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Réglage d’un Voltigeur léger

La géométrie des planeurs adaptés à la voltige résulte d’une “sélection naturelle”. Qu’ils soient de conception personnelle ou du commerce ils se ressemblent tous mais chacun est un compromis différent selon type de vol recherché : balistique dans un grand volume, lent dans un petit volume ou polyvalent. Les principes théoriques de mécanique du vol déjà exposés ICI sont les mêmes pour tout ce qui plane et dans tous les cas les réglage personnalisés du centrage aux débattements de gouvernes améliorent le ressenti de pilotage.

Ces quelque recettes supplémentaires de conception et réglage appliquées aux planeurs de voltige ont fait leurs preuves :

1/ Le choix du planeur

Le choix du voltigeur adapté à la pente se fait en général sur deux critères :

L’encombrement : l’envergure du voltigeur est choisie selon le volume de la pente disponible : assez grand pour profiter du cadre de vol, mais pas trop pour pouvoir aligner les enchaînements. Parmi les planeurs que j’ai dessiné le format de 2m50 comme l’ AR-X  est taillé pour la voltige de proximité sur un grand dénivelé (>100m) ou une falaise mais quand il faudra voltiger sur une pente plus petite (50 mètres) à l’échelle d’une plage de portance étroite, un planeur de 2m10 mètres d’envergure, Oscar  est celui que j’utilise le plus. Sur un dénivelé de 15m  l’Ahi fera beaucoup plus dans un mouchoir.

La charge alaire : Assez lourd pour bien restituer sa vitesse dans un grand volume ou assez léger pour voltiger dans une petite boite et remonter du trou en spirale. Dans tous les cas il est ballastable pour adapter le vol à la Vz et au volume de la plage disponible. Valeur courantes pour un voltigeur léger de 2m10 : léger (33gr/dm2) dans une Vz faible, ballasté à 36gr/dm2 dans une Vz confortable, 40gr/dm2 et plus dans un vent > à 20 km/h. 

2/ Longueur des manches / habitudes de pilotage

Pour un pilotage réactif les débattements utiles dépendent de la longueur des manches (3 cm avec des gros doigts c’est un maximum), et à la façon de les bouger, c’est aussi une question de goût : certains pilotent près du neutre du manche avec de gros débattements, d’autre trouvent plus de précision en utilisant toute la course du manche avec moins de débattements.

3/ Plage de centrage neutre

On dit parfois “un centrage avant favorise la rotation au sommet du renversement ” , c’est vrai lorsqu’on débute avec un planeur pas conçu pour voltiger ou mal réglé : il demande alors une correction de trajectoire après chaque prise de vitesse, remonte en palier, lève le nez sous l’effet d’une rafale ou d’une turbulence et consomme beaucoup d’énergie. Le centrage neutre est recherché au test de piqué selon la méthode exposée ICI. Une plage de centrage large est obtenue avec un “volume de stab” 0,4 à 0.5 permet un réglage souple proche du neutre.  Les paliers ventre sont rectilignes en lâchant le manche.

Le réglage est affiné avec un vol dos très peu soutenu à la profondeur . 

  • Il est sécurisant d’avoir un planeur réglé pour garder à la fois son assiette en vol ventre et en vol avec une très légère tendance à piquer lorsque le manche est au neutre, avec le pouce qui garde une pression sous le manche. (en “rendant la main” pour éviter le décrochage) 
  • Maniabilité améliorée pour moins de débattements. (toujours la chasse à traînée) :
    • meilleur taux de roulis : moins de perte d’énergie pour tourner le tonneau, facettes plus marquées.
    • sur l’axe de tangage : les figures a forte charge passent mieux : boucle carrée, dent de requin, humpty bump, Poisson, huit vertical…
    • Déclenchés plus vifs et vrille plus précise.
    • Détection des thermiques : quand le planeur est au trou sous les pieds du pilote l’accélération horizontale à l’entrée dans la bulle est plus lisible, c’est bon pour remonter.
  • Finesse/restitution : la réduction du V longitudinal diminue la traînée du fuselage, la profondeur est plus précise et ne décroche pas sur les ressources sèches à fort taux de charge d’une boucle carrée et le planeur rebondit mieux.
  • Et comme un voltigeur se le permet souvent avec un peu de bouteille, reculer encore un peu plus le centrage réduit la perte d’altitude par tour de vrille. Une bonne saison de vol ne sera pas trop longue pour trouver le bon compromis de centrage ! Il faudra bien connaître le planeur et adapter ensuite les réglages de gouvernes au centrage pour le bon compromis entre voltiger et remonter du trou en phase spirale.

