KING AIR 200 échelle 1/5

Publié le par JEFF

ce sujet a été traité dans RCM
1990/1995
BEECHCRAFT KING AIR 200

  A travers cet article, je vais tenter de vous retracer l’aventure passionnante qu’a constituée pour mon père et moi-même la réalisation de ce Beechcraft, qui était notre premier bimoteur p’tit gros. Le travail est impressionnant, c’est vrai, mais les émotions et la beauté du modèle en vol font oublier les 4500 heures passées à l’atelier !

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Pourquoi le Beechcraft ?

L’un de mes amis, Florent Schibler (peut-être connu de certains d’entre-vous, puisqu’il a présenté quelques uns de ces modèles dans MRA), pilote professionnel pour le Groupe Accor (Novotel …) m’avait déjà fourni une documentation complète qui m’avait permis, à l’époque, de réaliser un Piper Malibu aux couleurs de cette Société. Quand il passa sur le Beech, il ne pu s’empêcher de passer à la maison avec le dossier technique de l’avion sous le bras pour me parler de son nouveau « bijou ». L’avion me plait. Quelques jours plus tard, j’avais un plan 3 vues correct, qui fut agrandi jusqu’à l’échelle désirée (le 1/5ème en l’occurrence) à la photocopieuse, ce qui évita de fastidieux calculs. On était en 1990 et ni moi, ni mon père (qui participe pour une grande part à la réalisation de mes modèles) ne savions dans quelle galère nous nous embarquions !

La documentation nécessaire à la réalisation d’un modèle le plus juste possible a ensuite été réunie grâce à des amis travaillant chez Transair, qui m’ont communiqué, en particulier, les calages et les incidences de l’avion grandeur et m’ont permis de faire des photos sous tous les angles.

  Le 1/5ème a été défini comme étant l’échelle la plus adéquate car cela donnait un rapport poids/puissance amenant à utiliser des moteurs de 30 à 40cc. Le Quadra 40 tenait dans les fuseaux moteurs, mais l’OS BGX 1 venait tout juste de sortir et convenait mieux sur le plan encombrement que sur le plan poids/puissance, c’est donc sur ce moteur que s’est porté mon choix. Il faut savoir que ce moteur, parfois décrié, ne donne le meilleur de lui-même qu’après avoir consommé environ 25 litres de carburant et surtout en n’utilisant pas le pot d’origine OS qui le bride terriblement. J’ai refait des échappements avec une pipe en tube de cuivre de Ø 25 qui conviennent nettement mieux.

Deux mots sur la géométrie

Par rapport à l’avion grandeur, peu de différence au niveau de la définition aérodynamique de l’avion, si ce n’est au niveau de l’anti-couple :sur l’avion réel, c’est toute une partie fixe de la dérive qui est décalée de 7° sur la gauche, les turboprops étant rigoureusement alignés par rapport à l’axe fuselage (c’est nécessaire pour qu’ils ne dépassent des nacelles. Sur la maquette, nous avons préféré mettre la dérive dans l’axe et jouer sur l’alignement des moteur (la place ne manque pas dans les nacelles) : un moteur est aligné, mais l’autre possède de l’anti-couple. Pas de piqueur en revanche, et tous les calages d’incidence sont repris du grandeur. Il est vrai que tous les profils sont aussi identiques à l’original : NACA 23014 modifié au bord d’attaque par Beechcraft en pseudo 23018 à l’emplanture (afin d’augmenter le volume des réservoirs), NACA 23012 au saumon. Le profil de stab est aussi recopié du plan 3 vues d’origine.

Le centrage correct pour la maquette s’est avéré être en plein milieu de la plage de centrage préconisée sur le vrai (à l’échelle, elle mesure 6 cm) !

 Et on attaque

Notre idée première était de faire le fuselage en bois, en construction monocoque, pour être léger. Nous avons attaqué la construction à partir de photos et d’un plan dessiné par un ami modéliste qui avait eu le projet de réalise ce modèle.

Nous n’avions de ne faire en fibre de verre que la partie verrière, les karmans et de mouler aussi les hublots. 

