VOLTIGE PLANEUR :  Quel profil choisir

 

Par Thierry Platon

 

 

 

Une question revient souvent au bord des pentes : "je construis un nouveau planeur, quel est le meilleur profil pour la voltige ? "…  Et chacun de promouvoir sa formule préférée : SB96V, MG05, Ritz 1-30-10 , ou bien MH43, SB98VR et bien d'autres profils encore communément utilisés sur les planeurs de voltige. Le plus souvent ces propositions se fondent sur des expériences véritablement réussies ; ce qui, en définitive, ne facilite pas vraiment le choix final du constructeur.

 

Devant tant d'avis et tant de profusion ( voire de confusion ) et pour aider les amateurs dans leur choix, j'ai établi un tableau Excel qui recense, pour plus d'une trentaine de profils, utilisés ou utilisables sur des planeurs de voltige, un ensemble de paramètres relevés sur leurs polaires ( établies avec Profili/X.foil) et caractérisant leur comportement en voltige.

 

La première difficulté a été de choisir les paramètres significatifs à inclure dans ce tableau. Il a tout d'abord fallu choisir des configurations de référence permettant des comparaisons entre profils : Reynolds , points de vol, débattement et profondeur des volets ou des ailerons, etc…Certains choix pourront paraître totalement arbitraires et peu logiques, mais disposant déjà de certaines données, je n'ai pas voulu tout recalculer. Par ailleurs l'objectif n'était pas de calculer précisément le comportement d'un planeur mais seulement de disposer, pour un planeur donné, d'éléments de comparaison objectifs entre plusieurs profils possibles. La démarche proposée est certes imparfaite mais finalement bien suffisante pour l'utilisation envisagée.

 

 

LES CRITERES DE CHOIX

 

 

Le tableau Excel comporte 2 feuilles, une pour les profils lisses et une autre tenant compte de l'utilisation de volets de courbure ( étant un inconditionnel du quadroflap en voltige, la prise en compte de leur efficacité m'est apparue indispensable et c'est ce tableau que j'utilise le plus fréquemment). Pour les raisons expliquées plus haut, j'ai arbitrairement décider de baser les comparaisons sur des volets à 30% de la corde avec un débattement de +7.5° en positif et de -10° en négatif. De même chaque feuille donne les paramètres caractéristiques à RE: 200 000 et  RE: 500 000. Les paramètres figurant dans chacune de ces feuilles sont les suivants :

 

 

Cz+ , Cz-

 

Il s'agit des coefficients de portance, Cz+ en vol normal et en vol dos, mesurés

 

·         à Cx : 0.02 pour RE:200.000 et RE:500.000 dans le tableau "lisse"

·         à Cx: 0.01 pour RE : 200 000 et à Cx 0.015 RE: 500 000 dans le tableau avec volets

 

Là encore le choix des points de vol est complètement arbitraire et sans doute peu judicieux. Dans le tableau "volets", il correspond grosso modo à une capacité 'évolutions serrées sans que la traînée du profil ne fasse trop perdre 'énergie. Il faut noter que dans le tableau "lisse" le Cx de référence est différents et que ceci ne permet pas de faire de comparaisons entre les configurations "lisse et " volets". J'espère trouver bientôt le temps de modifier le tableau "lisse" pour prendre les mêmes points de référence que le tableau "volets"

 

En voltige le Cz permet, connaissant la masse du planeur, de caractériser son rayon de virage minimum et donc sa maniabilité en positif (Cz+)et en vol dos (Cz-).

 

·         Cz- , qui caractérise le comportement du planeur en vol dos et dans les figures négatives, est à mon sens un paramètre essentiel pour évaluer l'adaptation d'un profil à la voltige

·         Cz+ et Cz- permettent d'élaborer 4 autres coefficients fort utiles: R+/L, R-/L, Cz-/Cz+et Vz

 

 

R+/L , R-/L

 

                        Il s'agit du rayon de virage en vol normal (R+) ou en vol dos (R-) divisé par la longueur du planeur (L). Son calcul fait également intervenir la charge alaire .Ces coefficients ont pour but de donner une idée de l'impression visuelle que pourra donner une boucle carrée ventre ou dos.( je précise bien ici qu'il ne s'agit que de "l'impression visuelle" donnée par un planeur capable de voler , si votre planeur trop chargé décroche en virage sérré ou dans le haut d'une boucle, ce n'est pas avec un fuselage plus long que vous arrangerez les choses ! De même il ne faut pas confondre longueur de fuselage et bras de levier arrière, si vous voulez rendre votre planeur plus vif, ce n'est pas en allongeant le bras de levier arrière que vous améliorerez les choses, bien au contraire !). L'expérience nous amène  à recommander les valeurs suivantes :

 

·         R/L < 7.5 à 8  pour que les angles ne paraissent pas trop arrondis et que la boucle commence à ressembler à un carré

·         R/L <5  pour des angles véritablement serrés et une voltige qui peut être "virile" sans casser la vitesse du planeur

 

remarque : si on admet que, pour ressembler à quelque chose, le rayon de virage dans une boucle carrée doit être au moins 2 fois plus petit que le rayon d'une boucle normale, alors on peut estimer que R/L ne doit pas dépasser 15 à 16 pour une boucle normale. (encore une fois ,ceci n'est qu'un constat de cuisinier et n'a absolument aucune valeur scientifique !)

 

 

Cz-/Cz+

 

Ce coefficient caractérise le type de voltige auquel le profil  est adapté . Là aussi l'expérience nous amène au constat suivant :

 

·         si Cz-/Cz+ < 0.4   le profil n'est pas adapter à la voltige. A priori il n'y a pas de tels profils dans notre tableau ( donc attention quand par la suite je parlerai de profil gratteur cela ne voudra surtout pas dire que le profil est incapable de voltige )

·         si Cz-/Cz-@ 0.5  le profil est bien adapté à la voltige académique classique ( boucle inversée, 8 vertical et boucle carrée classiques, etc…)

·         Cz-/Cz+@ 1  le profil est parfaitement adapté à ce que j'appelle la "voltige totale" , il n'y a pas ou peu de différence entre vol normal et vol dos ou entre figures normales et figures inversées (la boucle carrée dos, le 8 digital et le 8 vertical intégral sont tout à fait accessibles !)

·         Pour Cz-/Cz+ compris entre 0.5 et 1 , le planeur passera bien sûr la voltige classique , il aura plus de facilité et de marge dans les figure dos et dans certains cas (si la charge alaire est suffisamment faible ,et en particulier si Cz-/Cz+>0.75).il pourra passer le test de la boucle carrée dos et ainsi entrer dans le domaine de la "voltige totale"

 

 

Vz 

 

C'est la vitesse de chute en vol normal d'une aile virtuelle (sans fuselage et d'allongement infini). Son calcul fait intervenir la charge alaire du planeur. Ce calcul n'est fait qu'à RE:200.000 car même sur un gros planeur ce point de Reynolds est plus cohérent d'une vitesse de vol à faible Vz Il faut d'ailleurs noter qu'au saumon de petits planeurs légers ce point de calcul n'est pas très pertinent RE pouvant alors être inférieur à 100.000.