Nota : Le centrage par défaut est calculé avec précision en entrant les mensurations du planeur sur “Predim rc lite“*. Chacun peut choisir une marge statique de départ compatible avec ses habitudes. J’opte pour une marge faible (2 %) qui donne selon le volume de stab de mes voltigeurs un centrage voisin de 40% de la corde moyenne et assure un premier vol en sécurité avec un planeur d’emblée très maniable.

Après avoir centré le planeur je commence par adapter les débattement standard des gouvernes sur la “phase voltige” qui sera ensuite copiée pour servir de base à d’autres configurations de vol.

4/ Les débattements de gouvernes en "Phase voltige standard"

Cette phase standard est aussi adaptés à la voltige balistique.

Dans un premier temps je n’utilise pas ou peu d’exponentiel, les débattements obtenus sur chaque fonction (profondeur, direction, ailerons et courbure) par une courbe de programmation en 3 points. servent de base pour régler ensuite les débattements de la “phase grand débattements” et la “”phase gratte” sur une courbe en 7 points.

                                                                                                                 Courbe de programmation linéaire en 3 points.   —>

4.1 ROULIS : ailerons et volets

Le planeur doit être très agiles en roulis : Le tonneau rapide tourne le plus vite possible manche en butée, dans une Vz moyenne, sans prise de vitesse préalable (en 0,5 seconde pour une envergure de 2 mètres) et avec une perte d’altitude minime.

  • L’allongement de l’aile est modéré. (entre 10 et 12) avec effilement voisin de 0,50 à 0.60 pour allier maniabilité et finesse avec des saumons solides.
  • Le dièdre de 1 à 2° est un bon compromis gratte/voltige (avec trop de dièdre le planeur n’est pas neutre sur l’axes de roulis et le tonneau barrique).
  • Ailerons débouchant au saumon et articulés entre 25 et 30% de la corde de l’aile.
  • Une évolution de profil d’aile plus épais au saumon que à l’emplanture favorise le décrochage du bout d’aile. (mise en vrille, déclenchés)
  • Ailes et grandes gouvernes rigides (la souplesse absorbe l’énergie du planeur).
  • Puits, boîtiers de servos et timoneries indéformables.

L’aresti , taillé pour la voltige balistique. 

4.1.1 Les ailerons

Montage des servos d’ailerons : Je ne décale pas les bras de servos. Si c’est sensé avoir des ailerons plus efficaces lors des atterros turbulents, cela introduit aussi un différentiel parasite à l’utilisation des volets dynamiques et du snap-flap.

Débattements : en général autour de 25° dans chaque sens en voltige classique, 20° suffisent en voltige balistique.

Le différentiel est proportionnel à la cambrure du profil.  Sur des ailes à faible allongement (10 à 12), des profils peu cambrés (1 à 1,25 %) et un vol rapide le lacet inverse est presque inexistant sans différentiel. En voltige le but de ce réglage est de ne pas désaxer le tonneau :

  • Il se règle sur le seuil de pente en le faisant passer le planeur devant soi en pallier trimé à sa vitesse de finesse max.
    • D’abord par des ordres répétés à 30° d’inclinaison aux ailerons seuls sans que le planeur change d’assiette longitudinale. Vu de derrière il faut mettre du différentiel s’il baisse la queue ou le réduire s’il lève la queue
    • Puis en tonneau à vitesse de rotation rapide : il  ne doit pas se désaxer car si le fuselage brasse l’air il traîne et ralentit la rotation, on économise alors cette énergie en mettant du différentiel si le planeur lève le nez pendant le premier 1/4 de tonneau. Si au contraire il lève la queue on réduit le différentiel.
    • Ensuite affiné en ralentissant la vitesse de rotation du tonneau.
    • Enfin en tonneau lent un différentiel bien réglé permet de tourner dans l’axe avec un minimum de correction à la direction.
  • Pas de différentiel en phase voltige sur un profil symétrique.