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Mais une fois terminé, quand nous avons voulu attaquer la finition, nous nous sommes aperçus que du fait de sa grande taille, le bois n’arrêtait pas de jouer et que les joints entre les parties fibre et bois s’ouvraient… Rien à faire, nous n’arrivons pas à un résultat satisfaisant. Nous avons alors pris la décision de surmouler ce fuselage pour en extrapoler un moule qui nous a ensuite permis de réaliser un fuselage fibre de verre classique en 6 parties (2 nez, 2 tronçons centraux, 2 parties arrières, avec plan de joint vertical). Une feuillure a été réservée au niveau de la verrière du poste de pilotage, cette partie (elle aussi moulée) étant rapportée ensuite sur le fuselage terminé. Le moule de la verrière et du gros karman d’aile (qui reste solidaire du fuselage) ont été réalisés en taillant des blocs de Roofmate directement en place sur le fuselage (aile montée) afin d’avoir des lignes qui filent parfaitement. Ces blocs ont ensuite servi à faire des moules dans lesquels ont été stratifiées ces différentes pièces : il n’y a donc pas de pièces en « moules perdus », ce qui serait un peu dommage sur un modèle de cette taille, car le travail supplémentaire n’est pas énorme, et que cela permet de refaire facilement certaines pièces en cas de pépins…
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Les matériaux composites que nous avons utilisés (tissus et résines) proviennent de chez Soloplast à Montreuil, qui accueille les modélistes avec bienveillance.

La partie centrale de l’aile

Si les deux panneaux externes d’aile sont en structure, comme les empennages et le volet dérive, afin de gagner un maximum de poids (- 3kg environ par rapport à leurs homologues en mousse coffrée fibre) : la partie centrale de l’aile est en stratifié.

Cette portion, qui mesure 1,18m d’envergure, qui englobe aussi les deux fuseaux moteurs et les trains rentrants, renferme une mécanique plutôt complexe. Il fallait donc pouvoir bénéficier d’un maximum de volume utile tout en ayant une bonne résistance mécanique : seuls les  stratifiés permettent d’arriver à un bon compromis dans ce domaine.

Le moulage a été réalisé extrados-intrados, en deux pièces seulement, les plans de joints étant au niveau des bords d’attaque et de fuite et à mi-hauteur des nacelles moteurs, qui sont donc totalement solidaires de ce tronçon.
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Voyons un peu ce que renferment les « entrailles » de cette partie centrale…

Installation des moteurs

Les deux BGX 1 sont montés rigides sur un couple en AU4G, lui-même monté souple sur 4 tiges filetées de 8 cm de long qui viennent se visser dans un couple pare-feu collé sur les fuseaux moteurs avec de la colle silicone Rubson (technique de collage utilisée pour tous les couples de l’avion, reprise des kits Byron, et qui semple être particulièrement efficace pour filtrer les vibrations). Des pots ont été faits sur mesure pour entrer dans les nacelles. Les grosses tuyères d’échappement des turboprops sont réalisées en fibre de verre puis peintes couleur cuivre. Les échappements des BGX débouchent dedans. Chaque moteur est alimenté par un réservoir d‘un litre (ce qui représente 20 à 25mn d’autonomie) et leur démarrage est facilité par une batterie embarquée à demeure de 2 éléments de 4 Ah.

Le train rentrant

Particulièrement complexe à réaliser sur un tel modèle, le train d’atterrissage est entièrement de conception personnelle et s’inspire de très près du vrai (des cotes ont été prises sur  place), aussi bien au niveau aspect que cinématique. Il a été monté d’origine articulé sur le modèle, mais n’a été motorisé qu’après la Ferté Alais 92.

Les trains sont suspendus grâce à des ressorts tarés à 12kg, réalisés sur demande en corde à piano.

Les jambes sont réalisées en tube inox de 0.5mn d’épaisseur (Weber Métaux) sur lesquelles les jambes de force sont réalisées à partir de tôles 8/10 pliées, les différents renforts et attaches étant brasés.

La jambe avant est activée par un moteur de visseuse électrique entraînant une vis sans fin. Elle possède trois phares fonctionnels, qui sont constitués par des douilles de connecteurs modifiées, leur vitrage étant réalisé dans une plaque plastique déformée à chaud avec une bille de verre. Les ampoules halogènes proviennent de lampes de poche Maglite et s’allument quand les volets d’atterrissage sortent.

Tout le bloc de train avant (train, mécanisme et trappes) est maintenu sur le fuselage par 4 vis, ce qui permet de le démonter très facilement pour maintenance.

Le train principal est motorisé, lui aussi, par un moteur de visseuse électrique, mais qui entraîne une vis sans fin (par l’intermédiaire d’un mécanisme de toit ouvrant de 405 Peugeot, fortement allégé par un tas de trous) entraînant deux tubes d’alu qui viennent se prendre en prise directe sur l’axe arrière des biellettes de contrefiches du train. Le verrouillage se fait par dépassement du point d’alignement de « genou » de la contrefiche, des switchs de fin de course limitant l’amplitude du mouvement. Grâce à ce dispositif, le temps de rétraction est très proche de celui de l’avion réel, et jusqu’à présent s’est avéré d’une fiabilité parfaite.

Les trappes s’ouvrent naturellement grâce à de petits pistons confectionnés avec du tube d’alu, une tige de plastique et un petit ressort. Leur fermeture est assurée par un fil tendu entre elles, tiré par la biellette de contrefiche à la rétractation.

