Championnats du monde de F3A à Warwick, en Australie

Les meilleurs pilotes de voltige aérienne du monde se sont retrouvés en Australie pour désigner leur champion du monde. En raison de la longueur du trajet, et donc des coûts considérables que cela impliquait, seuls 59 pilotes issus de 19 pays ont pris part à la compétition. Heureusement, sept juniors étaient également au départ. L'équipe des États-Unis remporte haut la main le classement par équipes devant la France et le Japon. Lassi Nurila (FIN) est sacré champion du monde devant les Américains Andrew Jesky et Jason Shulman. Anthonin Paysant-Le Roux remporte le classement junior.

Après environ 20 heures de vol, l’équipe suisse de F3A, composée des pilotes Sandro Matti, Reto Schumacher et Philipp Schürmann, est arrivée à Brisbane. Viktor Matti et Urs Bärtschiger ont apporté leur aide en tant qu’assistants expérimentés, tandis que Matthias Bosshard a assumé la fonction de manager de l’équipe.

Les frais de transport des caisses de modèles réduits sont considérables. Les pilotes suisses ont opté pour des caisses en carton à plusieurs couches afin de contourner les strictes réglementations d'entrée sur le territoire concernant les caisses en bois (prévention des parasites). C'est pourquoi les pilotes avaient décidé de n'emporter qu'un seul modèle chacun.

*Note de la rédaction : le terme « assistant » est une simplification excessive des exigences actuelles imposées à la personne qui se tient derrière le pilote.

et de ne pas disposer d’un modèle de réserve. Les modèles F3A et leur technologie sont certes très fiables, mais des dommages plus ou moins importants peuvent tout de même survenir. Un membre de l’équipe française, par exemple, a perdu un modèle pendant l’entraînement. En cas de vent trop rafaleux, nous avons donc renoncé à l’entraînement afin de ne pas prendre de risques inutiles. Nous avons néanmoins dû emporter plusieurs kilogrammes d’outils et de pièces de rechange.

Il faut compter environ huit heures pour s'habituer au décalage horaire, ainsi qu'aux conditions locales de vent et de visibilité. À la mi-août, c'est le cœur de l'hiver dans le Queensland, ce qui signifie que les températures matinales sont légèrement supérieures à zéro et que, pendant la journée, le soleil réchauffe fortement l'atmosphère jusqu'à plus de 20 °C. À partir de 17 h 30, le soleil a déjà disparu et la nuit tombe très vite.

Le championnat du monde s’est déroulé sur un aérodrome régional doté d’une piste asphaltée, qui a été fermée aux autres avions pendant la journée. Les conditions de vol ainsi que l’organisation chaleureuse des passionnés australiens de F3A ont créé dès le début une ambiance très détendue et

conviviale. Les trois pilotes suisses se sont tous qualifiés pour la demi-finale des 30 meilleurs. Sandro Matti a atteint la finale des dix meilleurs, tandis que Reto Schumacher, douzième, a manqué de peu la finale. Avec les 8e (Sandro), 12e (Reto) et 27e places (Philipp), ainsi que la 4e place au classement par équipe, l'équipe suisse peut être fière de ses performances de la semaine dernière.

D'une manière générale, les modèles de tous les concurrents présentaient un très haut niveau technique, tant en termes de qualité de fabrication que de composants utilisés. Qu'il s'agisse de monoplans,

Avant le coup d'envoi officiel de la Coupe du monde, nous sommes allés voler près de Brisbane, sur un magnifique aérodrome de modélisme à Toowoomba, afin de nous...

Biplans, propulsion électrique ou à quatre temps, moteur à rotor externe ou propulsion « Contra » : toutes ces variantes ont été utilisées et ont fait leurs preuves. Il est très difficile de désigner une configuration préférée parmi elles, car cela dépend des programmes de vol. Les biplans et les propulsions « contra » étaient en tout cas majoritaires en nombre. De plus, les biplans semblaient avoir une longueur d’avance dans les programmes finaux difficiles comportant de nombreuses figures de vol en piqué. Le choix sur le marché est réjouissant et l’offre

fonctionne bien. Propulsion directe ou « contra » : les avis des experts divergent sur ce point et de nombreux pilotes ont testé les deux variantes.

Huit biplans, deux monoplanes, un moteur YS à quatre temps, deux transmissions directes Plettenberg, sept transmissions Contra. Sept des dix modèles ont été fabriqués par le constructeur chinois HuiYang.

Pourquoi les modèles F3A à entraînement direct ou par réducteur sont-ils équipés d'un angle de tir latéral d'environ 3,5° pour voler en ligne droite ? En quoi un entraînement « contra » serait-il un avantage ? Quatre forces principales agissent sur l'hélice.