Observation : Avec un profil symétrique la voltige se passe de différentiel, si le tonneau barrique il faut vérifier le calage d’incidence de l’aile : une assiette queue haute ou basse désaxe le tonneau. Il faut alors modifier seulement l’incidence de l’aile par rapport au fuselage qui doit être à 0° pour un profil symétrique. C’est aussi valable pour les profils cambrés :  0,2° d’incidence pour un profil cambré à 1% (Ritz 1.30.10, TP 69-1%,TP, SC17V/VS) 0,5° pour un profil cambré à 1.25% (SB 96V/VS, RG 12…

Oscar : voltigeur thermodynamique de relief
4.1.2 Les volets couplés aux ailerons

Débattement et montage des servos de volets : avec un taux de mixage aileron>volet de 60 à 80% on obtient facilement un débattements efficaces de +/-20° à condition de ne pas décaler le bras de servos de plus d’un cran.

Sur les volets comme sur les ailerons, pour garder un différentiel constant sur toutes les valeurs de courbures, (pilotage 4 axes) faut éviter tout décalage du bras de servos et l’articulation de la timonerie sur le guignol doit se faire dans l’axe de la charnière de gouverne.

4.2 TANGAGE : profondeur et volets

La longueur du bras de levier de stab est un compromis : court pour un planeur vif en tangage et vol lent, long pour des trajectoires tendues en voltige dynamique. Sur les voltigeurs mis en équation, le rapport moyen Bras de levier/corde moyenne de l’aile calculé avec les mesures reportées sur “prédim rc” se situe approximativement entre 4 en voltige dynamique et 3 en voltige lente.

4.2.1 La profondeur

Le servo de profondeur est le talon d’Achille du voltigeur. Son montage soigné en utilisant 100% de sa course permet d’utiliser le couple maximum et un neutre précis. Gare à la panne : il est prudent de le surdimensionner.

Débattement : 10 à 12mm dans chaque sens suffisent suivant le pilote pour un stab pendulaire en voltige classique. 

4.2.2 Les volets dynamiques et snap-flap

Le snap-flap (mixage profondeur>volets et profondeur>ailerons) est utile pour le vol dos et l’effet de rebond sur un virage sur la tranche ou une ressource. (chandelle, renversement, humpty bump, dent de requin, boucle carrée) En pilotage traditionnel son usage est simplifié mais il en faut peu : 2 à 3° sur le ventre et un peu plus sur le dos suivant la cambrure du profil. Avec plus de débattement le snap-flap traîne et freine le planeur, il doit alors être débrayé pour les figures incluant tonneaux, déclenchés et vrilles et cela conduit à une manipulation répétitive d’interrupteur.

  • Sur un profil symétrique le débattement est le même des deux côtés.
  • Sur un profil creux le vol dos demande plus de débattement que le vol ventre.

Bien entendu, les volets sont vers le bas pour les configurations de vol ventre et vers le haut en vol dos.

 Les volets dynamiques en pilotage 4 axes : (mixage courbure>volets et courbure>ailerons. Je n’utilise pas de mixage courbure> profondeur sur un voltigeur) 3 à 4° sur le ventre, un peu plus en vol dos avec souvent un différentiel de 1 à 2° (plus de débattement sur les volets que les ailerons en vol ventre comme en vol dos). Le ressenti qu’ils procurent permet un dosage intuitif car il adaptent manuellement le profil à la vitesse du planeur, à la portance de la pente et à l’amplitude des figures sur le dos comme sur le ventre. Utilisés, seuls ou en complément de petits débattements de snap-flap qu’ils renforcent à bon escient, ils freinent moins le planeur que le snap-flap seul.