 

Comme il faut parfois gratter pour pouvoir ensuite voltiger, ce paramètre permet une comparaison approximative des capacités de gratte de planeurs différents ayant des charges alaires différentes. Ces comparaisons ne seront qu'approximatives en particulier si les planeurs ont des géométries trop éloignées ( allongement de l'aile, traînée du fuselage, …).

Un paramètre sans doute plus pertinent aurait été le point à Vz minimale du profil , mais je me suis épargné ce travail de calcul

 

 

 

f+ et f- 

 

Finesse maximale en vol ventre (f+) et en vol dos(f-) à RE:200.000 et RE:500.000 avec volets(+7.5° et 10°) et en lisse. Nous restons dans les paramètres liés à la "gratte" : une bonne finesse permet de parcourir de grandes distances  sans trop chuter . A la pente ceci permet d'augmenter le domaine de recherche des ascendances.

 

La finesse maximale a également une interprétation en voltige : une bonne finesse permet de tirer du facteur de charge sans trop augmenter la traînée et donc au final sans que les figures ne fassent trop chuter le planeur. Ceci permet de faire des figures plus grandes et plus nombreuses sans se retrouver tout de suite au sol. Ainsi il n'est pas du tout paradoxal de constater que certains grandes maquettes de vol à voile sont capables, grâce à leur excellente finesse, de réaliser des boucles d'un diamètre véritablement impressionnant, et même d'en enchaîner plusieurs de suite quasiment sans chuter Un planeur de voltige aura souvent du mal à faire aussi bien mais pourra par contre réaliser bien d'autres figures totalement inaccessibles aux planeurs voiliers.

 

 

 

Cx min                      

 

valeur minimale du coefficient de traînée Cx. (En fait par facilité d'écriture, on trouve 100*Cx min dans le tableau)

Après Cz-, c'est l'autre paramètre essentiel en voltige planeur. Il caractérise les capacités de vitesse et de restitution du profil. On notera que sur ce point un profil excellent à faible RE peut devenir moins intéressant à fort RE et inversement. Il y a donc des profils qui "aiment" les faibles cordes et les faibles charges (profils adaptés aux petits planeurs genre 60") et d'autres qui ne donnent de bons résultats qu'avec de grandes cordes et des charges alaires élevées (profils adaptés aux gros planeurs de voltige en plaine). Il y a aussi, heureusement, pas mal de profils polyvalents bien adaptés aux planeurs intermédiaires et couvrant honorablement les deux domaines.

Cx min permet également d'élaborer d'autres critères significatifs en voltige  je les ai noté Q+,Q-,G2+,G2-,G5+ et G5-

 

 

 

Q+ et Q-                   

 

Ces coefficients se calculent de la façon suivante :                                           

 

Q+  = (Cz+ à RE: 200 000)/(Cx min à RE: 500 000)

                   Q-  = (Cz- à RE: 200 000)/(Cx min à RE: 500 000)

 

Ils caractérisent la capacité du profil à accepter des charges alaires élevées et prendre une vitesse élevée (et donc à avoir de bonnes restitutions et à réaliser de grandes figures en positif (Q+) et en négatif (Q-). C'est un critère particulièrement important à prendre en compte pour un planeur de voltige en plaine.

 

Voici comment j'en justifie le choix: On admet que le carré de la vitesse maximale atteignable par le planeur (dans le "piqué vertical de la mort" et en l'absence de traînée fuselage !) est proportionnel à:

 

charge alaire/Cxmin , Je choisis d'utiliser le Cxmin à RE:500 000 pour tenir compte de la vitesse élevée du planeur pendant son piqué (et parce que Profili ne fait pas de calcul au delà de RE:500 000 !)

 

D'autre part on admet que la charge alaire maximale admissible par le profil est limitée par le respect d'un critère du type R+/L<7.5 (voltige classique) ou R-/L<7.5 ( voltige totale) voire même R-/L<15  (voltige classique). Cette charge alaire maximale est donc proportionnelle à Cz (Cz+ou Cz- selon les cas). Pour Q+ j'ai choisi de prendre Cz+ à RE : 200.000 en admettant que la manœuvre  dimensionnante était le passage du haut de la boucle carrée positive avant de se rétablir en vol dos et donc que le Reynolds à cet endroit n'était pas trop éloigné de 200.000 (et aussi parce que je n'avais pas de valeur de Cz à plus faible RE !). C'est ce critère Q+ qu'il convient d'utiliser dans la plupart des cas, mais pour les profils ayant un faible rapport Cz-/Cz+ (Cz-/Cz+ < 0.5) la figure dimensionnante peut être la boucle inverse , dans ce cas le critère de choix sera Q-.

Q = (Cz à RE: 200000)/(Cxmin à RE 500 000) est (plus ou moins) proportionnel au carré de la vitesse maximale atteignable par notre planeur (sans fuselage !) et donc à la dimension maximale des figures ( il serait encore plus judicieux de remplacer Cxmin par (k+Cxmin) pour tenir compte de la traînée de fuselage, encore faut-il choisir judicieusement k et je vous laisse volontiers faire ce petit travail !) En bref le coefficient Q permet de répondre à la question suivante : est-ce que ce profil qui a un Cx pas terrible mais un fort Cz (et donc que je pourrai ballaster à fond) est préférable à celui-ci qui n'a pas un Cz aussi élevé mais un meilleur Cx (et que je lesterai un peu moins)?

 

Rappel : au plus on ballaste, au plus les figures seront grandes. Mais aussi au plus le planeur redescendra vite , donc  on fera moins de figures… à méditer.

 

J'ajouterai que si 2 profils ont un coefficient Q- équivalent et donc des vitesses max équivalentes il me semble préférable de retenir celui qui a les plus forts Cz et donc la meilleure finesse en évolution ( Remarque, compte tenu des valeurs de RE choisies l'utilisation du coefficient Q pour un petit planeur léger n'est pas pertinente; on préfèrera alors utiliser le coefficient G2 décrit ci- après).

 

 

 

 

G2+,G2-,G5+,G5-   

 

On peut admettre que ces coefficients sont représentatifs de la capacité du profil tirer du facteur de charge (sans trop augmenter la traînée, en positif (G+) ou en négatif (G-)), à RE:200.000 (G2) ou à RE:500.000 (G5)

·         G+  =  Cz+/(Cx )puissance 2/3

·         G- =  Cz-/(Cx)puissance2/3

 

La justification de ces formules est la suivante : le planeur est en vol horizontal stabilisé sur une pente, c'est à dire que sa vitesse de chute Vz est compensée par la vitesse ascendante de l'air. Dans ce cas, pour une portance de la pente donnée, le carré de la vitesse horizontale est inversement proportionnel à Cx à la puissance 2/3. Par ailleurs, Cz+ est inversement proportionnel au rayon de virage minimum R, donc :

 

G = Cz/(Cx)puissance 2/3 est proportionnel à V²/R , c'est à dire  au facteur de charge

 

J'ai choisi de prendre Cx = Cx min , c'est à dire que je suppose que le planeur vole sur une pente qui donne vraiment très fort et donc au voisinage de Cx min, G donne ainsi une image du facteur de charge maximum accessible.

 

On pourra faire la même remarque que pour Q : il serait plus pertinent de remplacer Cx min par k+Cx min …..

