées, tandis que les tonneaux sont parfaitement axés et s'arrêtent avec une précision chirurgicale. Le vol dos est très facile et la boucle inverse passe aussi bien que la boucle normale, qu'elle soit ample ou serrée à la limite du flip. Ce dernier est tout à fait possible en reculant un poil le centrage, mais c'est au détriment du confort de pilotage dans les phases de vol normales. Le plané est très honorable, ce n'est évidemment pas un F3K mais, en dosant bien la vitesse de vol, on peut facilement tenir l'air par petit temps. Tous les collèguent du club ont été bluffés par ce petit jet !

Le lancé est une formalité, il suffit d'une petite impulsion en le tenant ainsi :

Copyright Franck Aguerre / RC Aero Lab