Le “Psycho”: kit assemblé en 1993 a un bras de levier avant court qui permet de le motoriser sans prise de poids avec un empennage plus grand et allégé. Les ailerons full-span sont remplacés par des gouvernes quadro-flap. L’utilisation des volets dynamiques dope ce joli planeur robuste à profil S 6061. Passé de mode il restera une valeur sure trouvée en occasion à bas prix. Il serait intéressant de voir renaitre une version revisitée chez son fabricant qui renouvelle régulièrement sa gamme.

Nota : En creusant le profil pour remonter du trou, l’utilisation des volets dynamiques permet de se passer de la “phase gratte”.

4.3 LACET : dérive et maître couple fuselage

4.3.1 La dérive :

Un débattement de 40° des deux côtés avec -30% d’exponentiel favorise les déclenchés, la vrille et permet de botter les renversement plus tard.

  • En voltige lente : grand débattements avec beaucoup d’exponentiel pour garder de la précision autour du neutre et moins de débattement sur la première moitié de la course du manche.
  • En voltige balistique moins de débattement, pas ou peu d’exponentiel.
4.3.2 Le maître couple du fuselage

Situé entre le CG et le bord d’attaque. Une bonne hauteur permet de mieux marquer les facettes et les appuis sur la tranche, mais trop haut il freine le planeur. L’épaisseur du cockpit est réduite pour diminuer la traînée (surface mouillée), mais sans excès pour la beauté de la silhouette.

 Un faible dièdre, un profil symétrique, des ailes effilées (peu de surface au saumon), et un centrage reculé sont un plus dans ces configurations de vol.

 l’Ahi : un fuso en forme de poisson pour une finesse de moineau. Qu’importe, il est conçu pour voler dans un tout petit volume !                        – –>

4.4 Courbure négative sur un profil creux

Pour améliorer les déclenchés et la vrille ou voler dans la survente sans ballaster, une courbure négative de -1 à -2° sur toute l’envergure peut être attribuée à un inter ou curseur latéral.

4.5 Les crocos

A partir de 2 mètres d’envergure les volets sécurisent l’attérrissage en ralentissant le planeur. En crocodile 40° de volets vers le bas et ailerons relevés de 10 à 20° suffisent pour assurer une bonne pente en finale, ralentir et poser court sans perte de maniabilité.

Mixage crocos > profondeur par une commande proportionnelle. En finale, dans la turbulence, le planeur doit pouvoir s’inscrire sans accélérer sur angle d’approche régulier de 45°. Même centré neutre, l’effet cabreur des volets à la sortie des crocos est d’abord prononcé sur les 10 premiers degrés puis décroît. On programme sur ce mixage crocos > profondeur une compensation de profondeur à piquer (4 à 7 mm) sur une courbe en exponentiel inverse : beaucoup de compensation à la sortie des volets et sur le premier 1/3 de course du manche d’aero-frein  avec un effet dégressif sur la suite. (le manche de gaz en pilotage conventionnel ou 4 axes)

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Une seule phase de vol peut couvrir toutes les situations en pilotant la courbure aux volets dynamiques et avec un snap-flap débrayable. Suivant le planeur et les habitudes du pilote ce sera la Phase voltige standard ou la phase grands débattements.

Ajouter d’autre phases, sans être indispensable, permet de s’ adapter au cycle de la pente pendant un vol long. Elles sont regroupées sur un inter 3 positions au contact du majeur pour une manipulation réflexe instantanée en aveugle : “phase grands débattements” et “phase gratte”. Les débattements de ces phases de vol supplémentaires seront définis à partir de ceux de la “Phase voltige standard”.

5/ Phase "grands débattements" pour la voltige lente

Le pilotage de l’Ahi m’a fait découvrir l’intérêt d’une phase grands débattements que j’ai vite adaptés à mes autre voltigeurs. Ils demandent beaucoup d’exponentiels sur toute les voies pour garder une précision autour du neutre des manche cohérente avec les autres phases de vol.

