Auteur/autrice : jacques

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EMS EFIS

Présentation

Après la réalisation d’un petit EMS pour les tests du moteur, j’ai développé une version plus étoffée intégrant des capteurs vitesse air, altitude et accéléromètre pour avoir un EFIS simple en plus de l’EMS. J’ai nommé ce système EMS EFIS JJR . Il a été conçu pour être complètement configurable et pouvoir s’adapter à tous les types de moteur. Il est principalement composé d’une carte d’acquisition moteur et d’une carte d’acquisition des données air associée à un écran 7″ Haute luminosité Riverdi.

La configuration est effectuée à l’aide d’un outil Excel.

Documentation et logiciels

Documentation technique du système téléchargeable ici
fiche technique EMS EFIS JJR V1_1 rev0Télécharger
Manuel d’installation EMS EFIS JJR V1.1 Rev 0Télécharger
Manuel de configuration EMS EFIS JJR Rev 0Télécharger
Manuel d’utilisation EMS EFIS JJR V1.1 Rev 0Télécharger

Outil de configuration : à venir

Firmware carte Air data : à venir

Firmware carte EMS : à venir

Prototypage Arduino

La carte Ems est basée sur un processeur ATMEGA32U4 et la carte AirData sur un ESP32S3 . Un prototype sur une base Arduino R32 (Carte ESP32 au format Arduino UNO) a été réalisé pour valider le logiciel de l’EFIS et vérifier le comportement des capteurs d’altitude, de vitesse Air et de l’accéléromètre. Ce prototype intégre un GPS et un magnétomètre

Une première série de tests à été effectuée en voiture par temps calme avec un tube de Pitot et une sonde de température placés sur le toit.

Les mesures d’altitude sont correctes le comportement de la bille est cohérent, mais le cap magnétomètre est inutilisable (Présence de beaucoup de matériaux magnétiques dans l’environnement).

Le comportement du capteur de pression différentielle MS4525DO utilisé pour la mesure vitesse a été vérifié à des vitesses faibles comprises entre 70 et 110 km/h .

Le graphique présente la mesure vitesse indiquée(IAS), la mesure corrigée en pression et température (TAS) et la mesure vitesse GPS (GS).

On observe un écart entre GS et TAS compris entre 5 et 8 km/h dans un sens (moyenne 6 km/h) et entre -1 et -3 km/h (moyenne – 2 km/h) dans l’autre sens. Si on considère qu’il y avait une brise moyenne de 4 km/h, on a donc une précision de 2 à 3 km/h . A des vitesses supérieures, la précision de la mesure est meilleure car la pression mesurée varie avec le carré de la vitesse.

Des essais ont été réalisés en vol mais ce premier prototype s’est révélé très sensible aux vibrations (notamment à cause de problèmes de connexion sur l’Arduino). On a pu vérifier le bon fonctionnement du GPS , du Gmètre et de la bille, mais pas l’altimètre ni la vitesse air. Le magnétomètre a donné des résultats très décevant : étalonné correctement sur table la précision était déjà médiocre (+/- 5 a 10 degrés) et une fois en vol le cap affiché est complètement faux (sans doute a cause de la structure métallique de l’ULM)

J’ai donc décidé de faire fabriquer une carte AirData par la société JLCPCB pour pouvoir valider le système dans des conditions acceptables et d’abandonner le cap magnétomètre .

Test carte JLCPCB

Carte reçue 1 mois après commande (délai plus long que prévu à cause du nouvel an chinois) : La carte fonctionne parfaitement (Bonne qualité JLCPCB).

Montage dans un coffret pour faire des tests dans de bonnes conditions avec en façade:

  • un bouton de commande unique et 2 voyants (pré-alarme, alarme)
  • un connecteur carte micro SD pour la mise à jour des paramètres et la récupération des données historisées.
  • un connecteur d’alimentation avec fusible, interrupteur et voyant
  • 3 connecteurs pour relier rapidement les capteurs (OAT, Température cabine, GPS…)
  • Prises statique et dynamique pour le tube de pitot

GPS double antennes

J’ai prévu dans mon système une estimation de la direction et de la force du vent avec une visualisation synthétique sur le compas.