 

 

D.Alpha                     

 

Ce paramètre vise à caractériser l'efficacité des ailerons et donc la vitesse de roulis du planeur. DAlpha représente la différence entre les incidences à portance nulle (Alpha0) pour des positions de volet de +7.5° et -10° (et une profondeur de volet de 30%)

 

On notera qu'à RE:200.000 les différences de comportement entre 2 profils peuvent aller du simple au double, et après examen du tableau on comprendra mieux pourquoi un Voltij, à profil MG05, possède une vitesse de roulis bien supérieure à un planeur de géométrie équivalente équipé d'un RG15 ou d'un RG12 . A RE:500.000 les différences sont, par contre, beaucoup moins significatives, c'est pourquoi DAlpha n'est donné que pour RE:200.000. C'est un paramètre important pour prévoir l'agilité en roulis d'un planeur en particulier à faible vitesse.

 

 

Décl.

 

Le dernier point qu'il me semble nécessaire de caractériser est l'aptitude du profil aux figures déclenchées. Certains pilotes n'apprécient guère ce genre de figure. Mais personnellement, je pense qu'elles font au contraire partie de la quintessence de la voltige planeur. Pour pouvoir parfaitement les réussir, il faut à la fois un bon planeur…et un bon pilote.

 

L' objectif est que le planeur réalise un déclenché en perdant le moins d' énergie possible et sans que la figure ne se termine par un décrochage complet et une lamentable abattée. Serge Barth a proposé des profils de saumon qui font merveille dans ce domaine et qui permettent par exemple d'enchaîner plusieurs déclenchés de suite sans perdre sensiblement d'altitude (SB96VS ,SB98VS5). J'ai également pu constater que E378 était également très efficace en déclenché (mais malheureusement trop peu performant sur le dos).

 

Pour réussir ce genre de figure  sans trop perdre d'énergie il semble nécessaire d'avoir en extrémité de voilure un profil qui décroche brusquement. Pour caractériser ce comportement je propose le coefficient suivant:

 

         Décl = [Cz max - Cz(f+)]

 

Cz max est le Cz à Cx : 0.025, volet à +7.5°

Cz(f+) est le Cz au point de finesse maximale, volet à +7.5°

 

Ce coefficient n'est calculé que pour Re:200.000 car en extrémité de voilure le RE n'atteint jamais 500.000. Je n'ai pas non plus cherché à caractériser les déclenchés dos qui, du fait de la courbure du profil dans le mauvais sens, sont en général plus faciles que les déclenchés positifs.

 

         L'expérience semble montrer que :

 

 

Cette approche n'est qu'approximative. pour appréhender plus précisément le comportement en déclenché il est vivement conseiller d'analyser graphiquement les polaires du profil de saumon en tenant compte du RE correspondant.

 

Sur beaucoup de profils, lorsque les déclenchés sont un peu paresseux, l'utilisation des ailerons en volets négatifs permet une amélioration significative de la vivacité. Malheureusement, ceci nécessite un pilotage 4 axes assez peu pratique en voltige et se traduit souvent, lorsque le dosage n'est pas optimum, par une augmentation de traînée et un freinage important du planeur

 

 

 

EXEMPLES D'UTILISATION

 

 

Pour utiliser le tableau il faut tout d'abord entrer (dans les zones bleues) les valeurs de charge alaire (en g/dm²) et de longueur de fuselage ( en mètre) du planeur que l'on envisage. Ces valeurs sont utilisées pour l'élaboration des paramètres calculés (zones jaunes). Les paramètres dans les zones blanches sont des valeurs directement issues de Profili/X-foil.

 

Il est également utile d'entrer une valeur de la corde de l'aile (en mm) ce qui permet d'avoir une idée de la plage de nombre de Reynolds dans laquelle le profil aura à évoluer et de définir la zone du tableau à laquelle on doit s'intéresser (paramètres à RE:200.000 pour un petit planeur léger ou à RE:500.000 pour l'emplanture d'un gros planeur de voltige en plaine). Suivant le cas qui nous intéresse, on pourra entrer la corde moyenne ,la corde à l'emplanture, ou la corde au saumon Pour les pro d'Excel, il peut ne pas être complètement idiot de créé un troisième tableau en calculant par interpolation les valeurs de base (colonnes blanches ) à RE:350.000.

 

Il faudra ensuite ,en fonction des caractéristiques du planeur que vous voulez réaliser, définir les critères et les priorités qui vous permettrons de faire votre choix Un conseil important : ne jamais se baser sur un seul critère mais faire une première sélection d'au moins 4 ou 5 profils à partir d'un premier critère important puis affiner votre choix sur la base des autres critères. Les fonctions de tri d'Excel sont une bonne aide pour faire ces tris. En final, si malgré tout vous vous retrouvez avec des profils qui paraissent très proches les uns des autres, la meilleure démarche sera de faire des comparaison graphiques sur l'ensemble de leurs polaires et non plus en quelques points spécifiques (mais ceci nécessitera la mise en oeuvre d'X.foil ou de Profili). Les quelques exemples ci-après donnent une idée de différentes approches que l'on peut suivre.

 

 

Grand planeur de voltige classique, gratteur ( à volets )

 

 

C'est le genre de planeur de 3,5 à 4m d'envergure, voire plus, qui doit permettre de voltiger à la pente même par petit temps et que l'on pourra faire voler souvent . Pour fixer les idées, je suppose un planeur à volets de 3.5m d'envergure (et donc d'environ 1.8m de long) et de 50g/dm² de charge alaire (ne pas oublier : quelque soit le profil, au moins c'est chargé, au plus ça gratte!). La corde d'emplanture fait environ 300mm. En entrant ces valeurs dans le tableau je constate que le Reynolds de vol variera en gros entre RE:200.000 et RE:500.000(quelle chance !).

 

Mon premier critère de choix sera la Vz minimale à RE200.000 ( ou le Cz+ maximum ce qui revient au même).et je m'intéresse d'abord à ce qui se passe à l'emplanture (zone prépondérante pour la portance générale du planeur) Un premier tri avec Excel me donne les candidats suivants:

 

·         SB/11.5

·         RG8

·         S7012

·         SB98VR5

·         NACA2410

·         SB97EP

·         E224

·         RG15A

 

J'élimine de suite S7012 et SB97EP à cause de leur faible épaisseur, qui risque de poser des problèmes de solidité, ainsi que E224 et RG15A qui sont un tout petit peu moins gratteurs (quoiqu'il s'agisse là de profils fort convenables, sensiblementet meilleurs en vol dos que les autres profils présélectionnés). En examinant les coefficients Cz-/Cz+ et R/L, je constate que tous les profils restants sont bien adaptés à la voltige classique. L'analyse des coefficients Q, G5 et G2 permet de tirer les conclusions suivantes :

 

§         parmi les 4 profils restants, NACA 2410 est glogalement le meilleur en voltige. Il est légèrement supérieur à SB95/11.5 qui lui même est meilleur que RG8 et SB98VR5

§         SB98VR5 possède la particularité d'avoir une bonne réserve en Czmax ce qui peut être intéressant pour serrer un peu plus les figures ou diminuer encore la vitesse de vol en approche.

§         RG8 possède une bonne aptitude naturelle aux figures déclenchées (Décl.<0.15)

§         par contre pour avoir de bonnes performances en déclenché avec SB95/11.5 et SB98VR5 il sera indispensable d'utiliser des profils de saumon adaptés, soit respectivement TP-CIELS et SB98VS5. En contrepartie ce type de combinaison réduira légèrement les performances en gratte. Pour avoir une idée de la diminution de Cz+ on pourra interpoler les valeurs de Cz des profils emplanture et saumon.