Sur les deux premiers tiers de la course de manche les débattements sont quasi identiques à la phase voltige, puis maximum sur le 3eme tiers. C’est obtenu par une courbe en 7 points modulable sur toute les voies. (profondeur, direction, ailerons)

  • Ailerons 35° de débattement dans les deux sens modérés sur les deux premiers tiers de la course du manche. (courbe par points ou simple courbe exponentielle)
  • Profondeur 30 à 40° sur une courbe par points : débattement classique de 10° indentique sur les 3 phases entre le neutre du manche et les 2/3 de sa course, puis un grand débattement sur le 3eme tiers, jusqu’à 40°manche en butée.
  • Direction plus de 40° dans les deux sens modérés sur les deux premiers tiers de la course du manche. (courbe par points)
  • Snap-flap seul : 3° . (débrayable pour la vrille et les déclenchés). Très peu ou pas du tout avec de grands débattement de volets dynamiques.
  • Volets dynamiques : jusqu’ 10° en pilotage 4 axes.
  • Courbure négative pour un profil creux : -1° sur toute l’envergure, attribuée à curseur latéral pour voler dans la survente sans ballast, et pour figures déclenchées et vrille.

Le Svolasso et les planeurs de voltige 3D ou voltige extrême : peu importe les qualificatifs, le planeur est un outil qu’il convient de mettre à sa main pour repousser ses limites avec un matériel fiable. Sa prise en main est prudente et la remise en question du pilote “moyen” que je suis sera plus longue ou limitée pour exploiter son potentiel. Le flip, comme la bouclette au sommet d’une ressource, est intéressant dans un enchainement. La vrille à plat peut être rapidement assimilée si elle est placée haut et loin en figure isolée, mais l’intégrer dans un programme de voltige de proximité c’est une autre histoire ! Cela ne doit pas faire oublier l’énorme choix d’enchainements réalisables avec un voltigeur classique.

L’utilisation de grands débattements (jusqu’à 80° sur la direction et la profondeur) ne doit pas se faire au dépens de la fiabilité du mécanisme de profondeur. La mise au point est particulièrement minutieuse car s’il est facile d’obtenir une réponse progressive et un retour au neutre précis jusqu’à 45° de débattement au-delà c’est du tout ou rien brutal si la courbe est mal placée. Comme le conseille vivement son astucieux concepteur, le risque de flutter impose de surveiller la tension des câbles avant chaque vol. Avec une aile à structure légère et rigide à profil cambré à 1% (SC17/SC17S théorique), des flèches d’aile travaillées et son gros nez, ce planeur est une figure de style, en l’air sa belle gueule ne laisse pas insensible.

Il n’y pas de voltigeur parfait mais sur le Wifi (lien à venir), voltigeur symétrique, les volets dynamiques et de grands débattements (45° sur profondeur, 40° à la dérive, 35° aux ailerons full-span, 10° à la courbure) permettent d’évoluer dans un mouchoir sur une seule phase de vol en pilotage 4 axes. 

Robuste, compact (1m70) et léger (1000gr) pour le petit temps et ne demande pas de ballast avant 30Km/h de vent. Ce voltigeur polyvalents par définition, d’une maniabilité diabolique, est aussi efficaces en vol dos que sur le ventre, en vol lent dans un petit volume comme en vol balistique. 

Sa géométrie et l’évolution de profil TP42/TP29 facilite les déclenchés et la vrille, notablement plus précis que sur mes autres planeurs équipés de profils plus cambrés comme le classique SB96V/VS. Petit inconvénient du profil symétriques : il est plus long à remonter du trou.

6/ Phase "gratte"

Pour adapter le voltigeur aux remontées du trou en spirale :

  • Courbure : les longues remontées du trou sont plus confortables avec une courbure fixe, creusée un peu plus aux volets (5 à 6°) que aux ailerons (2 à 3°). Ce décalage de gouverne procure un petit effet dièdre qui stabilise la spirale en retardant le décrochage du bout d’aile.
  • Dérive, profondeur, et ailerons : sur toute les fonctions la phase gratte reprend les débattements de la phase voltige assagis par une courbe en 7 points correspondant à 30% d’exponentiel.
  • Snap-flap pour la turbulence (3° maximum sur toute l’envergure).
  • Volets dynamiques en pilotage 4 axes, avec ou sans snap-flap, pour augmenter manuellement la courbure en spirale serrée : 3° aux volets et moins aux ailerons.