Ce type de calcul nécessite une mesure précise du Cap. Les tests avec un magnétomètre pour la mesure du cap ce sont révélés décevants:

  • calibration complexe nécessitant de tourner l’appareil sur les 3 axes
  • précision +/- 5 à 10 ° sur table à l’horizontal
  • possibilité de compenser les écarts mais très dépendant de l’environnement et complexe à mettre en œuvre sur l’avion
  • influence de l’inclinaison (nécessite un AHRS pour être précis)

J’ai donc décidé d’utiliser un GPS RTK double antenne de type UM982. Cette technologie qui était encore très couteuse il y a quelques années est maintenant abordable (environ 125 euros le module avec ses 2 antennes et un petit bloc d’alimentation 12V/5V).

Ce module fournit le cap calculé à l’aide de la position relative des 2 antennes en plus des informations d’un GPS classique. Les 2 antennes doivent être placées à la même hauteur dans l’axe de l’avion dans un espace dégagé offrant une bonne visibilité des satellites. La distance entre les antennes doit être supérieure à 1 mètre pour obtenir une bonne précision : par exemple, pour le Gazaile, une antenne sur le tableau de bord et une derrière les sièges sous la verrière.  

Pour tester le comportement, j’ai placé le système sur une planche avec une distance de 1.05 mètre (à peu près la distance disponible sous la verrière du Gazaile).

Les tests en statique sur table donnent une précision meilleure que 1.5 degré (en théorie on devrait être meilleur que 0.5° mais les bâtiments environnant on sans doute influencé les mesures). Des tests en dynamique (système placé sur le toit de la voiture et module paramétré pour un rafraichissement à 5Hz ) donnent de très bons résultats avec un affichage de la route et du cap identique (à 1 degré près) même en virage rapide. (en rase campagne sans bâtiments). Donc le système est bien adapté à une utilisation sur un avion/ulm.

Conclusion

  • Grande précision
  • Pas de réglage nécessaire
  • Pas d’influence magnétique
  • GPS multi constellation très précis avec un temps de fix très rapide
  • Surcoût de 100 Euros par rapport à un module GPS classique
  • Mise en œuvre un peu plus complexe (alim + configuration)

AHRS : Horizon

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Tableau et Instruments

Instruments

Sonde pitot

La sonde de Pitot est réalisée en aluminium suivant le plan ci-dessous.

Les pièces sont vissées et collées pour assurer la tenue mécanique et l’étanchéité.

Instruments classiques

  • Compas magnétique 57 mm (PA700 le bon coin)
  • Bille Winter 57 mm(ULM technologie)
  • Altimètre 80 mm (Kanardia ULM technologie)
  • Anémomètre 80 mm(Kanardia ULM technologie)
  • Variomètre 57 mm (Kanardia ULM technologie)

EMS

Carte spécifiques (à l’origine EMS Simple mais devenu également EFIS. (Voir chapitre EMS EFIS)

  • Carte EMS (design perso fab. JLCPCB)
  • Carte AIR DATA (design perso fab. JLCPCB)
  • Ecran 7  » (Riverdi RVT70HSBFWN00 Mouser)
  • Cable en nappe 150 mm (Riverdi FFC0520150 Mouser)
  • Plastron écran 7″ (Impression 3D)
  • 2 voyants (Jaune + rouge) (EARU 12V Diam 8 Aliexpress)
  • Bouton encodeur (Bourns PEC09-2120K-T0012 Mouser)
  • Connecteur de montage SDTF sur panneau IP67 (Aliexpress)
  • GPS + Magnétomètre (M10 avec HMC8583 Aliexpress)
  • 1 Shunt 30A/100mV (22,5A/75 mV) (Bourns RSA30-100 Mouser)
  • Autres capteurs voir rubrique moteur.

