« Up, up and away » ou le dispositif de décollage en hauteur

En ce qui concerne le point 1, il a d'abord fallu déterminer la force de traction et la vitesse d'enroulement requises en fonction de la taille du modèle. Des essais de lancement à l'aide d'un cordon élastique avaient montré qu'une force de traction d'environ 5 kp était nécessaire pour les modèles d'une envergure comprise entre 2,5 et 3 m. (Ou plutôt que ceux-ci peuvent résister à une telle force sans que les ailes ne se cassent.) La vitesse d’enroulement maximale possible dépend alors, pour une force de traction donnée, de la puissance du moteur de propulsion et doit être plusieurs fois supérieure à la vitesse d’enroulement effective. Il arrive en effet souvent que, pendant la première phase de décollage, le câble s’accroche à des brins d’herbe, ce qui

En raison de la maniabilité souhaitée mentionnée au point 3, le choix s’est porté sur un moteur à combustion interne comme système de propulsion. On a utilisé un moteur JAP à deux temps, disponible par hasard, d’une cylindrée de 38 cm³ et d’une puissance d’un peu plus d’un PS à 4 500 tr/min.

La structure du dispositif de lancement en hauteur se composait désormais des éléments de construction suivants :

1. Câble
2. Tambour de câble
3. Entraînement du tambour à câble
4. Frein de tambour de câble
5. Commande du moteur

est soudainement tiré par le modèle qui s'élève. La tension du câble diminuerait alors brusquement si cela n'était pas compensé par une réserve suffisante de vitesse d'enroulement. La tension reste alors pratiquement constante, ce qui rend la procédure de décollage extrêmement simple.

Si, par exemple, on dispose d’une puissance motrice de 1 PS = 75 mkp/s, on obtient, en se basant sur une force de traction requise de 5 kp, une vitesse d’enroulement possible de

75 mkp/s : 5 kp = 15 m/s = 54 km/h.

Le fonctionnement par une seule personne exigé au point 2 suppose, d’une part, que la force de traction reste de manière fiable limitée à la valeur souhaitée, indépendamment de la vitesse du vent, et, d’autre part, que le démarrage du treuil puisse être déclenché à distance d’une manière ou d’une autre. Le modèle étant de préférence remis sur le site du treuil, le câble doit donc être acheminé du treuil vers une poulie de renvoi ancrée au sol, puis revenir vers le treuil. De cette manière, on garde le treuil sous contrôle permanent et on peut interrompre la procédure de démarrage en cas de besoin...

Enfin, le tambour doit être freiné efficacement lorsque le câble est détendu, afin d’éviter la formation de boucles lâches et les enchevêtrements qui en résultent.

On a utilisé comme corde un monofilament Perlon de 0,9 mm. Sa résistance à la rupture est moins sollicitée lors du décollage proprement dit que lors de la récupération après le décollage. Par rapport à la corde tressée, il se distingue par une plus grande élasticité, ce qui, grâce à la forte accélération initiale, permet de lancer le modèle à l'arrêt comme lors d'un décollage à l'élastique, mais nécessite un dispositif de freinage pour le tambour à corde.

Le tambour à câble a été dimensionné de manière à pouvoir y enrouler 700 m du câble en Perlon décrit, en formant une couche pas trop épaisse. Cela a pu être réalisé avec un diamètre d'âme de 10 cm et une largeur identique, ce qui a rendu superflue toute guidage contrôlé du fil. La vitesse de rotation du tambour a été calculée à partir de ses dimensions et de la vitesse d'enroulement maximale possible :

16,5 m/s : (2 × 0,05 m) = 3 150 tr/min

Pour l’adapter à la vitesse de rotation du moteur de 4 500 tr/min, il fallait donc un rapport de réduction de 1,5 : 1.

Pour l'entraînement du tambour à câble, on a opté pour un entraînement par courroie plate, fonctionnant comme un accouplement à glissement, qui limite de la manière la plus simple la force de traction à la valeur maximale souhaitée en fonction de la tension réglée de la courroie. La transmission de la force à la courroie s'effectue par l'intermédiaire d'un embrayage centrifuge, monté directement sur le vilebrequin, qui se désengage en dessous d'environ 1 500 tr/min et permet ainsi le déroulement du câble lorsque le moteur est à l'arrêt.