 

Je vous évite ces calculs  et vous donne directement les résultats : plusieurs configurations relativement proches les unes des autres peuvent être conseillées , elles sont à la fois bien gratteuses et tout à fait voltigeuses:

 

·         RG8 sur toute l'envergure de la voilure sera la configuration la plus "gratteuse" mais la moins voltigeuse

·         viennent ensuite, dans un mouchoir de poche, 2 choix un peu plus à l'aise en voltige : la combinaisons SB95/11.5 à l'emplanture et -TP.CIEL.S au saumon, et NACA2410 sur toute l'envergure. Grâce à TP.CIEL.S, la première proposition devrait avoir le meilleur taux de roulis et les meilleurs déclenchés (c'est une configuration très proche de celle du F-CIEL décrit dans RCM en Mars 2002)

·         la combinaison SB98VR5/SB98VS5 est à peine  moins gratteuse et moins voltigeuse que NACA2410, mais en contre partie, elle permet des déclenchée vraiment époustouflants et a fait ses preuves sur des planeurs comme l'AIR100 d'Eric Poulain et le MÜ28 de Philippe Jambon .C'est une option tout à fait recommandable

                  

 

 

Grand planeur gratteur à ailerons seuls capable voltige classique

 

 

Il s'agit en gros du même planeur, sauf qu'il n'a pas de volet ; je m'intéresserai donc au tableau "lisse". Un premier tri sur la Vz minimale donne le classement suivant :

 

·         RG8

·         SB98VR5

·         SB95/11.5

·         RG15A

 

On note que sans volet SB95/11.5 n'arrive maintenant qu'en 3ième position. D'autre part l'analyse des coefficients Cz- G2- et G5- montre qu'en l'absence de volet, SB98VR5 et RG15A ont un bien meilleur comportement en voltige dos que RG8 et SB95/11.5.

 

Le choix final se fera donc entre SB98VR5 et RG15A sachant que personnellement ma préférence ira à une combinaison SB98VR5/SB98VS5 peut-être un chouia moins gratteuse que RG15A mais sans nul doute bien plus efficace en roulis et en déclenché

 

 

 

Grand planeur de voltige en plaine (à volets)

 

 

Il s'agit de concevoir un planeur d'environ 4m d'envergure adapté aux concours de voltige en plaine , c'est à dire avant tout capable de figures amples et majestueuses bien visibles des juges même en début de programme.

 

Il devra bien sûr être capable de voltige classique mais pas nécessairement beaucoup plus . En effet dans ces concours, jusqu'à ce jour et à mon grand regret, la formule, les critères de notation, les programmes et les juges ne cherchent à promouvoir que la voltige académique. Et il apparaît clairement qu'un planeur trop performant et trop voltigeur comme le Voltij  est souvent pénalisant pour son pilote car il le pousse à en faire trop! Dans les programmes libres les juges apprécient beaucoup les figures paisibles et classiques comme les tonneaux ou les 8 cubains bien réalisés, mais j'ai pu constater que des figures très techniques et originales comme les demi-boucles en tonneau, 8 digitals, boucles carrées avec 1/2 tonneau dans chaque facette, vrilles à plat ou déclenchés enchaînés, avaient plutôt tendance à desservir les concurrents qui les présentent, les juges semblant alors enclins à penser que ces pilotes font "n'importe quoi"! Dommage car ceci ne pousse pas vraiment à innover dans la conception des planeurs de voltige !!!

 

Pour réussir à la plaine le planeur devra impérativement avoir des ailerons et une dérive extrêmement efficace.  L'aspect gratte ne sera plus un souci puisque, le remorqueur assurant la mise en altitude , il n'y aura plus à se battre dans des pompes plus ou moins anémiques avant de pouvoir enchaîner un programme de voltige. Pour fixer les idées le planeur fera environ 4m d'envergure et 2m de long ,aura une corde d'emplanture de 375mm, et une charge alaire de 75g/dm² voire plus (ne pas oublier : quelque soit le profil, au plus c'est chargé au plus les figures seront grandes… à condition que le planeur soit toujours capable de voler!!!). Le but est de déterminer le profil et la charge alaire la mieux adaptée. Compte tenu des Reynolds de vol à l'emplanture, on s'intéressera essentiellement au tableau à RE:500.000.

 

La dimension des figures étant le premier critère , la première analyse portera sur les coefficients Q en recherchant les meilleurs couples (Q+,Q-) . Excel donne les résultats suivants :

 

·         TP28-L         (1.55,-1.64)

·         TP28-1         (1.67,-1.48)

·         TP28-60       (1.78,-1.40)

·         Ritz 1.30.10(1.81,-1.11)

·         E224            (1.88,-1.07)

·         MH43  (        1.89,-1.00)

·         SB96MU        (1.96,-0.89)

·         S7012          (2.05,-0.79)

·          

Tout autre profil du tableau présentera un moins bon couple Q+,Q- qu'un ou plusieurs des profils ci-dessus.

MH43,SB96MU et S7012 seront de suite éliminés à cause de leur épaisseur trop faible incompatible avec les techniques de construction classiques d'un planeur de 4m. Il en est de même pour TP28-60 qui pourtant présente des caractéristiques extrêmement intéressantes, quasiment équivalentes à Ritz 1.30.10 en positif mais bien meilleures en dos .Ce profil, comme MH43 d'ailleurs, pourrait être à retenir pour un planeur plus petit. Pour l'instant on ne retiendra pas non plus TP28-L et TP28-1 qui sont plutôt destinés à la voltige totale(Cz-/Cz+>0.75), mais nous reviendront plus tard sur l'intérêt de ce genre de profil pour une voltige un peu plus ludique en plaine…

 

En définitive cette première approche permet de retenir Ritz 1.30.10 et E224, mais comme je l'ai déjà préciser il est toujours intéressant d'avoir un choix un peu plus large au départ. Autour des 2 profils initialement sélectionnés on peut aussi retenir les possibilités complémentaires suivantes :

 

·         TP28-4

·         E226

·         NACA1410

·         Ritz 1.30.10

·         SB96V

·         E224

 

Les trois premiers sont assez proches les uns des autres. A RE:500.000, ils ont un Cx min moins bon que Ritz 1.30.10.qui reste donc notre référence. Mais TP28-4 qui a le meilleur DAlpha et qui a un meilleur comportement sur le dos sera un candidat très intéressant. Lorsqu'on compare les polaires avec et sans volet de ces 2 profils, on constate que TP28-4 est supérieur à Ritz 1.30.10 dans de très larges portions du diagramme. On pourrait reprocher à TP28-4 un manque d'efficacité en déclenché mais d'une part Ritz 1.30.10 ne paraît pas meilleur dans ce domaine ,et d'autre part je n'ai jamais vu jusqu'à présent, en France, ce genre de figure dans les programmes imposés de voltige planeur (mais si nécessaire, il faudra alors utiliser un profil de saumon adapté comme TPS004). E226 pourrait aussi être une alternative intéressante, d'autant plus qu'il a les meilleures valeurs de finesse.à RE500.000.  E224 , excellent en finesse également, semble pourvu de la meilleure aptitude aux figures déclenchées mais comme E226 il pourrait être pénalisé par. un coefficient DAlpha un peu faible. Quant à SB96V, malgré de bonnes valeurs de Cz , il ne sera pas retenu à cause de son épaisseur un peu faible et d'un Cxmin plus élevé que tous les autres candidats à RE500.000

 

Pour la voltige en plaine classique les 3 propositions suivantes sont donc à retenir : Ritz 1.30.10 (le plus rapide et qui peut être considéré comme la référence dans le domaine de la voltige en plaine), TP28-4 (un peu plus à l'aise sur le dos et donnant le meilleur taux de roulis, c'est un nouveau profil qui n'a jamais été essayé en vol mais qui pourrait très sérieusement concurrencer le Ritz) et E224 (un peu moins bon sur le dos que le Ritz et plus paresseux en roulis mais sans doute capable de meilleurs déclenchés ).