1. Couple de l'hélice : « À chaque force correspond une force opposée. » (Newton) Comme la plupart des hélices d’avion tournent dans le sens des aiguilles d’une montre (vues de l’arrière), elles poussent l’aile gauche vers le bas lorsque l’on accélère. Vous pouvez facilement le vérifier par vous-mêmes en tenant le modèle à hauteur de hanches pendant qu’un collègue effectue des mouvements rapides de la manette des gaz. Ceux d’entre vous qui pratiquent le « torquen » sur leurs modèles savent que, lors de cette manœuvre, l’aileron doit parfois être maintenu à pleine course vers la droite pour que le modèle ne tourne pas autour de son axe longitudinal.
2. Effet de sillage : l'hélice génère un flux d'air rotatif autour du fuselage. Ce sillage provoque une asymétrie en frappant d'un seul côté la dérive, ce qui entraîne une rotation autour de l'axe de tangage vers la gauche. C’est au décollage que vous le ressentirez le mieux avec vos modèles. À faible vitesse, le flux d’air sur le fuselage et l’empennage est encore faible. Dès que vous accélérez, le modèle part vers la gauche.
3. Effet gyroscopique : les gyroscopes en rotation réagissent avec une grande inertie aux changements de direction de l’axe de rotation. Si l’axe de rotation est néanmoins dévié avec une certaine force, la déviation se produit avec un décalage de 90°. Une hélice est un gyroscope tournant à grande vitesse. Si, par exemple, on tire sur la commande de profondeur pour sortir d’un vol horizontal, cela provoque un déport du modèle vers la gauche ; si on pousse sur la commande, il dévie vers la droite. Pour y remédier, on utilise des hélices aussi légères que possible afin de limiter les forces gyroscopiques.
4. Facteur P : prenons l'exemple d'une hélice bipale : si l'axe de rotation et l'axe d'écoulement coïncident, les deux pales ont le même angle d'attaque alpha. Cependant, lorsque l’avion est en vol incliné (par exemple en vol lent), l’axe de rotation du moteur et la direction de vol du modèle ne coïncident plus. De ce fait, la pale de l’hélice qui se déplace vers le bas présente un angle d’attaque plus important que celle qui se déplace vers le haut. C’est également ce qui, lorsque l’angle d’attaque du modèle est important, génère une force qui tend à faire dévier le modèle vers la gauche.

Trois de ces quatre forces agissent toutes vers la gauche – elles ne s’annulent malheureusement pas. Elles dépendent de la vitesse de vol, de la vitesse de rotation de l’hélice (poussée), de l’angle d’attaque et du poids des pales. La traînée latérale de 3,5° obtenue en F3A est toujours un compromis, généralement atteint à mi-gaz en vol en ligne droite. Dès que l’on réduit ou augmente les gaz, la traînée latérale n’est plus exactement la même. Certains pilotes compensent cela à l’aide d’un mélangeur gaz-gouvernail de direction. Toutes les autres forces sont compensées par un pilote expérimenté. Les régimes des moteurs à entraînement direct avoisinent les 6 000 tr/min.

Et c'est là qu'intervient le principe des hélices tournant en sens inverse, qui

1. annulent le couple,
2. neutralisent l’effet de sillage,
3. génèrent deux effets circulaires qui s’annulent mutuellement,
4. qui, bien qu’il se produise au niveau de chaque pale d’hélice, s’annulent mutuellement.

Envie de tracer toi aussi des lignes aussi parfaites que possible dans le ciel ? La région du nord-est de la Suisse (NOS) propose depuis plusieurs années des cours pour débutants et des entraînements. Les débutants sont encadrés par des pilotes F3A expérimentés. Il s'agit de programmer le modèle de manière optimale, en passant par le réglage judicieux des mixages et des amplitudes, jusqu'à un entraînement progressif en vue des compétitions. Les compétitions du programme Sportflyers (dates disponibles dans le MFS) constituent une initiation idéale à la voltige aérienne.

M. Bosshard

Actuellement, différents systèmes Contra sont utilisés avec succès. Les premiers systèmes, apparus il y a quelques années, utilisaient des réducteurs planétaires qui devaient être graissés régulièrement et qui chauffaient beaucoup en vol. Les hélices n'étaient pas reliées mécaniquement de manière directe, ce qui ne permettait pas toujours d'obtenir l'effet neutralisant souhaité. (Brenner USA, CRS AUT). Les transmissions « Contra » utilisées lors des championnats du monde disposent d’un réducteur à deux arbres d’hélice (l’un à entraînement direct, l’autre via une courroie crantée). La contrainte exercée sur ce réducteur, conçu pour être aussi léger que possible (puissance maximale de 3 kW), est énorme. Les engrenages et les courroies dentées doivent être remplacés régulièrement. Le moteur est de taille relativement réduite, ce qui nécessite un refroidissement efficace. On utilise souvent