1 Compte tour Hora mètre de secours (Aliexpress)

Matériel électrique

  • 1 Batterie 16AH/250A Odyssey PC680 (Amazon)
  • 1 Interrupteur à clé 20A (0-1-Start)  (Honeywell 84829-07 Mouser) 
  • 1 Voyant vert (EARU 12V Diam 8 Aliexpress)
  • 5 Breakers 5A (Kliston le bon coin)
  • 1 Breakers 10A (Kliston le bon coin)
  • 1 Breaker 20A (ETA 412-K14-LN2-20A Mouser)
  • 1 bouton poussoir lumineux jaune préchauffage (Aliexpress)
  • 1 bouton poussoir Rouge Stop (Aliexpress)
  • 1 capot transparent (pour bouton poussoir stop) (Aliexpress)
  • 2 Relais 40A (Cole Hersee RC400112DN Mouser)
  • 1 Porte-fusibles 2 voies ANS/MIDI 2*40 A (Aliexpress)
  • 1 Condensateur 22000 uF 63V 105°C (Aliexpress)

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Composites

Les principaux éléments en composites sont réalisés à partir de moules que se transmettent les constructeurs de Gazaile

Moules disponibles

(Moules récupérés début Juin 2025):

Gauche: train principal (inutilisé car j’avais déjà réalisé mon propre moule), Centre: capots moteur, droite: sièges (utilisés)

Winglets Avion et WingletsULM aile 1 M (Inutilisés dans mon cas car j’ai choisi de faire des saumons courts)

Gauche: Carénage roue avant pour avion (Inutilisé dans mon cas car un peu petit pour mon diamètre de roue) et V pour carénage jambe de train (utilisé), Centre: Carénage roue train principal (j’ai fais les carénages de la roue avant et des 2 roues du train principal dans ce moule), Droite: saumon empennage vertical et formes de queue du fuselage (utilisés).

Gauche et centre: Gaines air refroidissement, Droite: Cornières capot/cloison pare feu (utilisés)

Gauche: Réservoir bas, Centre: Réservoir haut, Droite: Admission pour diesel . (Je n’ai pas utilisé ces moules, je ferai les réservoirs en fin de projet )

Gauche: Cône d’hélice (Inutilisé cans mon cas, j’achèterai le cône avec l’hélice), Droite: Karman d’aile avion

Pièces réalisées

Capots : 2 couches de sergé carbone 200 g + 1 taffetas 80 g. Bandes de renfort en polystyrène 5*20 mm recouvertes d’une sergé verre de 160 g. Poids de l’ensemble 1277 + 948 gr

Sièges : 2 couches de sergé carbone 200 g + 1 taffetas 80 g. Renfort des contours en sergé carbone 200 g. Poids de l’ensemble 748+742+116+98 gr

Gaines d’air : 1 couche de sergé carbone 200 g + 1 taffetas 80 g. Poids de l’ensemble 190+144+161+96+97 gr

Carénages :

Le carénage de roue avant a été réalisé dans le moule des carénages du train principal (roue avant trop grosse pour le moule avion) . Donc 6 demi carénages fabriqués avec 1 couche de sergé carbone 200 g + 1 taffetas 80 g. Poids de l’ensemble 595 gr pour les 6 en sortie du moule. Une forme en vé 74 gr pour le carénage de la jambe de train avant.

Les 1/2 carénages sont ensuite assemblés dans les moules et renforcés avec des bandes de sergé carbone sur la périphérie et dans les zones de fixation. (288 et 296 gr carénages train principaux 260 gr carénage train avant).

Eléments divers :

  • Raccords de queue : 2 couches taffetas 80g Poids 16 + 17 gr
  • Karman empennage V : 1 couche sergé verre 160 gr + 1 taffetas 80 gr. Poids 102 gr
  • Profil de queue : 2 couches de sergé carbone 200 g + 1 taffetas 80 gr. Poids assemblé 214 gr
  • Cornières pare-feu/capot : 3 couches sergé carbone 200 g : Poids 87 gr

Retour d’expérience

Je n’avais aucune expérience en composite, les pièces ci-dessus ont été réalisées en 2 semaines. Ci dessous quelques points qui m’ont posés des soucis :