 

Quelques essais avec des valeurs de charges alaires différentes permettent de définir les charges alaires maximales (et donc optimales ?) compatibles avec ces profils (en utilisant le critère R/L< 7.5 à 8 ; mais la validité de cette approche est fortement sujette à caution) :

 

·         90 à 95g/dm² pour Ritz 1.30.10 et TP28-4

·         105 à 110g/dm² pour E224

 

Dernière remarque sur Ritz 1.30.10 : j'ai trouvé plusieurs version de ce profil , celle qui donne les meilleurs résultats est celle du RCM spécial profils, c'est donc de cette version que sont issues les valeurs figurant dans les tableaux

 

 

 

Grand planeur de voltige en plaine à ailerons seuls

 

 

C'est le cas typique des 2 stars de la voltige planeur que sont le Swift et le Fox.  Les caractéristiques sont les mêmes que dans le cas ci-dessus, mais en l'absence de volets on va s'intéresser aux paramètres "lisses". Par ailleurs on limitera les recherches aux profils de type voltige classique .La recherche des meilleurs couples de coefficients Q+ et Q- permet de retenir dans l'ordre les candidats suivants :

 

·         Ritz1.30.10

·         NACA1410

·         TP28-0.66%

·         E226

·         TP28-4

·         RG15A

·         SB96V

 

TP28--0.66% d'épaisseur trop faible ne sera pas retenu ; RITZ 1.30.10,NACA1410 et TP28-4 possèdent des caractéristiques vraiment très proches. L'aptitude de NACA1410 aux déclenchés paraît légèrement inférieure. Par contre, si les points de vol choisis pour construire le tableau semble favoriser RITZ 1.30.10 , l'analyse graphique des polaires montre que TP28-4 est supérieur à RITZ en de nombreux point et plus particulièrement en "lisse". E226 et SB96V paraissent  un cran en retrait du point de vue des paramètres Q et G ; RG15A présente par contre un rapport Cz-/Cz+ parfaitement adapté à la voltige classique et un Cz+ élevé qui lui permet un bon coefficient Q+ et donc de grandes figures positives lorsqu'il est bien chargé; par rapport à Ritz 1.30.10 on regrettera cependant un Dalpha faible (faible efficacité des ailerons à faible vitesse et un coefficient "Décl." un peu trop fort.

 

En conclusion les profils retenus seront Ritz 1.30.10,TP28-4 et RG15A. Il y a quelques temps ma préférence serait sans aucun doute allée à Ritz 1.30.10. Parmi les solutions éprouvées, ce profil est sans conteste le meilleur choix pour ce type de planeur . C'est d'ailleurs le profil du Swift d'Andréas Fricke avec lequel il a gagné, en 2003, tous les concours français de voltige planeur en plaine (mais je pense que cet excellent pilote a eu, sur ce résultat, une influence bien plus prépondérante que le profil. lui-même!) Mais aujourd'hui TP28-4 est certainement la solution à expérimenter. Quant à RG15A c'est sans doute le choix de la polyvalence car, comme on l'a déjà vu, il est capable de gratter très honorablement, il permettra ainsi la réalisation d'un planeur polyvalent pente/plaine à condition de prévoir, dès la conception, la possibilité de le ballaster/ déballaster facilement. Rappelons aussi que RG15A est le profil du Swift Thommys (revendu je crois par Airtech et Graupner) qui est une excellente  machine très efficace et capable d'une voltige de belle ampleur.

 

A noter qu'il ne faut pas confondre RG15A et RG15 ( ce que j'ai longtemps fait ! ), malgré la proximité de leurs noms, il s'agit de 2 profils d'épaisseurs et de performances fort différentes , RG15A étant bien mieux adapté à la voltige que ne l'est le RG15 classique plutôt décevant dans ce domaine.

 

 

 

 

Petit planeur de défoulement

 

 

 

Je souhaite réaliser un petit planeur genre 60" (disons environ 30g/dm² ou un peu moins , 1m de long, corde moyenne 160mm) et je voudrais :

- qu'il soit capable de "voltige totale", c'est à dire qu'il passe le fameux test de la boucle carrée dos

- mais aussi qu'il gratte quasiment aussi bien que le planeur de 2m20 de mon copain équipé d'un S7012 très gratteur chargé à 45g/dm²

 

Par rapport aux cas étudiés précédemment, privilégiant un aspect unique (soit gratte ,soit voltige), on aborde maintenant le domaine des profils très polyvalents pouvant, lorsqu'ils ne sont pas trop chargés, répondre à la fois aux exigences élevées de la voltige totale et être honorablement gratteurs.

 

Tout d'abord en entrant la charge alaire de 45g/dm² et en regardant les paramètres de S7012, je constate que, pour "rester à la hauteur" de mon copain, il me faudra coefficient Vz min inférieur  à 0.63. Je fais maintenant une recherche avec les critères suivants:

 

- charge alaire =30g/dm²

- Vz < 0.63

- R-/L < 8

- Cxmin le plus faible possible

 

Seuls 2 profils répondent à l'ensemble de ces critères :

 

- SB96V (plus rapide et meilleur sur le dos )

- E224 ( plus gratteur)

 

Là encore on retrouve une solution éprouvée : SB96V est, après de multiples essais, le profil aujourd'hui retenu par François Cahour pour son Quartz, son principal critère de choix a en effet été la polyvalence gratte /voltige. En diminuant la charge alaire à 27g/dm², le choix s'étendra également à:

 

·         TP28-4, juste limite en gratte mais a priori capable de très belles boucles carrées dos "vraiment carrées" et donnant un excellent taux de roulis.

·         E226, très voisin du précédent mais qu'on ne retiendra pas car il ne s'en démarque que par son Cx min plus élevé

·         SD7003 aussi gratteur mais plus rapide que SB96V , la boucle carrée dos sera moins carrée mais au vu de son Cxmin excellent c'est certainement un profil à essayer

·         MH43 , un peu plus gratteur et rapide que SB96Vmais un peu moins à l'aise sur le dos. C'est lui aussi un très bon profil peut-être plus efficace dans les déclenchés.

 

En résumé , pour vraiment assurer le coup en gratte par rapport à mon copain je choisirai E224, pour privilégier le défoulement ce sera TP28-4 , quant à SB96V il constituera probablement le meilleur compromis entre ces 2 options. Et bien sûr, à 27g/dm² ces 3 propositions répondent au cahier des charges initial.

