La reproduction d'un modèle ancien : le Bell 47G3

Franz Planzer avec sa maquette.

Le développement du Bell 47 remonte au modèle 30 conçu par Arthur M. Young, dont le premier vol eut lieu dès juin 1943. Le modèle 30 fut le premier hélicoptère développé et construit par Bell. Cet hélicoptère présentait déjà les caractéristiques des modèles suivants : un rotor à deux pales avec pas cyclique, une barre stabilisatrice disposée perpendiculairement aux pales du rotor, ainsi qu'une structure en treillis métallique seulement partiellement carénée.

Après le premier vol du prototype le 8 décembre 1945, la production de la première version de série a débuté en 1946. Le Bell 47A était destiné à l’armée : il a été livré à l’armée de l’air américaine sous la désignation YR-13 et utilisé par la marine sous la désignation HTL-1. Presque simultanément, la production du 47B, une version civile de l’hélicoptère, avait déjà commencé. Des essais furent également menés sur une variante à cinq places – le Bell modèle 42 –, qui ne fut toutefois jamais produite en série.

La première version dotée du célèbre cockpit en plexiglas fut le Bell 47D. Le modèle D fut le premier hélicoptère produit en grande série par Bell à des fins militaires. Au sein de l’armée de terre américaine, cette version reçut la désignation militaire H-13B ou, dans un cas, YH-13C ; au sein de la marine, elle fut désignée HTL-2. Le YH-13C de l’armée de terre était un prototype de présérie d’une version ambulance ;

Par la suite, certains H-13B devaient être transformés en hélicoptères d'ambulance H-13C définitifs. Le 17 septembre 1952, un Bell 47 D-1 (N167B) a établi le record du monde, toujours valable à ce jour, de la plus longue distance parcourue (1 958,80 km sans escale) par un hélicoptère équipé d’un moteur à combustion interne, homologué par la Fédération internationale d’aéronautique. D'autres versions ont suivi. Sur le 47J « Ranger », le fuselage était pour la première fois entièrement caréné ; le 47G, équipé d'un nouveau moteur et de réservoirs de carburant supplémentaires, ainsi que ses sous-versions, a été le modèle le plus populaire de la série 47.

En Europe, le Bell 47 a été construit sous licence tant par Agusta (Italie) que par Westland Aircraft (Royaume-Uni). Le Bell 47 est ainsi devenu l’un des hélicoptères les plus répandus au monde. Au sein de la Bundeswehr allemande, 45 Bell 47G-2 « Sioux » ou Agusta/Bell AB 47G-2 étaient encore en service jusqu’au milieu des années 1970.

Au Japon, chez Kawasaki Heavy Industries, le Bell 47 a été construit sous licence à partir de 1952. De plus, Kawasaki a également commercialisé un hélicoptère dérivé du Bell 47, le Kawasaki KH-4.

L'appareil qui a servi de modèle à la reproduction du Bell 47 G3 HB-XMG, aux couleurs de l'ancienne compagnie Heliswiss, appartient à la Fondation Krista Rooschütz de Berne et est stationné à l'aérodrome d'Écuvillens (LSGE). L'original de ce Bell est en très bon état, prêt à voler, et peut être admiré de temps à autre lors de journées aériennes.

Franz Planzer est un pilote de modèles réduits qui présente depuis de nombreuses années ses modèles « super-scale » lors de journées aériennes. C'est dès les années 70 qu'il s'est lancé dans l'aéromodélisme avec les modèles Heli-Boy et Heli-Baby de Schlüter. Pour lui, tout a commencé dans le domaine du modélisme à l'échelle avec un hélicoptère Bernina Lama. Il a rapidement enchaîné avec le Rega EC145, équipé d’un JetCat PHT3, puis avec un Lama de la marque Söllner. Malheureusement, celui-ci a été perdu en raison d’un problème technique. Au cours des quatre dernières années, on a pu le voir lors d’innombrables rassemblements avec son grand Bell 429 « Susi » de la marque Alterbaum.