Le frein du tambour à câble a été conçu comme un frein à bande. Une bande de freinage fait le tour du boîtier rotatif de l’embrayage centrifuge et, à l’état freiné, maintient sa tension grâce à la traction d’un levier à ressort, dont l’extrémité mobile est elle-même munie d’une poulie de renvoi pour le câble. Le câble de décollage s'éloigne alors du tambour à câble pour rejoindre ladite poulie de renvoi, en fait le tour, puis se dirige dans la direction opposée vers une deuxième poulie de renvoi ancrée à quelques centaines de mètres de là, avant de revenir vers le treuil. Si l’on tend alors le câble, celui-ci exerce une force sur la poulie de renvoi du levier de frein, de telle sorte que ce dernier est dévié à l’encontre de son ressort de rappel. La bande de frein se détend alors et le tambour est libéré. Lorsque la corde se détend à nouveau, le tambour est à nouveau freiné.

Le rôle de ce frein est plus important qu'on ne le pense au premier abord. Lorsque la corde s'enroule sous l'effet de la charge, elle a tendance à se coincer facilement entre les spires, ce qui fait qu'il faut parfois exercer une tension plus importante pour la dégager lorsqu'on la déroule après le décollage. En raison de son élasticité, le câble est alors considérablement étiré, et s’il se libère soudainement, l'énergie emmagasinée dans celui-ci entraîne le tambour de câble dans une rotation fulgurante ; sans dispositif de freinage, une grande quantité de câble serait alors projetée dans tous les sens et des boucles s'enrouleraient autour de toutes les parties saillantes.

Une autre fonction du levier de frein consiste à réguler la puissance du moteur. Lorsque le câble est détendu et que le frein est donc serré, le carburateur est en position de ralenti ; si le câble est tendu et que le levier est ainsi dévié en desserrant le frein, il donne simultanément de l’accélération via un câble Bowden, le moteur accélère et l’embrayage centrifuge qui s’enclenche commence à faire tourner le tambour de câble. La tension du câble augmente ainsi davantage

et le levier de frein est tiré jusqu’à sa butée, ouvrant ainsi complètement le papillon des gaz. En maintenant le câble tendu, on enroule alors quelques mètres jusqu’à atteindre la tension maximale, après quoi le tambour s’immobilise à nouveau ; la transmission par courroie fonctionne, rappelons-le, comme un embrayage à glissement. Au cours de cette phase, il est possible de contrôler une nouvelle fois le modèle en toute tranquillité avant de le lancer, par exemple pour vérifier si le récepteur est bien allumé. Si, ce qui peut arriver, le câble venait à se rompre brusquement, le relâchement soudain de la tension du câble mettrait le moteur au ralenti et bloquerait le tambour. Le risque de sur-régime du moteur est ainsi écarté, et le pilote peut se concentrer pleinement sur le modèle. Pour mettre fin à la procédure de décollage, il suffit d’arrêter le moteur en court-circuitant l’allumage, par exemple en appuyant fermement l’index humidifié sur la prise de la bougie. Une fois le moteur arrêté, le tambour à câble est libéré et, en cas de vent fort, il peut tourner en sens inverse, ce qui garantit un désengagement en toute sécurité.

Le treuil décrit ci-dessus est désormais utilisé depuis trois ans, et plus d'un millier de lancements, avec des modèles allant de l'Amigo au Super-Alpha, ont démontré son efficacité. Le lancement se déroule de manière moins critique qu'avec n'importe quelle autre méthode, et il est possible d'atteindre des hauteurs de largage importantes, pratiquement indépendamment du terrain. Un PB-51 DV plane pendant 4 min 50 s avec 300 m de câble dans un air calme. Son utilisation lors de compétitions a régulièrement donné d’excellents résultats, bien que, par rapport au lancement à la main avec contrôle de renvoi, la quantité de câble enroulée soit doublée, ce qui réduit légèrement la hauteur de largage. Son fonctionnement est extrêmement économique : un décollage en hauteur dure 15 s, ce qui, en utilisation collective, représente une consommation de 0,2 l de mélange d'essence pour moteur à deux temps par après-midi. La mise en place de l’installation nécessite environ un quart d’heure, tout comme le rangement. Il ne manque plus qu’un dispositif de récupération du câble, mais celui-ci est au moins déjà prévu dans la conception.

Dans l'ensemble, ce dispositif de lancement en hauteur constitue une alternative à la voile motorisée, dans la mesure où il permet d'atteindre des hauteurs de largage de 200 m en vol solo autonome, sans avoir à subir le bruit, les modèles encrassés ni la détérioration des caractéristiques de vol due à l'ajout d'un moteur.

Henrich Steiner