 

J'ai  construit un planeur de ce type , équipé de la combinaison SB96V/SB96VS , je l'appelle "le Petit Bleu". Au sol, son look et son entoilage Oralight lui donnent l'air débonnaire d'un lancé-main, mais en vol ses enchaînements de boucles ventre ou dos de toutes forme et dans tous les sens en ont ébouriffé plus d'un!…. Et pourtant, je l'utilise parfois pour tester la portances de pentes douteuses…

 

 

 

 

Planeur gratteur et voltigeur de 2m40 d'envergure( quadroflap ou fullspan)

 

 

Après avoir étudié de grands planeurs de 4m ou plus, puis de petits planeurs 60 inches, venons en au cas des machines de taille intermédiaire, de 2m à 2m60 d'envergure.(soit pour fixer les idées environ 40 à 50 g/dm² de charge alaire, 1m30 de longueur et 200mm de corde moyenne). Il s'agit sans doute des planeurs de voltige les plus courants, mais malheureusement les valeurs de Reynolds adoptés pour nos tableaux sont assez mal adaptées à leur cas. A l'emplanture, le Reynolds de vol de ces planeurs varie en gros entre 150.000 et 400.000. Le tableau à RE:500.000 n'est donc pas vraiment pertinent et devrait être complété par un tableau à RE:350.000, que je n'ai pas encore eu le temps d'établir.

 

En attendant on peut avoir une idée pas trop idiote des paramètres de base Cxmin, Cz+ et Cz- à ce Reynolds, en faisant la moyenne de ces mêmes paramètres à RE:200.000 et RE:500.000. A partir de là, on pourra également calculer les paramètres R/L, Q , G et Cz-/Cz+.

Là encore le choix du profil dépendra des caractéristiques souhaitées pour le planeur: prioritairement gratteur mais aussi voltigeur, ou bien complètement dédié à la voltige totale, ou encore intermédiaire et polyvalent.

Par rapport aux études de grands planeurs le choix s'élargira à des profils de moins de 9% d'épaisseur qui cette fois seront tout compatibles de techniques de construction classiques

 

 

S'agissant d'un planeur qui doit -être gratteur, je recherche d'abord les profils à Vz minimale. Le tableau à RE:200.000 donne, en plus des profils épais déjà cités précédemment, les profils suivants :

 

·         S7012

·         SB97EP

·         SB96MU

·         RG15

·         S6061

 

On pourrait également ajouter RG12A et MH43 qui font plutôt partie des profils "polyvalents" mais qui, dans cette catégorie, sont parmi les plus gratteurs.

 

S7012 se distingue particulièrement par ses excellentes qualités de gratte, malheureusement ses performances  en vol dos ne sont pas du tout au même niveau et son critère Cz-/Cz+ est même inférieur à 0.4 ( limite que je me suis pourtant fixé pour qu'un profil soit dit "de voltige"!). Je l'ai cependant conservé dans ma liste car son Cz+ particulièrement élevé et son faible Cx min lui permettent d'avoir des coefficients G2+ et G2- meilleurs que ceux de RG15. Ce dernier profil, bien qu'il ne soit pas pour moi une référence en voltige, est cependant utilisé sur beaucoup de machines du commerce. S7012 n'avait donc pas de raison d'être éliminé. Même avec peu de marge sur le dos, il reste capable de passer la voltige classique et son très fort coefficient G2+ permet d'imaginer de très belles figures  du genre "boucles imbriquées" : Cette figure consiste à commencer une grande boucle positive, la plus grande possible ,et arrivé tout en haut de celle-ci, de tirer encore plus sur le manche pour enchaîner une deuxième boucle, cette fois-ci la plus petite possible , avant d'achever la figure par la 2ième partie de la grande boucle avec le même diamètre que dans la première partie de la figure. C'est une figure assez surprenante, sans doute plus facile à réaliser avec un planeur de F3B ou de F3F qu'avec un planeur de voltige classique. Il pourrait d'ailleurs être intéressant de comparer S7012 aux profils utilisés aujourd'hui en F3F pour voir si l'un d'entre eux n'aurait pas des caractéristiques similaires ou même meilleures sur le dos que S7012 et ne serait pas utilisable en voltige. Dernière remarque sur S7012, ce profil a été choisi pour le Cortal (plan looping permettant de réaliser assez facilement un planeur de voltige ) et par Airtech pour son Fitness.

·         SB97EP et RG15 sont légèrement moins gratteurs que S7012 et équivalents sur le dos , on ne les retiendra donc pas.

·         S6061 et SB96MU apportent par contre un léger plus en vol dos tout en restant bien gratteur en vol normal

·         S6061 que j'ai classé dans les profil gratteurs, possède également de très bons paramètres à RE:500.000 , il aimera donc allez vite et il a de plus une aptitude intéressante aux figures déclenchées (Décl.=0.08). C'est un profil très polyvalent et recommandable, c'est d'ailleurs le choix d'Airtech pour son Psycho .Ce planeur, très convaincant, brille sans problème dans les concours de voltige en plaine aux mains de pilotes comme Jean-Louis Coussot ou Jacques Michel.

 

Mon expérience avec SB96MU est un peu particulière, j'ai longtemps volé avec plaisir sur ce profil et, c'est même avec lui que j'ai commencé l'apprentissage de la voltige planeur. N'ayant alors pas d'autre référence j'en étais très content…Puis un jour, j'ai construit une nouvelle paire d'ailes avec l'évolution SB96V/SB96VS et … SB96MU est subitement devenu fade. D'accord, je ne pouvais plus voler quasiment sans un brin d'air, ni voltiger dans un pet de lapin, mais comme attendu, le vol dos était bien meilleur et les déclenchés carrément enthousiasmants. Chose curieuse et que je ne m'explique toujours pas les restitutions étaient également bien plus généreuses; ce que ni le Cx min , ni la finesse max ne laissait prévoir, alors mauvaise analyse? mauvais réglage? manque de respect du profil? allez savoir ce qui manquait à mes ailes en SB96MU…

 

Pour finir avec les profils gratteurs, il ne faut pas oublier les profils épais déjà sélectionnés pour de plus grands planeurs: SB95/11.5, SB98VR5 et RG15A .Il faut tout particulièrement citer E224 qui malgré son épaisseur possède un Cxmin tout à fait correct à RE:200.000, tout en ayant quasiment la même Vz minimale que  SB97EP et un bien meilleur comportement sur le dos.

 

Il y a quelques années Emmanuel, mon fils de 10 ans, commençait à se lasser de son 2 axes. Je lui ai alors construit un planeur d'apprentissage du vol 3 axes et de la voltige en vol de pente. La formule adoptée pour ne pas stresser le pilote était la suivante : profil porteur et épais pour monter facilement quelque soient les conditions et aussi pour ne pas prendre de vitesse excessive même en cas de fausse manœuvre, soit SB98VR5 à l'emplanture et HQ1/10 au saumon (avec un léger vrillage -positif!- en bout d'aile pour compenser un écart trop important d'Alpha0 ; j'avoue ne pas me rappeler la raison d'un choix si compliqué alors que SB98VS5 doit parfaitement faire l'affaire !). Et bien le jeune pilote était très content de sa machine : pour prendre de l'altitude il lui suffisait de se mettre en virage et de tirer presque sans vergogne sur la profondeur , il a vite compris que dans les pompes en contrant légèrement aux ailerons pour avoir les ailes un peu plus à plat, c'était encore mieux et que le principe était le même en vol dos avec la dérive inversée. Avec cette machine il a rapidement appris les figures de la voltige de base, tonneaux, retournements et autres 8 cubains, mais aussi vrilles et déclenchés. La figure qu'il affectionnait particulièrement et pour laquelle ce planeur était tout à fait adapté était la suivante: lorsqu'il y a suffisamment de vent on profite de l'énorme réserve de Czmax et du Cx élevé pour mettre le planeur en vol stationnaire face au vent en lui tirant sur la gueule et là on enchaîne les déclenchés: un coup à droite, un coup à gauche, un coup à droite,… sans perdre d'altitude !!!