Lors de ses nombreuses recherches pour trouver un nouveau modèle, Franz savait dès le départ qu’il devait s’agir d’un hélicoptère électrique « scale ». Le modèle devait peser nettement moins de 20 kilogrammes afin de pouvoir être manipulé seul lors du transport et du vol ; mais il devait néanmoins avoir une taille respectable et un lien avec un modèle réel en Suisse. Très vite, il lui est apparu clairement que seules les maquettes à fuselage en treillis pouvaient répondre à toutes ces exigences, notamment en raison de leur poids. Il s’est rapidement avéré que ce serait le Bell 47 G3 de Vario. Le kit de construction du fuselage se compose d’un fuselage en treillis en acier inoxydable en quatre parties, de diverses pièces en fibre de verre avec une surface blanche, d’un huit milli-

un arbre en acier inoxydable de *mètre* d'épaisseur pour la transmission arrière apparente, un train d'atterrissage entièrement soudé, un jeu complet de longerons et le vitrage. Diverses petites pièces sont également fournies. Les charnières, les poignées de porte, le cockpit et d'autres pièces au 1/100 doivent être achetés séparément. Ne sont pas non plus inclus : la mécanique, la tête de rotor complète, les pales, le rotor de queue avec ses pales, l'éclairage, le moteur et le variateur, les composants électriques, etc.

Dans un premier temps, la coque en treillis d'acier inoxydable, la partie centrale de la coque et le train d'atterrissage ont été soigneusement préparés en vue du revêtement par poudrage. Pour ce faire, les points de soudure ont été soigneusement meulés et les autres irrégularités ont été poncées. Il a ensuite fallu un certain temps pour trouver un spécialiste du revêtement par poudrage capable de traiter toutes ces pièces à un prix raisonnable.

Les pièces doivent d'abord passer dans le bain de nettoyage, puis être séchées au four. Ce n’est qu’ensuite que la poudre peut être appliquée, puis cuite au four lors d’une deuxième étape. Si l’on effectuait cette opération en une seule étape, le liquide de nettoyage risquerait de s’infiltrer dans les tubes au niveau des soudures, ce qui entraînerait la formation de bulles lors de la cuisson. Cela supposait bien sûr également que l’entreprise de revêtement par poudre, compte tenu du niveau élevé d’automatisation actuel, dispose des moyens nécessaires pour procéder ainsi. Malheureusement, il ne reste plus que quelques petites entreprises de revêtement par poudre capables de prendre en charge ce type de travaux. N’hésitez pas à demander leur adresse à la rédaction.

Le grand avantage du revêtement par poudre pour le fuselage est que, par rapport à une peinture classique, il permet d’une part d’éviter l’application d’un enduit et d’une couche d’apprêt, et d’autre part, la résistance aux chocs du revêtement par poudre est bien supérieure. Malheureusement, cette technique n’est possible que sur des matériaux métalliques. Pendant que les pièces étaient chez le spécialiste du revêtement par poudre, le montage du système mécanique a pu commencer. Le système électromécanique de Vario ne donne pas seulement l’impression d’être très stable et robuste, il l’est réellement. Le montage s’est avéré très facile pour le constructeur, et les réglages et ajustements ont également été effectués en un temps record. Le moteur d'entraînement, un Kontronik Pyro 800-40, est monté dans la partie inférieure du système mécanique. Le variateur utilisé est le Kontronik Kosmik 160 HV. Une courroie crantée est employée pour le premier étage de transmission, ce qui contribuera grandement, par la suite, à un fonctionnement très silencieux. Les quatre servos Tausendscheiben ainsi que le servo du rotor de queue sont intégrés dans les plaques latérales du train d’atterrissage.

Une fois les pièces du fuselage revenues du traitement par thermolaquage, le train d'atterrissage a d'abord été monté afin que l'ensemble soit parfaitement stable sur la table, puis le système mécanique a pu être « assemblé » au fuselage. Lors du montage du bras arrière, il est très appréciable que cette structure en treillis ne soit fixée au châssis qu’à l’aide de cinq vis. Elle peut ainsi être démontée relativement rapidement, ce qui facilite considérablement le transport, surtout compte tenu de sa taille imposante. L'arbre du rotor de queue en acier inoxydable, muni de plusieurs roulements à billes, est monté, comme sur le modèle réel piloté, au sommet de la poutre et est parfaitement visible. La liaison mécanique avec la propulsion arrière et le rotor de queue s'effectue via des joints de Cardan adaptés, ce qui est très proche de l'original.