  • Gants : Les gants nitrile bleu bas de gamme acheté chez Sicomin se déchirent très facilement (surtout si on manipule des pièces en carbone polymérisées). J’ai finalement utilisé des gants de mécanicien (nitrile structurés) beaucoup plus solides (7,5 Euros les 50 chez bricodepot)
  • Echardes : Prévoir une pince à épiler pour ôter les innombrables morceaux de fibres qui se plantent dans les doigts
  • Masque : J’ai commencé avec des masques type covid mais c’est inadapté. Utiliser un vrai masque à cartouches (surtout lors du ponçage du carbone) et prévoir un aspirateur
  • Ciseaux : Le carbone et le verre se découpent bien avec un cutter et une règle ou avec des ciseaux normaux sur table, mais lorsque l’on doit couper les excédants de matière au bord des moules il faut des ciseaux micro dentés (on en trouve a 15 euros chez amazon) . Note : si on ne coupe pas au ras du moule, les couches de tissus font des vagues. La découpe avec des ciseaux normaux provoque un glissement du tissu et génère des plis et/ou des arrachements de fils. Pas de problèmes avec la micro denture la découpe est nette et sans glissement.
  • Découpe : La découpe des excédants de matière après polymérisation est très facile avec une dremel et des disques de 33 mm (18 Euros les 10 chez Bricoman) . Le disque étant très fin, cela génère peu de poussière. Par contre, il faut au préalable bien couper aux ciseaux les fibres non enduites de résine qui dépassent (cf image ci dessous) car c’est dangereux quand une fibre s’enroule autour du mandrin.
  • Ponçage : Les bords des pièces étant très agressifs, les feuilles de papier de ponçage se déchirent facilement. J’ai utilisé des bandes pour ponceuse à bande pour le ponçage des champs.

Renfort capots : J’ai galéré pour mettre en place les renforts capots.

1 ier essai: collage d’une bande de polystyrène au double face puis marouflage aves un sergé verre 160g => Décollement du double face (sans doute que la colle a été dissoute par la résine) et formation de bulles d’air .

2 ieme essai: collage d’une bande de polystyrène à la résine, attente séchage, puis marouflage aves un sergé verre 160g => formation de bulles d’air. Il faisait chaud, je pense qu’avec la réaction de polymérisation exothermique l’air présent dans le polystyrène se dilate et provoque le décollement du tissu.

3 ieme essai: collage d’une bande de polystyrène à la résine, attente séchage, puis recouvrement avec de la résine sans tissu (une bonne couche pour bien rendre étanche) et attente séchage puis enfin marouflage aves un sergé verre 160g=> Résultat OK

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Empennage horizontal

Ferrures

Les ferrures sont réalisées dans de l’aluminium 2017 de 3mm. Après une trempe fraiche, pliage sur un étau muni d’un mors arrondi (réalisé dans une cornière acier) puis détourage et perçage. Les ferrures sont ensuite traitées à l’alodine et peintes.

Note : Pour contrôler la température de la trempe fraîche j’utilise un thermocouple posé sur la plaque en cours de traitement et recouvert d’un écran pare-feu de plombier.

Note : Les ferrures d’articulation de l’empennage ont été allongées à 45 mm pour augmenter la marge par rapport au point de poussée de l’empennage et avoir la possibilité d’ôter le contrepoids. J’ai toutefois, conservé la ferrure permettant de mettre un contrepoids si besoin.

Longeron

Le longeron est composé de 2 baguettes en pin collées entre des feuilles de contreplaqué de 1,6 mm puis renforcées par une couche de carbone unidirectionnel sur les champs supérieur et inférieur. (Les baguettes sont usinées pour laisser une zone de 3 mm sur les champs pour le renfort carbone).

Ci dessous:

  • Collage baguettes
  • Collage des faces en contre-plaqué
  • Longeron prêt pour renfort carbone
  • Mise en place renfort carbone avec pressage pour évacuer un maximum de résine
  • Longeron terminé
  • Poids : 1417 gr

Nervures

Les nervures en polystyrène extrudé et les nervures en bois sont usinées en utilisant un gabarit en contreplaqué et une défonceuse sous table munie d’une fraise à copier. Des formes complémentaires sont usinées pour faciliter l’assemblage et le pressage lors du collage de l’extrados et de l’intrados.

