Polaires comparées du S4233 et du MS3,3 136.Ce Foka est prévu pour avoir normalement une envergure de 5m60, ce qui est déjà pas mal ! Vincent et Guy ont retenu un profil que nous connaissons bien pour l'avoir utilisé souvent sur de grandes envergure: le Selig 4233. Un profil sans surprises à mon sens pour une grosse bête. Donc le master du fuseau utilise ce profil pour le karman avec un calage de 2°.
De mon côté, je voulais utiliser un profil différent, plus performant en vol lent, clairement pour pouvoir voler sur nos petites pentes de la Haute Normandie ou les conditions canons sont quand même rares. De plus j'ai décidé de prendre pas mal de liberté avec l'aspect maquette pour faire une aile qui me plait et aussi pour abandonner des solutions problématiques en vol de pente (et le stab maquette en est une!). Tout ceci donne un planeur de 6m20, avec une aile en 4 parties pour faciliter le transport. Le stabilisateur sera à volet car monter un stab monobloc de 300gr en haut d'une aussi haute dérive ne me plait pas beaucoup (la place est minime). Question profil, j'avais obtenu quelques résultats probants sous XFOIL avec comme base de travail le S4233 lorsque j'ai trouvé sur le site de M Scherrer une famille de profils qui me convenait tout à fait et qui marchait mieux (sur le papier !) que les miens. C'est ainsi que, avec l'autorisation de Matthieu, j'ai aminci son profil MS 3,3 de 15 à 13,6 % pour le faire coller au karman.
Les polaires montrent que ce profil est un poil moins fin que le S4233 mais il permet un Cz max bien supérieur et donc des vitesses plus faibles en spirale et à l'atterrissage.
Polaires comparées du S4233 et du MS3,3 136.
Mon aile reste donc un simple trapèze comme pour un Foka non modifié. Les profils sont MS 3,3-136GP de l'emplanture au début de l'aileron. Au milieu de l'aileron, le profil est une version amincie à 11%: MS 3,3-110GP. Ici se place aussi la jonction des rallonges d'ailes. Au saumon finalement on trouve le MS3,3-110GPT. L'envergure est donc de 6m20, la surface de 1,69 m² pour un allongement de presque 23. La corde centrale est énorme avec 425 mm. L'aile complète comportera 6 servos (4 ailerons et 2 aérofreins).
J'ai décidé (enfin si je ne change pas d'avis d'ici la fin de la construction) d'équiper ce planeur d'un gros moteur électrique car pour moi une grande plume motorisée représente le mariage idéal (je ne pratique pas la voltige, ni la course mais j'aime beaucoup me balader en pilotant). J'ai donc établi un savant devis de poids en me basant sur mes modèles précédents pour la construction et sur les spécifications techniques des quelques gros moteurs brushless. Je suis arrivé à un poids total tout compris entre 12kg700 et 13 kg. Ayant déjà construit 4 grands planeurs électrique, j'ai pu vérifier qu'une puissance de 125 à 150 Watts /kg donne des résultats très corrects. Je vais donc installer une puissance électrique de 13 * 125 = 1625 Watts, soit en gros 30 éléments sous 55A, facile! Petite précision importante: ce planeur sera mis en l'air de façon classique: à la pente en courant ou en plaine avec un remorqueur: ce n'est pas un électro 7!
Pour obtenir cette masse, il me faudra construire léger partout ou ce sera possible, mais il n'est pas question de faire des concessions à la sécurité! C'est pourquoi je me suis lancé pour ce planeur dans la réalisation d'un longeron moulé tout en carbone. Le constat qui m'a amené à faire ce choix est le suivant:
Sur ces grandes envergures, une aile type artisanale est la suivante:
Tout ceci donne un résultat qui vole, est solide mais trop ou alors avec des renforts mal répartis: Comparativement, les saumons sont beaucoup trop renforcés par rapport aux nervures d'emplanture et au premier mètre de l'aile qui va prendre (cf. calculs plus loin) plus de 80 % des efforts.
