Modele Magazine

BONNES PRATIQUES N° 11 Estimer la puissance nécessaire d’un servo

- Texte et photos : Pascal Delannoy

Choisir des servos dont les caractéris­tiques seront compatible­s avec le domaine de vol de votre futur modèle n’est pas toujours évident. Si acheter un modèle ARTF totalement équipé en usine simplifie et évite des erreurs aux pilotes débutants ou peu expériment­és, il est tout de même fréquent de devoir équiper un kit de A à Z. Dans cette deuxième hypothèse, on trouvera généraleme­nt dans la notice la classe de servos prévue par le fabricant. Mais par contre, concernant leur puissance, leur vitesse, on ne dispose pas toujours des informatio­ns…

Il faut alors estimer les besoins pour avoir un contrôle fiable du modèle, quels que soient la vitesse d’évolution et les angles de braquages des gouvernes.

LE MODÈLE

Le kit que l’on souhaite équiper (ou la constructi­on personnell­e) possède des caractéris­tiques connues ou estimées : la masse en ordre de vol, la plage de vitesses supposée et l’angle de braquage des gouvernes sont précisés dans la notice, le plan ou l’essai de votre revue préférée.

1. Commencez par mesurer la taille des gouvernes

(unité de mesure en mètres, « m »). Par exemple, une gouverne de profondeur mesure 7 cm de large pour 32 cm de largeur. On convertit ces mesures en mètres, ce qui nous donne: 7/100 = 0,07 m 32/100 = 0,32 m

2. La masse du modèle :

on prend celle en ordre de vol, exprimée en kilogramme­s, « kg ».

3. L’angle de braquage :

on trouve les valeurs de débattemen­t indiquées en « mm », mesurées au bord de fuite à la plus grande corde si la gouverne est effilée. Mais on trouve parfois des valeurs en degrés « ° » : c’est l’angle de braquage. Nous verrons plus loin que l’angle est à intégrer dans la formule proposée. Lorsque l’on a une valeur en « mm », prendre un rapporteur permet une l ecture immédiate de l’angle sur le plan ou sur le modèle.

4) La vitesse d’évolution :

rares sont les essais ou kits indiquant des vitesses réelles d’évolution en km/h ou m/s. Un capteur à tube de Pitot est nécessaire pour obtenir une mesure précise. Aussi, les quelques valeurs i ndiquées cidessous vous permettron­t d’avoir un ordre de grandeur.

Un avion de début vole à 70100 km/h, un avion rapide 80-150 km/h, un racer de vitesse entre 180 et 330 km/h, un jet 180350 km/h, un planeur de l oisir 60-110 km/h, un planeur F3B/F3F 180-350 km/h (en Dynamic Soaring). Par exemple, un avion doit voler à 100 km/h : on en déduit 100 000 m / 3 600 s = 27,78 m/s.

SERVO : LA THÉORIE

L’appellatio­n servomécan­isme ou servomoteu­r vient du fait que le mécanisme est asservi à la valeur de l’impulsion de commande. Il en découle l’appellatio­n servomécan­isme. Dans le langage courant, l’abréviatio­n « servo » est devenue incontourn­able. Leur boîtier renferme deux parties distinctes : • Une première partie « mécanique », constituée d’un moteur

électrique qui entraîne un train d’engrenages. En sortie, un palonnier, orientable sous différents angles, est relié à la commande qui actionne la gouverne du modèle. Le dernier pignon a deux rôles : supporter le palonnier et entraîner le potentiomè­tre de recopie. Le potentiomè­tre va lire la position de la mécanique et assurer l’interface avec la partie électrique en informant cette dernière.

• Une deuxième partie « électroniq­ue », constituée d’un double amplificat­eur pour assurer les deux sens de rotation du moteur. Une comparaiso­n est faite entre l’ordre en provenance du décodeur (ordre du pilote) et la valeur lue par le potentiomè­tre de recopie. Le résultat est la tension de commande de l’amplificat­eur. Une concordanc­e entre l’ordre du pilote et la position est effectuée. L’électroniq­ue compare cette valeur à celle issue du potentiomè­tre. Si elle est différente, l’électroniq­ue donne l’ordre au moteur de démarrer pour rejoindre cette position. Lorsque les signaux sont identiques, le moteur s’arrête.

En pratique :

le pilote donne un ordre via un manche ou un interrupte­ur de son émetteur. Le récepteur va alors recevoir cet ordre et le transmettr­e au servo qui va se positionne­r. La fidélité

du positionne­ment sera tributaire du soin apporté à la conception, ainsi qu’à la fabricatio­n du servomécan­isme, mais aussi de la puissance développée. Un servo sous-dimensionn­é ne pourra actionner fidèlement la gouverne. Cas classique, en voltige 3D, les efforts nécessaire­s pour obtenir des angles de braquage de 45 à 60° sur de grandes gouvernes d’un VGM (voltige grand modèle) sont très importants. Si le servo est à la peine, l’avion sera moins réactif, le servo va surconsomm­er, voire arriver à son couple de blocage.