Pour le rotor principal, on a utilisé la tête de rotor bipale « semi-scale » de Vario, qui, comme sur le modèle réel, est montée avec la tige de Hiller et les contrepoids correspondants. Les contrepoids centrifuges à ressorts situés sur la pièce centrale n'ont aucune fonction et servent uniquement à reproduire le plus fidèlement possible le modèle réel. Il en va de même pour la barre de palettes avec ses contrepoids extérieurs. Ainsi, d’un point de vue purement technique, seules les deux pales du rotor principal à courbure en S de Vario, d’une longueur de 1 120 mm chacune, sont utilisées. Le diamètre de fixation des pales est de 22 mm, et celles-ci sont fixées à l’aide de vis M6. Le rotor de queue utilisé est la version en aluminium de Vario. Seuls le boîtier anguleux et les supports de pales en plastique ne sont pas vraiment idéaux ici.

Pour la commande à quatre points du plateau cyclique, ce sont des Futaba BLS 452 qui sont installés. Le même servo, rapide et puissant, est également utilisé pour la commande de la queue. La commande du rotor de queue est assurée par une tige en fibre de carbone. Ce type de commande permet un contrôle direct et précis du rotor de queue. Pour le système sans barre stabilisatrice, c’est le BavarianDemon HC3X qui a été installé.

Au niveau de l’articulation de la tête de rotor, les leviers de renvoi montés sur la pièce centrale de la tête de rotor font valoir leurs avantages. Celles-ci ne sont pas utilisées pour leur fonction initiale, à savoir le mélange Hiller (barre de stabilisation) vers Bell (pales du rotor principal), mais servent également à réduire mécaniquement la course de commande. Sans cette réduction supplémentaire, l'amplitude de débattement des gouvernes serait trop importante sur le système de rotor principal rigide à deux pales. Grâce à cette solution ingénieuse de renvoi de Vario, dans laquelle les leviers sont fixés à un support monté sur la pièce centrale, les servos sont nettement moins sollicités en vol. De même, la précision de l'articulation est améliorée grâce à une résolution accrue des servomoteurs.

Les ouvertures pour les portes et les fenêtres, ainsi que toutes les autres découpes nécessaires, ont été réalisées comme d'habitude à l'aide d'une « Dremel » équipée d'un disque diamanté. Les portes ont demandé beaucoup plus de travail que prévu, car les cadres ne s'ajustaient pas du tout et ont dû être adaptés en chauffant délicatement les contours de la coque. La fermeture a été réalisée à l'aide d'aimants. Les poignées de porte ne sont donc que décoratives. Mais le résultat a largement compensé tout ce travail. Une fois les membrures encastrées dans la résine et l’éclairage fixé sur le capot, le vitrage a pu être ajusté. Il faut ici faire preuve d’une concentration et d’une prudence extrêmes, sous peine de devoir commander un deuxième vitrage. Ensuite, le poste de pilotage a pu être ajusté au châssis, puis monté. L’ajustement de l’empennage horizontal et vertical n’a pas non plus posé de problèmes majeurs. Pour les faux réservoirs, un renfort intérieur en contreplaqué de 4 mm a été fabriqué et encastré dans la résine. Celui-ci assure une plus grande rigidité. Les bouchons des réservoirs ont été améliorés à l’aide de vis à l’échelle. L’évent manquant, caractéristique des réservoirs du Bell 47 G3, a été reproduit à l’aide d’un tube en laiton, conformément au modèle réel.

La peinture de toutes les pièces en fibre de verre a été réalisée avec de la peinture en spray Tamiya. Après un ponçage au papier de verre grain 600, l'ensemble a été apprêté, puis peint et enfin recouvert d'un vernis brillant du même fabricant. Bien que le constructeur de la maquette n'ait pas eu beaucoup d'expérience en matière de peinture et que les travaux aient été effectués en extérieur, le résultat est plus qu'honorable.

Le plancher du cockpit peut être facilement retiré, après avoir desserré quatre vis, afin d'accéder rapidement aux composants électroniques. L'alimentation électrique se trouve sous le plancher de la cabine. Il s'agit de la PowerBox Evolution-Spektrum, une double alimentation intégrant un récepteur à 9 canaux. Trois récepteurs satellites y sont raccordés. L'ensemble est alimenté par deux batteries Li-Lo de 7,4 V d'une capacité de 2 500 mAh chacune. L'interrupteur de la PowerBox a été installé sur le longeron arrière. Les autres éléments de commande, tels que les prises de charge des deux batteries de la PowerBox, le contrôleur de charge et l'interrupteur d'éclairage, sont montés à l'arrière de la cabine. Cela présente l’avantage de rendre ces éléments pratiquement invisibles, de ne pas nécessiter l’ouverture des portes pour accéder aux composants et de ne pas altérer inutilement l’esthétique du modèle.