Nota : La profondeur est trimée séparément sur toutes les phases de vol. Une phase test temporaire permet d’évaluer un nouveau réglage sans perdre l’original gardé en mémoire.

7/ Le ballast

Un planeur léger peut tourner une voltige lente dans une Vz laminaire mais papillonne dans la turbulence dès que le vent se lève. Le ballast permet alors d’adapter le planeur à l’aérologie. En changeant la clef d’aile (de carbone à acier) un voltigeur de 2 mètres peut prendre 15% de son poids, il y a aussi de la place dans les fuseaux pour immobiliser une barre de plomb.

Valeurs approximatives de charge alaire pour un voltigeur léger : 33 à 40 gr/dm2 pour 2 mètres d’envergure , 37 à 50 gr/dm2 pour 2m50 d’envergure.

  • L’augmentation de la charge alaire améliore la restitution et l’amplitude des figures.
  • Dans la turbulence bien ballasté, avec plus de vitesse le planeur est plus maniable.
  • Il est intéressant de ballaster pour voler plus vite sur une pente qui dérive.

8/ Le moteur, "c'est pas joli mais ça aide"

Lorsque la pente porte sans relâche le pilote peut centrer sa voltige sans marge à hauteur des yeux et tant que poser au trou est un challenge raisonnable le moteur est un handicap : l’hélice est disgracieuse traine et un planeur pur a une meilleure répartition des masses, il vole mieux !

Mais par portance irrégulière, hachée par les thermiques, et sur un trou ou poser est trop délicat on a tendance à évoluer plus haut en assurant une prise la terrain. Dans ces conditions, souvent la tête en l’air, le pilote ne profite pas du confort du vol de pente. J’ai toujours un planeur motorisé dans le coffre pour savourer les trajectoires à hauteur des yeux sans marge d’altitude en sécurisant les remontées sur un trou mal pavé.  

La motorisation est légère pour ne pas plomber le planeur : l’ensemble hélice/moteur/contrôleur/accu évalué au plus juste sans risque de surchauffe pendant des temps moteur courts de 10 à 15 secondes sous un angle de montée de 45°. C’est suffisant pour sortir de la dégueulante d’un dénivelé de 50 à 100m sans vider l’accu…Et mieux : filer vers une zone porteuse ou le moteur est très vite coupé pour ne pas se priver du plaisir de continuer en spirale sous les pieds. Pas la peine de se presser, c’est le plaisir (sans le risque) du vol thermique de relief, cet intermède permet d’attendre la bonne période du cycle de la pente pour voltiger.

  • Mixage moteur vers profondeur : à l’allumage du moteur, toujours au fond du trou, le planeur doit d’abord accélérer sur un court pallier avant de doser sa remontée au manche et à bonne vitesse. Le couple cabreur de l’hélice est compensé par 0,5 à 1° de profondeur à piquer. Evitez la remontée pendu à l’hélice, ça monte mal et dans une belle dégueulante la propulsion chauffe !

Un moteur peut aussi sécuriser une approche loupée ou trop basse sur un atterro scabreux. Mais pas question de lancer sur la pente un planeur moteur allumé. “Le vrai moteur du planeur reste la plage de portance !”

9/ La visibilité

Tant que le soleil est haut la visualisation est renforcée par un contraste de ton entre intrados et extrados clair et sombre : le pilote voit bien la position du planeur.  En fin d’aprés-midi, à contre-jour et le soleil dans la figure dans la lumière rasante du soir sur une une pente orientée à l’ouest, les différences de ton s’estompent, la silhouette du planeur est vague et par moment son pilote le suit mal. En volant plus près, le dièdre et la dérive aident à mémoriser les positions. Le ressenti de pilotage d’un planeur bien réglé est alors encore plus précieux !

Comme les autre, ces articles ne représentent qu’une petite partie de ce qui se fait en voltige planeur à la pente. Le sujet est inépuisable, bons vols !

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