 

 

 

 

Planeurs de "Voltige totale"

 

C'est bien simple, dans ce domaine il y a une référence et une seule, le Voltij à profil symétrique MG05, conçu par Marcel Guwang et produit par Aéromod.

 

Il y a bien quelques planeurs 3D comme le Kulbutin ou le Madslide mais ceux-ci n'égalent pas le Voltij que ce soit en vol dos bien sûr mais aussi, et c'est le plus important, dans sa capacité à multiplier les figures à faible vitesse et sans perte d'altitude. Les débattements extrêmes , dits 3D, de ces planeurs sont cependant une curiosité intéressante qui permet quelques figures exotiques et surprenantes mais ces débattements doivent également pouvoir être adaptés sur un planeur de type Voltij. Parmi les précurseurs dans l'expérimentation de profils symétriques il faut également citer le Satanig et le Satabras, décrits dans Looping il y a quelques années déjà …

 

A mon sens, en planeur, "la voltige totale" est encore un domaine en cours d'exploration pour lequel les solutions optimisées restent toujours à définir. Un nouveau pas important a été franchi dernièrement par Jérôme Bobin et Benjamin Clamaron avec le TOONS, soit un planeur 3D de type Voltij mais d'une envergure. portée à 4m. Il fallait oser des surfaces de gouvernes pareilles! Ce que Jérôme et Benjamin n'ont par contre pas oser, c'est le profil symétrique; pour un premier pas dans ce domaine, ils ont sagement assuré le coup avec un bon vieux Ritz 1.30.10. Et c'est Andréas Fricke qui a tout récemment franchi ce cap avec un TOONS à profil MG05 ….que j'espère voir voler bientôt.

 

De mon côté , après la saison 2003 de voltige planeur en plaine, j'ai entamé la conception d'un nouveau planeur spécifiquement dédié à cette discipline mais aussi capable de la faire un peu évoluer. Cette démarche m'a amené à proposer toute une série de nouveaux profils typés "voltige totale", la série des TP28, dont voici la génèse.

 

Il faut tout d'abord préciser que je ne participe pas moi-même aux concours de voltige en plaine. Le pilote de voltige, c'est mon fils Pierre, moi mon truc c'est plutôt la conception des planeurs, et à l'occasion je sers également de coach. Ainsi dans les concours, je suis avant tout spectateur, et je dois dire ,mais vous l'avez sans doute déjà compris, que je suis assez rapidement lassé par la répétitivité et le peu de variété de la voltige académique que cette discipline a tendance à promouvoir (y compris dans les programmes libres). Les sempiternels enchaînements de tonneaux et de 8 cubain m'endorment, ce qui m'intéresse avant tout ce sont les figures un peu originales ou vraiment surprenantes, ou mieux encore celles qui mettent vraiment en valeur les capacités particulières d'un planeur. C'est pour cette raison que le Voltij est le planeur qui m'enthousiasme le plus dans ces concours. C'est clairement la machine qui a le plus fort potentiel. Ce planeur n'a que deux défauts (qui n'en sont pas vraiment). Le premier, on l'a déjà vu, c'est d'être quasiment trop performant par rapport aux attentes des juges , et le second c'est d'être trop petit à mon goût, 2m d'envergure c'est un peu juste pour la plaine!

 

Jusqu'à présent, Pierre participait à ces concours avec le F-CIEL qui est, comme on l'a vu, une machine plutôt gratteuse prioritairement dédié au vol de pente ( 4m30, 68g/m², combinaison SB95/11.5,SB97EP,TP-CIEL-S). A la plaine ce planeur présente une bonne marge en Cz+, qui autorise de splendides boucles carrées ou triangles (R+/L<5), il est également capable d' un vol tranche très démonstratif. Mais pour une meilleure adaptation à cette discipline on pourrait souhaiter des figures de plus grandes amplitudes, un meilleur amortissement longitudinal, des renversements moins délicats, et un taux de roulis encore plus élevé. D'où l'idée de construire un nouveau planeur spécifiquement adapté à la voltige en plaine.

 

Par rapport au F-CIEL notre nouveau planeur se devait donc d'être à la fois capable d'une voltige de plus grande amplitude (meilleur Cxmin et plus forte charge alaire), mais aussi comme le Voltij d'un taux de roulis "intéressant"(excellent DAlpha et envergure plus faible) ainsi que de figures, telles que la boucle carrées dos ou le huit digital, susceptibles de réveiller les spectateurs endormis(excellent Cz-) Par rapport au F-CIEL on peut ainsi imaginer un planeur d'une envergure réduite à 3m70 ou 3m90 environ et d'une charge alaire d'au moins 75g/dm², la longueur de fuselage devrait par contre rester inchangée soit à peine plus de 2m. Le choix du ou des profils devra prioritairement optimiser le Cxmin à RE:500.000 mais aussi favoriser une bonne aptitude aux figures déclenchées. Les autres exigences concernant l'amortissement longitudinal, la facilité des renversements et le vol tranche n'interviennent pas dans le choix du profil mais ont plutôt une influence sur la conception fuselage/ dérive/stabilisateur, c'est un autre problème qui ne sera pas abordé ici.

 

Pour le profil, la première idée a été d'utiliser MG05 (éventuellement un peu épaissi côté emplanture) , mais l'examen des polaires a montré que ce profil, initialement conçu comme profil de stab, n'était peut-être pas parfaitement adapté à une utilisation à Reynolds élevé sur la voilure d'un grand planeur de voltige en plaine. On constate en effet que si MG05 possède un Cxmin tout à fait honnête à RE:200.000 (soit  Cxmin = 0.87, tout comme Ritz 1.30.10), celui-ci se dégrade sensiblement lorsque le nombre de Reynolds augmente ( à RE:500.000 on a  Cxmin = 0.65 au lieu de Cxmin = 0.54 pour le Ritz, soit une dégradation de plus de 20% ). Curieusement ce phénomène est encore plus important dans la zone des faibles incidences/faibles Cz , ce qui est d'autant plus pénalisant pour notre utilisation. En conclusion ce qui marchait fort bien sur le Voltij risquait de ne pas être aussi satisfaisant sur un planeur de plus grande taille dédié à la voltige en plaine pour lequel les qualités de prise de vitesse sont un critère essentiel. Ce constat m'a poussé à me lancer dans l'étude d'un profil mieux adapté à ce besoin spécifique.