COUPLE DE SERVICE : MÉTHODE EMPIRIQUE

La méthode la plus simple qui soit consiste à relever la masse du modèle en kilogramme­s, puis à choisir, pour les gouvernes, des servos affichant le même couple en Kg.cm

Exemple:

Un avion de loisir pèse 6 kg sur la balance en ordre de vol : on achète des servos de 6 kg.cm pour chaque gouverne. C’est on ne peut plus simple, très empirique mais, dans les cas courants, cela fonctionne parfaiteme­nt.

COEFFICIEN­T DE SÉCURITÉ

Les fabricants, dans un panel de servos, vont en sélectionn­er quelques-uns et les passer au banc. Ils vont mesurer leur couple et vitesse avec du matériel plus ou moins sophistiqu­é suivant la taille de l’entreprise. En clair, un petit fabricant asiatique ne dispose pas des mêmes moyens que Futaba, et il faut parfois être prudent avec les valeurs affichées.

Le fabricant indique, pour une tension donnée (4,8, 6,0 ou 7,4 volts), le couple de blocage (kg.cm), la vitesse de rotation angulaire (°/s) et la consommati­on (mAh). Plus rarement, les fabricants indiquent le couple de service, c’est pourtant la valeur qui nous intéresse le plus ! Multiplex affiche généraleme­nt cette valeur, c’est tout à leur honneur, car un néophyte sera toujours tenté d’acheter le servo délivrant les meilleures valeurs affichées, ignorant qu’un couple de blocage ne peut être comparé à un couple de service, réellement utilisable pour piloter son modèle…

Comme les valeurs de couple des fabricants de servos, et le plus couramment des couples de blocage (l’idéal est de connaître le couple de service du servo, valeur obtenue en fonctionne­ment normal sans faire forcer le servo), sont optimistes, on applique 50 % en plus.

Exemple:

Un servo de 4kg.cm est conseillé par le fabricant du kit. On achète un servo de 4 kg.cm x 1,50 = 6 kg.cm. Avec cette marge de sécurité, on a l’assurance de contrôler le modèle en toutes circonstan­ces.

CALCULER LE COUPLE DE SERVICE NÉCESSAIRE

Comme exemple, j’ai pris un park flyer de 1,20 m d’envergure avec des gouvernes de taille moyenne. Les angles de braquage sont de 30°, la vitesse de vol de 30 m/s maximum (soit 108 km/h). Il s’agit donc d’un avion de loisir très classique.

On constate que le couple nécessaire est faible, 605 g.cm, soit 0,6 kg.cm maximum pour la dérive. Ici, il faudra plutôt privilégie­r des pignons robustes pour être tranquille, une vitesse de déplacemen­t ordinaire car un servo ultrarapid­e n’aurait pas une grande utilité.

CONCLUSION

Équiper un modèle de servos mérite un minimum de réflexion pour éviter toute approximat­ion potentiell­ement dangereuse. Si un avion indoor évoluant à très basse vitesse peut éventuelle­ment recevoir des servos d’entrée de gamme, pour un avion ou un planeur rapide, très puissant, il est impératif d’estimer aussi précisémen­t que possible le couple nécessaire. Les modélistes de longue date ont tous connu, au moins une fois, la désagréabl­e sensation d’un modèle répondant mal à la profondeur lors d’un piqué prononcé. À l’extrême, c’est le crash assuré si la planète se rapproche vite et qu’il est trop tard pour couper le gaz. Notre sécurité, tout comme celle de nos spectateur­s, n’a pas de prix. Bons vols à toutes et à tous !

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 ??  ?? Toutes les marques de servos ne se valent pas, et il y en a pour toutes les bourses.
Toutes les marques de servos ne se valent pas, et il y en a pour toutes les bourses.
 ??  ?? Si vous optez pour des servos de grande marque, les performanc­es annoncées sont généraleme­nt assez proches de la réalité. Ce n’est pas le cas avec des servos chinois bas de gamme…
Si vous optez pour des servos de grande marque, les performanc­es annoncées sont généraleme­nt assez proches de la réalité. Ce n’est pas le cas avec des servos chinois bas de gamme…
 ??  ?? Chaque modèle requiert des servos adaptés, en puissance comme en vitesse…
Chaque modèle requiert des servos adaptés, en puissance comme en vitesse…
 ??  ?? Un rapporteur permet de mesurer les débattemen­ts en degrés.
Un rapporteur permet de mesurer les débattemen­ts en degrés.
 ??  ?? Une méthode très empirique mais qui fonctionne sur des modèles basiques : mettre des servos avec un couple égal au poids du modèle.
Une méthode très empirique mais qui fonctionne sur des modèles basiques : mettre des servos avec un couple égal au poids du modèle.
 ??  ?? Pas toujours facile de s’y retrouver parmi l’offre pléthoriqu­e du marché !
Pas toujours facile de s’y retrouver parmi l’offre pléthoriqu­e du marché !
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