Bord d’attaque

Le bord d’attaque est réalisé en carbone (1 bord droit + 1 gauche)

Le moule pour le formage du BA est découpé au fil chaud dans un bloc de polystyrène de 1M à l’aide de gabarits en contreplaqué. Le moulage est effectué avec un film type fleuriste + sergé carbone de 200g/m2 (2 couches) + tissu d’arrachage. La pièce complémentaire obtenue au fil chaud assure le pressage.

Après démoulage j’ai un poids total de 75 gr pour le BA gauche et 67 gr pour le BA droit : total 142 g .

Assemblage

La position des nervures est tracée sur un chantier plan. Les profils supports sont scotchés sur le chantier entre 2 règles, le longeron est positionné et maintenu par des équerres. Les nervures sont découpées pour s’adapter sur le longeron puis allégées. Les nervures larges (4cm) sont constituées par collage préalable de 2 nervures de 20 mm. L’assemblage des éléments est réalisé dans l’ordre suivant (avec séchage entre chaque étape) :

  • Collage nervures contreplaqué internes sur nervures polystyrène
  • Collage nervures sur longeron
  • Collage nervures contreplaqué en bout
  • Collage bords d’attaque carbone (avec un renfort polystyrène interne)
  • Collage CP extrados (CP dessus le chantier avec les contre-nervures chargées par des règles lestées)
  • Des cales permettent de bien plaquer le CP sur le bord d’attaque
  • Découpe de l’encoche du tab et collage de la baguette
  • Ponçage du CP sur le bord d’attaque

Malgré l’utilisation de contre nervures, j’ai des ondulations du CP. Il faisait 10° lors du collage. J’ai utilisé une bâche et un chauffage pour porter l’ensemble à 25°. Je pense que les écarts de températures pendant le séchage ont provoqué les ondes sur le CP. Je constate au fil des jours que les ondes sont plus ou moins fortes en fonction de la température et de l’humidité. Pour minimiser les défauts je décide d’ajouter des nervures intermédiaires dans les zones les plus touchées.

  • Mise en place de ferrures d’articulation avec une tige filetée (espacement pour 186 mm entre les plaque support des rotules )
  • Utilisation d’un foret bois de 5 mm allongé pour le perçage puis d’un foret bois soudé sur un embout de vissage avec une rotule de clé à cliquet pour les zones inaccessibles
  • Pointage, perçage des contreplaques et mise en place de la visserie. Les têtes des vis sont placées coté intérieur. Un fil rigide traverse les têtes de vis pour les maintenir pendant le serrage des écrous. Cela permettra de vérifier le serrage dans le futur alors que l’empennage sera fermé.
  • Collage CP intrados et ponçage du bord d’attaque (Lors du collage, j’ai préalablement chauffé l’atelier à 20° et attendu que tous les éléments soient à la même température. Très peu d’ondulations du CP cette fois)
  • L’adjonction de nervures supplémentaires a permis de bien réduire les défauts coté extrados au détriment d’une augmentation de poids
  • Poids avant mise en place des saumons 5Kg
  • Formage des saumons en polystyrène et collage
  • Ponçage et ajustement des formes
  • Recouvrement des saumons avec un tissu de carbone
  • Ponçage saumons
  • Correction des défauts de planéité au microballon
  • Marouflage extrados, intrados
  • Poids après marouflage des 2 faces: 5688 grs

Volet de tab

  • Collage de la baguette en pin et des nervures sur le CP de 1,2 mm
  • Collage de la 2ième face de contreplaqué
  • Mise en place des charnières (poids avec charnières 206 gr)
  • Les charnières sont noyées dans de la résine pour améliorer la tenue
  • Guignol de commande en carbone collé vissé
  • Marouflage des 2 faces : poids final 240 gr
  • La tige de commande en carbone (flèche Decathlon diamètre 5.5mm) est collée sur un manchon aluminium diamètre 7 mm préalablement fileté à M6 puis repercé à 5,5 pour garantir la tenue de la colle.
  • Jonction avec la commande par rotule M4 .
  • Assemblage tab/empennage
  • Perçage intrados pour la commande tab
  • Perçage longeron pour la commande tab
  • Réalisation du capot de sortie de la commande de tab

Finitions

  • Apprêt et ponçage des 2 faces
  • Poids final avant peinture

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Empennages

Empennage vertical

Ferrures et rotules

Les ferrures en acier et la ferrure aluminium supérieure sont disponibles au CSA. J’ai usiné la pièce support de rotule basse et les plaques d’appui associées.