 

Ce travail a abouti à proposer toute une série de profils destinés à la voltige totale. Il y a là, soit des profils symétriques du genre MG05, soit des profils à très faible courbure (entre 0.5 et 1%) capables dans une utilisation à la pente d'être quasiment aussi bons sur le dos que MG05 mais encore meilleurs pour la gratte en vol normal. Tous ne sont pas adaptés à de grands planeurs mais leur comportement d'un point de vu Cxmin à RE:200.000 est systématiquement meilleur que celui de MG05 (ou même que celui d'un profil plus classique comme SB96V). Ces profils paraissent cependant avoir de piètres qualités dans les figures déclenchées, j'ai donc également étudié quelques profils de saumon destinés à leur être associés. Voici un résumé succint  des qualités que l'on peut attendre de ces profils:

 

Ø       TP28-L et TP28-opt sont des profils symétriques. TP28-L est le profil que j'ai retenu pour mon futur planeur de voltige en plaine, il aime les Reynolds élevés et est donc bien adapté aux grands planeurs jusqu'à près de 4m et 75g/dm²(en construisant solide!) TP 28-opt est lui, de par son épaisseur, plutôt destiné à des planeurs de moins de 2m80 d'envergure. Ce sont tous deux des alternatives intéressantes à MG05. Pour les Re supérieurs à 200.000 leurs polaires sont en tout point du domaine meilleures que celle de MG05! TP28-opt pourra notamment être utilisé à l'emplanture d'un planeur de la taille du Voltij , au saumon on aura par contre intérêt à conserver MG05 qui donne d'excellent résultat à faible Reynolds.ou encore TPS004 8.2%-0% si on veut améliorer les figures déclenchées.

Ø       TP28-opt-0.66% est un profil à faible courbure, doté d'un excellent Cx min à RE:200.000 il est tout particulièrement destiné à des petits planeurs de moins de 2m50 d'envergure qui avec une charge alaire allant jusqu'à 45g/dm² passeront aussi bien la boucle carrée dos que le Voltij tout en étant plus rapide et en grattant nettement mieux dans le petit temps.

Ø       TP28-60 gratte encore mieux (aussi bien que Ritz 1.30.10 tout en étant bien meilleur sur le dos), il "aime bien" les Reynolds un peu élevés mais son épaisseur un peu faible limite son utilisation à des envergures nettement inférieures à 3m. Je ne suis pas sûr que ce profil ait véritablement un avenir.

Ø       TP28-4 est par contre un profil très intéressant ,il gratte un petit peu mieux que Ritz 1.30.10 mais vole beaucoup mieux sûr le dos. Accélérant presque autant que Ritz 1.30.10, il devrait permettre la réalisation de planeurs "voltige totale" ayant, une certaine polyvalence pente et plaine (en fonction du ballast), un planeur de 3m50 d'envergure devrait passer la boucle carrée dos jusqu'à 60 à 65 g/dm² et gratter correctement (en tout cas au moins aussi bien qu'un Ritz1.30.10) surtout si on l'allège un peu.

Ø       TP28-1 et TP28-6 sont en quelque sorte des profils intermédiaires entre TP28-L et TP28-4. TP28-1 a un Cxmin égal ou meilleur que celui de Ritz 1.30.10 mais son Cz+ est un peu faible, si jamais il a un intérêt ce sera uniquement pour la voltige en plaine. TP28-6 pourrait avoir le même type d'utilisation que TP28-4 "voltige totale polyvalent pente /plaine" , tout en étant capable d'accepter un peu plus de ballast à la plaine (mais bien sûr il faudra en enlever un peu plus à la pente pour tenir dans le petit temps!)

 

Ces profils à faible courbure pourront être associé à TPS004 ou TPS4-8.2ù au saumon afin de favoriser les figures déclenchées.

Précision importante : tous ces profils ne sont pour l'instant que des études théoriques, ils n'ont jamais été essayés en vol! S'ils sont sur le papier plus performant en de nombreux points que leurs références MG05 ou Ritz1.30.10 , ils risquent aussi d'être plus délicats à régler , en particulier le dosage du couplage profondeur => volets risque d'être un peu plus pointu. Tout cela sera à voir en vol.

 

Pour compléter ce travail, j'ai recherché s'il existait des profils du même type dans la base de données Profili. J'y ai trouvé les profils suivants :

o        Rs001t10 , profil symétrique voisin de TP28-L ou TP28-opt, il est cependant pénalisé par un Cx min élevé à RE:500.000. A réserver à de petits planeurs 3D

o        SD8020 , contrairement au précédent ce profil ne semble intéressant qu'à Reynolds élevé . A réserver à l'emplanture de grands planeurs

o        Rs001m60 profil à faible courbure voisin de TP28-0.66% mais pénalisé par un Cx plus élevé quelques soit le Reynolds. Il reste sans doute intéressant pour un petit planeur 3D

 

Je n'ai malheureusement aucune idée de ce que donne ces profils dans la pratique.

 

 

Planeur polyvalent de 2m40 (fullspan ou quadroflap)

 

Entre les planeurs plutôt gratteurs et les planeurs carrément "voltige totale" il y a place pour des planeurs polyvalents capables de se comporter très honorablement dans la plupart des circonstances, ce sont en fait les planeurs de voltige les plus courants.

 

Pour cette utilisation on pourra sélectionner des profils ayant un Cz+ compris entre 1 et 1.1. L'examen de la liste des profils répondants à ce critère montre que celle-ci contient à la fois des profils que nous avons déjà choisis pour notre petit planeur de défoulement ainsi que quelques profils plutôt gratteurs mais possédant de bonnes capacités en voltige.

 

        

Un tri un peu plus poussé sur les gritères G et Q nous permet d'affiner notre choix:

 

 

 

COORDONNEES DES PROFILS TP

 

CONCLUSION

 

 

Ce tour d'horizon sur les profils de voltige planeur s'achève, il aura permis de comprendre que dans ce domaine le "Profil Idéal", celui qui a priori conviendrait à tous les planeurs de voltige, n'existe pas. Chaque cas d'utilisation est un cas particulier qui mérite une étude spécifique. Les différents tableaux Excel, et les paramètres qu'ils contiennent, facilitent l'approche de ce problème. Il convient de préciser qu'il ne s'agit là, que d'une approche possible parmi beaucoup d'autres. La démarche proposée ne prend en compte que quelques points sur les polaires de chaque profil, elle est donc forcément réductrice et ne saurait constituer "La Vérité" définitive sur le sujet. C'est avant tout une réflexion personnelle basée sur quelques équations de base de l'aérodynamique ,beaucoup d'approximations (voire d'erreurs), un peu de retour d'expérience et pas mal de choix arbitraires et de recettes de cuisine tout à fait discutables. Pour relativiser la valeur scientifique de ma démarche, je tiens à préciser que je ne suis absolument pas aérodynamicien et que le peu que j'ai appris dans ce domaine l'a été dans le spécial aérodynamique de RCM ! Les remarques, les critiques et les conseils seront donc les bienvenus. Et si vous avez d'autres profils à proposer je les inclurai volontiers dans le tableau.

 

Une chose est cependant rassurante : dans la plupart des cas les conclusions que l'on tire des ces tableaux recoupent plutôt très bien la réalité. et les performances observée en vol. Cette constatation me laisse donc de bons espoirs quant aux performances de mon futur planeur équipé de profils TP28…. affaire à suivre

 

 

 

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