, on utilise des groupes motopropulseurs d'Adverrun, VLV, Dualsky et Akiba. Les hélices tournent à une vitesse d’environ 4 000 tr/min. (La société D3-Motors, basée en Pologne, propose un système d’entraînement (TMCR21) équipé de deux moteurs distincts et de deux contrôleurs. Cette configuration offre un « immense terrain de jeu pour les bricoleurs », qui peuvent régler individuellement les deux courbes d’accélération et ainsi influencer directement les forces en jeu. Une certaine redondance de sécurité est également assurée, car les deux moteurs et leurs contrôleurs fonctionnent indépendamment l’un de l’autre, tout en étant alimentés par une même batterie LiPo 10S. Ce système d’entraînement est sans doute très efficace, car il ne génère aucune perte mécanique au niveau d’un réducteur. Il n’était toutefois pas représenté lors des Championnats du monde en Australie.)

Dans la catégorie F3A, il existe une limite de poids stricte de 5 kg au décollage, ce qui représente un véritable défi pour les fabricants de moteurs puissants et finement réglables. La limite de poids prévue par le code sportif F3A sera d'ailleurs supprimée à partir de la saison 2024, ce qui conduira probablement à l'utilisation de batteries plus volumineuses et réduira la nécessité de réduire le poids des moteurs.

Voilà pour la théorie et les faits concrets. L’expérience de ces dernières années montre qu’en F3A, on peut gagner ou perdre avec toutes les configurations de moteurs et d’hélices décrites. Le succès réside sans aucun doute dans l’harmonisation parfaite entre le style de pilotage, le modèle et le groupe motopropulseur. Les meilleurs pilotes consacrent des dizaines, voire des centaines de vols à la mise au point et au réglage de leurs modèles jusqu’à ce qu’ils soient satisfaits. Comme on vole de toute façon en permanence en utilisant tous les gouvernes, les forces qui s’exercent sont corrigées dès leur apparition.

Quant à savoir si les deux hélices tournant en sens inverse neutralisent réellement tous les couples générés

est une autre question. L’hélice avant fonctionne dans un écoulement laminaire et sans tourbillons, tandis que l’hélice arrière reçoit un flux d’air déjà chargé de rotation et de tourbillons. Je suppose qu’il existe des expériences en mécanique des fluides sur ce sujet issues de l’aviation de transport de passagers.

Les meilleurs pilotes de voltige au monde exécutent les programmes P23 et F23 actuellement en vigueur (les programmes changent tous les deux ans) avec une précision quasi géométrique. Comment parvenir alors à se démarquer encore davantage de la concurrence ? Lors des entraînements, les outils suivants sont utilisés :

Annonceur

Après plusieurs centaines de vols d'entraînement, les pilotes connaissent le programme par cœur ; ils n'ont donc pas besoin d'un souffleur. L'assistant a toutefois une influence décisive sur le placement des figures dans la fenêtre F3A. Tandis que le pilote, avec un regard de faucon,

sur son modèle pour détecter et corriger le moindre écart par rapport à l’assiette souhaitée, l’assistant veille au respect des limites ainsi qu’au centrage. Les segments avant et après les tonneaux doivent être exactement de la même longueur, et les rayons au sein d’une figure doivent coïncider parfaitement. Les dix meilleurs pilotes d’un championnat d’Europe ou du monde effectuent des programmes inconnus, composés à l’aide d’un logiciel à partir d’un catalogue de figures Aresti. Ceux-ci sont très complexes et entrecoupés de tonneaux pointués, de cercles de tonneaux et de tonneaux-boucles avec de nombreux « snaps » (tonneaux fendus). Sans une collaboration bien rodée entre le pilote et son assistant, il est impossible d’exécuter correctement ces programmes.

2. Utilisation d’outils géométriques. À l’aide de équerres géométriques et de gabarits de figures, on s’efforce, à l’entraînement, de perfectionner les verticales, les angles à 45° et la rondeur des loopings. Ceci toujours en tenant compte

la perspective qui résulte du placement des juges.

3. Détection de la position de vol par GPS. L’utilisation de « Flight-Coach » a encore transformé le monde de la F3A et permis d’atteindre un niveau de perfection accru. Grâce à un petit boîtier léger intégré au fuselage, équipé d’un GPS et d’un système de détection de la position dans l’espace, le vol peut être analysé sur un ordinateur après l’atterrissage. Flight-Coach a été développé et perfectionné par de nombreux pilotes F3A collaborant à l’échelle internationale. Actuellement, des recherches sont même menées pour déterminer s’il serait possible d’utiliser Flight-Coach pour évaluer les vols. On attend avec impatience les résultats à ce sujet. À l’avenir, y aura-t-il, en complément des juges internationaux, une sorte de VAR (Video Assisted Referee) lors des championnats d’aéromodélisme, qui intégrera les données enregistrées électroniquement dans les résultats ?

https://youtu.be/3NMehdGWrUE