Donc pour ma construction, tous les efforts seront supportés par le longeron et le reste de l'aile sera construit très léger (par rapport à l'envergure !) : un poly léger de 22 kg /m^3, un coffrage samba 8/10 collé avec un taffetas de 80 g/m² et la dose de résine qui va bien. Le bord d'attaque sera réalisé directement au coffrage donc sans ajout de baguette de samba, et sans le ponçage qui va avec! Normalement ce type de construction, à type de finition équivalent, est plus léger de 10% sur une aile finie que le scénario mentionné plus haut. La balance me dira à la fin de la construction si ce pari était à faire.
Voici la géométrie retenue pour ce planeur
| Caractéristiques géométriques | ||
| AILE | Envergure (m) | 6.200 |
| Corde Emplanture (m) | 0.425 | |
| Corde Saumon (m) | 0.160 | |
| Corde Moy géom (m) | 0.273 | |
| Corde Moy aérod (m) | 0.306 | |
| Surface (m²) | 1.690 | |
| Allongement | 22.7 | |
| Masse (N) | 125 | |
| Bras de levier (m) | 1.250 | |
| STAB | Envergure (m) | 0.980 |
| Corde Emplanture (m) | 0.210 | |
| Corde Saumon (m) | 0.150 | |
| Corde Moyenne (m) | 0.180 | |
| Surface (m²) | 0.176 | |
| Surface relative gouverne % | 0.35 | |
| Allongement | 5.4 | |
| DIVERS | Cm0 de l'aile | -0.096 |
| Alpha 0 | -3.87 | |
| Incidence aile | 2.0 | |
| Vol de Stab | 0.48 | |
| Charge alaire N/m² | 74 | |
| Position du Foyer en % | 0.58 | |
| Position du Centrage en % | 0.40 | |
Quelques formules classiques sous tableur Excel me permettent de tracer la polaire des vitesses du planeur. A noter un décrochage vers 9,6 m/sec soit 35 km/h.
Et voici la polaire du planeur complet, deux points (non représentés sur le graphique!) sont à noter: la finesse maximum de 27 à la vitesse de 12,7 m/sec et le taux de chute minimum de 0,44 m/sec pour une vitesse de 10,3 m/sec.
Tout ceci doit me donner un planeur très à l'aise en spirale et dans le petit temps. Une partie assez longue de l'étude a été passée à établir un devis de poids le plus détaillé possible. Ceci a consisté tout simplement à lister tous les éléments nécessaires pour cette machine et à sommer les masses correspondantes! Je suis ainsi arrivé à un total de 12700g. Il y aura forcément des dérives d'ici la fin de la construction mais j'ai trouvé cette étape très révélatrice sur les endroits de la construction ou on peut faire 'exploser' un devis de poids: la construction des ailes! Voici mon 'budget prévisionnel', je communiquerai en fin de construction le tableau comportant le poids des différents éléments réalisés.
| Elément | Poids |
| Longerons carbone + clés d'ailes | 1400 |
| Ailes hors longerons | 3900 |
| Ailes terminées, sans servos | 5600 |
| Stab terminé + fixation | 350 |
| Dérive terminée + fixation | 110 |
| Fuseau + platines + roue | 2400 |
| Bulle + baquet | 550 |
| Moteur + variateur + réducteur | 450 |
| Cône + hélice | 130 |
| AQ propulsion 30 élts | 2000 |
| Récepteur + 2*5 Aqs réception | 550 |
| 9 Servos + câbles + inters | 535 |
| TOTAL | 12675 |
Un petit mot pour préciser d'autre choix de montage retenus sur le Foka. Cette machine est en effet destinée à devenir ma future "bête à voler" donc la construction et l'installation des composants ont été faites en ayant à l'esprit une fiabilité et surtout une accessibilité maximale! Il est dommage de voir par exemple sur une dérive de grand planeur au 1/3 un servo de profondeur bloqué derrière l'âme de dérive...
Ce planeur rentre dans la catégorie 2 (Aéromodèle de plus de 12 kgs) donc une déclaration auprès de la FFAM a été faite.
Bon, ou en sommes nous maintenant? L'avion vole sur le papier, j'ai une bonne idée de comment il va être construit, naturellement l'étape suivante est le moulage du fuselage.