Pour réaliser le sertissage des rotules, j’ai usiné un outil composé d’une matrice, d’une bague d’appui et d’une vis CHC suivant le plan ci-dessous.

  • Insertion rotule: matrice partie lisse coté rotule +serrage de la vis CHC
  • Sertissage: inversion de la matrice, serrage puis frappe avec un marteau (opération répétée pour l’autre face)

Partie fixe

La partie fixe de l’empennage vertical est composé d’un longeron en pin et CP de 2mm et d’un bord d’attaque en ayous reliés par des nervures en polystyrène extrudé. L’ayous provient d’une plinthe usinée et recollée pour former le bord d’attaque..

Le profil et l’emplacement des nervures sont tracés sur un chantier (1 x 1 m). Le BA et le longeron sont positionnés avec des équerres. Les nervures sont découpées à la scie a ruban et ajustées sur le chantier.

La nervure haute est évidée pour accueillir les renforts (en bois dur) sur lesquels sera vissée la ferrure portant la rotule haute de la partie mobile.

Après évidement des nervures à la scie à cloche, découpe des profils haut et bas en CP puis usinage des 2 cales de renfort basses, l’ensemble est prêt pour collage.

Après collage, découpe de nervures (forme approchée), ajustement de la forme avec une cale à poncer reposant sur les nervures en CP puis collage du revêtement en CP.

Renforcement des collages avec un congé de résine chargée, ponçage du bord d’attaque: Poids final 1,647 kg

Le saumon supérieur est formé dans un pain de polystyrène, collé sur la partie supérieure (après fixation de la ferrure haute) . Pui après affinement du profil, recouvrement avec un tissu de verre 86 g/m2.

Partie mobile

Même principe que pour la partie fixe mais, après collage du longeron avec les nervures et mise en forme à la cale à poncer, collage de la première feuille de contreplaqué.

Formage de la deuxième face des nervures, allègement des nervures, mise en place d’une baguette de renfort du bord de fuite puis collage de la deuxième face.

Renfort avec un congé de colle, mise en place des ferrures hautes et basses (vissées avec un renfort de résine chargée) et remplissage de la partie basse avec du polystyrène extrudé. Montage de la ferrure supérieure de l’empennage fixe.

Une pièce temporaire supportant le pivot inférieur est réalisée pour permettre l’ajustement en rotation de l’empennage mobile. L’arrière de l’empennage fixe est raccourci pour permettre un débattement de l’empennage mobile de 25 ° à gauche et à droite.

Au final j’ai un espace de 15 mm entre la partie fixe et mobile. Cet espace est comblé par une forme en polystyrène ajustée pour permettre la rotation tout en conservant un espace inférieur à 5mm. J’ai utilisé des disques de bois fixés sur les axes d’articulation pour ajuster la forme

Enfin réalisation du saumon partie mobile et renfort avec un tissu de verre.

Rectification des défauts de planéité au microballon , vérification de l’angle de rotation de la gouverne et pesée. On a 1728 g pour EVF et 1235 g pour l’EVM avec les ferrures (mais sans la couche finale de tissu de verre).

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Cadres et PF

Pare-feu

La cloison pare-feu est découpée à la scie sauteuse dans du contreplaqué okoumé de 18mm .

Les parties ajourées pour allègement sont remplies avec du klegecell 90kg/m3 (couches 8mm +10mm collées). Les formes klegecell sont découpées au cutter puis ajustées à la ponceuse à bande pour s’insérer précisément dans le CP de 18.

2 feuilles de cp de 2mm referment l’ensemble.

Après collage, séchage 24h à 25 °C, ponçage de finition et ajustement des encoches pour les lisses

Cadres suivants

Les cadres sont assemblés sur un panneau mélaminé recouvert de scotch . Des liteaux vissés délimitent le contour du cadre.