D'autres travaux de finition à l'échelle dans le cockpit ont porté sur le positionnement des pédales du rotor de queue, du tableau de bord ainsi que des manettes de commande. Les travaux de montage et de peinture approfondis sur les instruments, les sièges, les ceintures et les commandes font de ce modèle un véritable « petit bijou ». Les ceintures, pédales, manettes de commande et le levier de pas, tous à l'échelle, proviennent de Vario. Mais d’autres détails du cockpit, tels que l’extincteur, la batterie de démarrage ou les pilotes, ne manquent pas non plus. Le panneau de instruments est maintenu au sol par cinq aimants puissants, ce qui permet de le retirer et de le remettre en place en quelques secondes.

La plupart des Bell 47 G3 ont leurs feux de position dans les parois latérales de la cabine. Le modèle réel choisi en dispose cependant sur des prolongements de la traverse avant du train d’atterrissage. Il a donc fallu recourir à une fabrication artisanale. Les supports en forme de goutte ont été découpés dans du contreplaqué et adaptés aux LED puissantes ; ensuite, des petits tubes en aluminium ont été enfilés sur les dissipateurs thermiques, puis collés, peints et montés dans les montants des patins. Le projecteur d’atterrissage a été adapté à partir d’un projecteur rabattable d’origine et est équipé d’une LED extrêmement lumineuse. Les LED haute puissance de 3 watts sont extrêmement lumineuses et sont commandées par l’Aurora LCU ; une batterie Li-Io de 3,6 V, 2 600 mAh sert de source d’alimentation pour l’éclairage. Les six sorties de l’Aurora peuvent être programmées librement. Les projecteurs et les feux de position sont réglés sur un éclairage continu, l’ACL inférieur fonctionne en mode stroboscopique et l’ACL supérieur en double flash.

Malheureusement, le kit ne contient pas de maquettes du moteur de propulsion, et aucun fabricant de petites séries n’en propose. L’observateur du modèle se retrouve donc face à la vue peu esthétique du régulateur ou du châssis, ce qui n’est tout simplement pas acceptable pour un modèle réduit à l’échelle. Franz ne pouvait tout simplement pas s'en accommoder ; il a donc décidé de les fabriquer lui-même en s'inspirant du modèle réel. Il a réalisé les culasses à six cylindres en bois de balsa. Des vis à l'échelle et des inscriptions viennent parachever l'aspect général des culasses une fois celles-ci peintes. Le tout a été monté sur une plaque en aluminium et installé à l'emplacement correct sur le modèle. Après les finitions habituelles et la programmation de tous les composants RC, plus rien ne s'opposait au lancement au printemps 2018, après environ un an de construction.

Dès le premier vol, une chose était claire : dans les airs, la maquette du Bell 47 G3 est dans son élément. Sans modifications majeures des réglages ni de la programmation, tout a fonctionné du premier coup. « L'appareil vole comme un grand avion d'entraînement et se montre d'un comportement absolument docile », a déclaré Franz Planzer, constructeur et pilote du modèle, après les premiers vols. Il pilote son modèle avec brio, en restant très fidèle à l'original. Le « Flüstersond » et un comportement en vol difficile à surpasser sauront certainement enthousiasmer presque tous les spectateurs lors des journées aériennes. Grâce à la propulsion électrique très silencieuse et à la mécanique « chuchotante », on entend très bien le battement des pales pendant les vols.

Avec un régime bas de 800 tours par minute au niveau de la tête, on atteint des durées de vol allant jusqu’à neuf minutes, ce qui témoigne d’un concept de propulsion efficace et parfaitement optimisé.

Un superbe modèle qui sait séduire, offrant exactement le bon équilibre entre une technologie simple mais moderne et un design exceptionnel.

« Le 8 avril 2018, j'ai pu effectuer le premier vol avec mon Bell. Il faudra encore procéder à quelques réglages fins lors des prochains vols. Cet appareil vole à seulement 800 tr/min, ce qui correspond à un régime vraiment bas, avec un son de pales merveilleux et impressionnant. Son comportement en vol est très docile et équilibré, presque comme celui d’un grand modèle d’entraînement. Dans l’ensemble, je suis très satisfait du résultat.»

Photos : E. Bürgler, F. Planzer, A. Laube

Historique : extraits de Wikipédia