Ce maudit câble Bowden

Après plusieurs situations similaires, je commence peu à peu à comprendre le problème : la position neutre de la gouverne de profondeur dépend de la température, et ce de manière si extrême que la plage de trim de l'émetteur est à peine suffisante entre l'été et l'hiver. Cela est certainement dû au servo analogique bon marché – enfin une bonne raison d'acheter un servo numérique ! Mais loin s'en faut : je dirige le sèche-cheveux vers le TS80 à la température maximale. Le levier du servo tient sa position comme un garde britannique devant le palais de Buckingham.

Le soupçon se porte désormais sur le câble Bowden. Et voilà : en soufflant avec le sèche-cheveux depuis l’avant à travers le fuselage en fibre de verre ouvert à l’arrière, on voit le gouvernail remonter, et de quelle manière ! Le bord arrière du gouvernail dérive de 5 mm vers le haut lorsque le fuselage passe de la température hivernale (2 °C) de l’atelier à 38 °C. Rapporté au câble Bowden de 67 cm de long, cela représente un allongement de 2 mm !

Comme on le sait, la plupart des matériaux se dilatent lorsqu'ils sont chauffés. Dans le cas des barres et des tubes, on parle de dilatation linéaire ; celle-ci est, en première approximation, proportionnelle à l'augmentation de température :

Sur Wikipédia, on trouve quelques coefficients de dilatation linéaire de matériaux qui pourraient être envisagés pour une utilisation comme tiges de poussée ou câbles Bowden.

Pour une plage de température comprise entre 0 et 40 °C (utilisation par le pilote sans claquement de dents ni transpiration, en tenant compte d'un échauffement supplémentaire du modèle dû au rayonnement solaire direct) et une longueur de câble Bowden de 1 m (modèle de voilier de taille raisonnable – plutôt rare de nos jours), on obtient les dilatations linéaires suivantes :

Les valeurs calculées selon ^{la formule 1} dans la 3e colonne du tableau montrent clairement que les dilatations thermiques des plastiques peuvent bel et bien modifier le réglage et faire « dévier » le pilote (inexpérimenté). Le fil d’acier, les plastiques renforcés de fibre de verre ou ceux renforcés de fibre de carbone s’en sortent mieux à cet égard. À partir de ma mesure initiale (certes imprécise !) sur la maquette, on peut inversement calculer le coefficient de température \(\alpha\) de la partie interne du câble Bowden installée.

En réécrivant la formule ¹, on obtient : \(\alpha = \Delta l / (l_0 \cdot \Delta T) = 2 \text{ mm} / (670 \text{ mm} \cdot (38 \text{ °C} - 2 \text{ °C})) = 83 \text{ ppm} / \text{°C}\) Cette valeur se situe entre celles du polycarbonate et du nylon.

Le démontage de cette maudite pièce du modèle qui s’ensuit révèle un matériau blanc laiteux et très souple, ce qui laisse supposer qu’il s’agit de nylon. Cela me rend confiant

¹⁾ ppm = parts per million ; 8 ppm/°C = 8 * (10⁻⁶)/°C

D'après le tableau, trois solutions s'offrent à vous pour obtenir un câble Bowden résistant aux variations de température :

• fil d'acier (ou câble en acier solidement collé à l'intérieur du tube du câble Bowden)
• Tige en PRV (fibre de verre)
• Tige en CFK (fibre de carbone)

L'antenne de réception de 35 MHz installée dans la partie arrière du fuselage exclut l'utilisation de l'acier et du CFK, car ces matériaux sont conducteurs d'électricité et pourraient perturber la réception.

C’est ainsi qu’une tige en PRV est désormais insérée dans le tube de guidage du câble Bowden, solidement collé dans le fuselage en PRV. Du PRV dans du PRV !? C’est là, au plus tard, qu’il apparaît clairement que le fuselage peut lui aussi se dilater. Mais j’aime bien cette association « PRV dans le PRV » : les dilatations thermiques, déjà faibles, devraient même se compenser mutuellement.

Le résultat est impressionnant : après la modification, ni le froid ni la chaleur ne parviennent à faire dévier la gouverne de profondeur de sa position de trim ! Plus rien ne s’oppose donc à ce que je me classe parmi les premiers lors de la prochaine compétition de vol de pente – ou, en d’autres termes : l’excuse du modèle mal réglé ne tient plus la route.

Cela n'a plus d'importance pour le classement en compétition.

À propos de la « commande de gouvernail stable en température » : je me suis souvent demandé pourquoi les appareils F3A modernes d’Extrême-Orient actionnaient la gouverne de direction à l’aide de câbles en acier – n’est-ce pas là la technique Bücker-Jungmann de 1933 ? Je crois avoir trouvé la solution : les Chinois n’ont pas encore découvert le câble Bowden résistant aux variations de température…

Ruedi Schmid, MG Thoune

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