Après assemblage, l’ensemble est chauffé 24h00 à 25°C

Après collage de la deuxième face en CP de 2 mm, perçage de trous (3mm) pour mise à l’air libre des parties closes, application d’une couche de résine légèrement diluée à l’acétone puis nouveau passage 24 h à 25 °C j’obtiens les poids suivants:

C0: 4060 g / C1: 888 g / C2: 1345 g / C3: 1416 g / C4:1060 / C5: 1042 g / C6: 839 g / C7: 303 g / C8: 216 g / C9: 123 g / C10: 60g

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Trains

Trains

Certaines pièces des trains sont disponibles au CSA (association des constructeurs du Gazaile) : Tubes et bagues du train avant, moyeux de roues, roulement, disque de frein et silentblocs du train principal, ferrures d’ancrage.

Les principaux autres achats concernent donc les jantes, chambres à air et pneus (Ulm technologie), les sandows de suspension avant (sandow de remorque 35 mm), les étriers de frein (Amazon), de la visserie , de l’aluminium et tube 25CD4 ainsi que les matériaux composites.

Train avant
Train principal
Catégories
Trains

Train principal

Roues

Les roues format 4″400 sont constituées de 1/2 jante ULM technologie (ref 42204-0 et 42204-1) montées sur un moyeu disponible au CSA. Le disque de frein est également disponible au CSA. Les seules pièces à usiner « maison » sont les axes de roues et la rondelle aluminium de 4 mm permettant de renforcer la tenue de la 1/2 jante extérieure.

L’axe de roue est usiné dans une vis de gros diamètre de classe 12.9 soudée à l’arc à une rondelle épaisse percée de 4 trous pour la fixation sur la lame de train.

Lame

La pièce maitresse du train principal est une lame en fibre de verre (à base de fibres unidirectionnelles moulées) recouverte d’une chaussette carbone .

J’ai fabriqué un moule en 2 parties avec du CP de 15mm. La fabrication du moule est assez longue: plusieurs jours de travail.

Les 2 parties sont centrées avec des piges puis boulonnées. L’ensemble est scotché pour faciliter le démoulage. Des formes pour le pressage des couches de fibres sont réalisées avec du contreplaqué souple. Une planche recouverte de scotch sera utilisée pour encoller les bandes de fibre unidirectionnelle.

Le moulage est fastidieux ( 6H30 à 2 personnes ) avec un peu plus de 2 kg de résine SR1700, 2 pressages intermédiaires puis un pressage final.(prévoir au moins 25 serre-joints + autant de cales de pressage).

Après un jour à température ambiante, passage au four avant démoulage (24H00 à 50 °C ).

Le four est constitué d’une caisse en polystyrène extrudé de 40mm et d’un chauffage fait maison avec un ventilateur de 125 mm + élément chauffant 300 w sur un tube en PVC. L’élément chauffant est en entrée du tube, le ventilateur aspire l’air chaud , une sonde placée dans le tube permet de réguler la température. Cela permet de diffuser une chaleur douce.

Après démoulage, ébavurage et coupe à longueur, la lame pèse 6671 gr. La lame est ensuite recouverte d’une chaussette carbone. J’ai utilisé une forme en polystyrène scotchée sur une extrémité pour faciliter le passage de la chaussette. Au final, la lame pèse 6990 gr.

Perçage à 20 mm pour les axes de roues puis renfort des portées d’axe avec de la résine chargée. J’ai utilisé une rondelle large pour assurer une bonne perpendicularité de la portée qui accueillera le support d’étrier de frein.

Perçage des trous des vis de fixation des axes : Pour faciliter un perçage bien parallèle à l’axe, j’ai fabriqué un centreur spécifique qui s’insère dans l’arbre creux (cf photos ci dessous)

Freins

J’ai voulu utiliser des étriers de freins de quad (Woostar ) mais ils se sont révélés de mauvaise qualité, indémontables et lourds donc inutilisables. J’ai finalement acheté des étriers avant de pitBike .

Le support d’étrier en acier est remplacé par un support en aluminium. Pour obtenir un centrage parfait des trous filetés accueillants les axes sur lesquels coulissent l’étrier, j’ai d’abord fileté et mis en place le premier axe, puis après mise en place de l’étrier, j’ai pointé le deuxième trou à l’aide d’un poinçon calibré au diamètre du 2ieme axe. La forme du support est celle des plans d’origine mais je l’ai usinée dans une plaque d’aluminium de 7 mm puis fraisée à 4 mm afin de conserver des longueurs de filetage suffisantes pour les axes.

Ci dessous l’ensemble des pièces des étriers de frein. L’axe avant d’origine est réutilisé (vissable à l’aide d’une clé six pans creux). L’axe arrière est usiné (diamètre 10,7) avec une forme hexagonale pour une clé à pipe de 8 mm. Une rondelle de 1,5 mm d’épaisseur assure l’espacement entre le disque de frein et le support d’étrier. La mise en place de l’étrier est effectuée par positionnement sur l’axe avant (avec l’axe arrière dévissé), puis rotation pour placer l’étrier sur le disque et enfin mise en place du deuxième axe. La roue est maintenue par une vis M12.

Les supports d’étrier sont identiques coté droit et gauche. Le support gauche est perpendiculaire au support droit.

Au final, le train principal complet avec roues, pneus et étriers de freins pèse 13,1 Kg

Catégories
Fuselage

Bois

Pin d’Oregon et CP

Le contreplaqué okoumé provient de chez G.T. Bois SRL en Belgique. (8 feuilles de 1.2mm, 3 de 1.6mm,3 de 2mm,1 de 2.5mm et une plaque de 18mm pour un total de 1144 Euros). Je suis allé chercher les plaques directement à l’entrepôt (ça rentre dans un Dacia Dokker).

Le pin d’Oregon provient de la société Xilipan à Saint Nabord (Madrier de 205x105x4300) 210 Euros .

Les cernes sont très serrées mais ne sont pas parallèles aux flanc du madrier. J’ai recoupé des planches à la scie circulaire en inclinant la lame. Il y a de la perte dans les angles mais j’obtiens des planches correctes: environ 25 cernes au pouce et densité de 450 à 470 kg/m3.

J’ai procédé a des tests de résistance avec 2 des méthodes de la liasse

Méthode Colomban : Eprouvette dans étau et traction à 170 mm

  • Eprouvette 11×11 : casse à 10/11 kg soit contrainte maxi 75/83 MPa
  • Eprouvette 17.3×17.3 : casse à 40 et 41 Kg soit 77/79 MPa

Méthode Cadoux : Eprouvette 17.3×17.3 sur 2 supports espacés de 450 mm et traction au centre => casse à 60 et 65 Kg soit 77 et 83 MPa)

Les 3 tests montrent des résultats cohérents avec une moyenne de 80 Mpa. La résistance n’est pas exceptionnelle mais elle est acceptable. (Le test théorique est : éprouvette 19×19 espacement 600mm casse 60 à 75 kg soit 77 à 97 MPa, on est dans la limite basse)

Ci dessous une éprouvette de 17.3 mm (taillée dans un bord du madrier)

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Trains

Train avant

La roue avant est une roue 4″ avec axe de 15 mm (ref 4153 chez ULM technologie). L’image ci dessous présente les pièces du train avant hors roue.

Hormis le tube et le fourreau fournis par le CSA, la fourche de roue en aluminium de 6mm est la partie la plus délicate à fabriquer (partie supérieure droite de l’image).

Après une trempe fraîche, elle à été formée à la presse à l’aide d’un gabarit (une forme en demi cercle plus 2 cylindres de bois coupés à la scie à cloche fixés entre 2 planches de chêne par des tiges filetées).

Après formage, pointage des positions de perçage de l’axe de roue à l’aide d’un faux axe usiné avec une pointe à chaque extrémité . (mise en place roue avec faux axe et un coup de marteau pour pointer). Les trous étant positionnés, traçage de la forme définitive puis découpe à la scie et enfin perçage à diamètre 10mm) .

L’axe de roue avant est constitué d’une vis M10, d’une bague aluminium diamètre 15 et de 2 entretoises aluminium. La fourche est fixée sur le tube de fourche par 4 vis.

Ci dessous le train avant avec les principales pièces assemblées pour essai.