Le train principal par lui-même pèse environ 1kg. Mais avec toute sa mécanique de motorisation et ses accus d’alimentation, le poids total du train n’est pas loin de 5kg…

Inutile de vous dire que la mise au point de ce train a été l’un des principaux problèmes rencontrés sur cet avion !

Dernier point : les roues. Deux versions de trains existent sur le King 200 réel : une version petites roues et une version grosses roues pour terrains « sommairement aménagés » : version retenue sur la maquette pour des raisons évidentes de facilité de décollage et d’atterrissage sur des pistes en herbe.

Toutes les roues sont des Kavan de Ø 125 mm, gonflables. Sur des modèles de ce poids, il n’est pas rare de voir ce genre de roues se déchirer : ici, elles ont été renforcées avec de la colle caoutchouc 3M injectée à l’intérieur, puis projetée sur l’extérieur en faisant tourner la roue dans un mandrin de perceuse. De même, afin d’éviter que les axes ne prennent du jeu, ils ont été montés sur roulement à billes.

Les extrémités d’ailes et les volets

Nous l’avons dit, les extrémités d’ailes sont en structure, c’est plus léger et cela permet donc de diminuer l’inertie en roulis. Les ailerons sont à charnière tubulaire encastrée et actionné chacun par un servo.

Signalons que les axes des charnières de toutes les parties mobiles sont en corde à piano, immobilisées par une vis pointeau, ce qui permet en cas de besoin de démonter la gouverne de l’avion facilement.

Les clés d’ailes sont constituées d’un tube AU4G de Ø 20mm épais et de clés d’ailes de planeur en acier plates. Ces clés sont prises dans des fourreaux en contre-plaqué aviation dans les nacelles moteurs.

Les volets sont à fente avec un léger recul (charnières articulées sous l’intrados). Chaque volet est en deux demi parties : l’une sur la section centrale de l’aile, l’autre sur la partie externe. Ces volets sont actionnés par l’intermédiaire de commandes se prenant sur des palonniers solidaires d’axes rigoureusement alignés perpendiculairement au fuselage, qui courent sur toute leur envergure. Cet axe est donc coupé au niveau des séparations tronçon central/panneaux externes : la liaison est faite par emboîtement d’un « connecteur » mécanique à 6 pans creux. L’axe de chaque volet est actionné par un servo.

 
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Les empennages

Réalisée en structure pour gagner du poids, la partie centrale du stabilisateur, de forme complexe, est toutefois moulée. Elle accueille 2 servos qui attaquent chaque volet de profondeur par l’intermédiaire d’une double chape (sécurité oblige, n’est-ce pas ?)

L’axe du volet de dérive (Ø 6 mm !) est monté sur 2 roulements et est actionné par un RS 1000. Durant le transport, une vis de blocage évite que le servo ne soit brutalisé. L’attention apportée à cette gouverne s’explique par le fait que, sur un bimoteur, elle a une importance toute particulière en cas d’arrêt d’un des 2 moteurs. Il faut donc s’assurer de son bon fonctionnement et de son efficacité.

Le servo, quasiment monté en prise directe, est accessible en retirant le carénage de queue.

Batteries, connectique

Une importance tout particulière a été apportée à l’alimentation électrique. Les premiers essais dans le jardin, réalisés avec un accu de 4 Ah, ont montré que l’autonomie ne dépassait pas ½ heure. Nous sommes donc passés à un accu de 7 Ah, avec un accu de secours de 4 Ah ! Ca pèse, mais la sécurité est à ce prix !

Ceci dit, équipé de tous ses accus, l’avion pèse 24,2 kg, poids raisonnable pour une maquette de cette taille et de cette complexité : même si la charge alaire est conséquente, elle ne se ressent pas trop en vol… Alors, au diable l’avarice !

La connectique est assurée par des prises Souriau 25 points, et les câbles sont blindés et doublés (2 masses, 2 signal, etc.) pour chaque servo.

Tous les servos sont montés sur silicone afin de les isoler des vibrations. Celui de la roulette directrice est en outre doté d’un save-servo de voiture Serpent.

Les différents interrupteurs, prises de charge (nombreux, vu le nombre d’accus !) et voltmètre sont accessibles par la porte fonctionnelle du flanc de fuselage.

Toujours par souci de sécurité, toutes les vis de l’avion sont immobilisées par une goutte de vernis à ongle.


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Finition

Après une couche d’enduit de carrossier et d’enduit poncés, l’avion a été entièrement peint avec une 2 composants Valentine « blanc 319 Renault ». Les décors bleus ont été réalisés avec la peinture du vrai (Merci Transair).

Les lettres sont réalisées en adhésif Canon opaque qui passe dans les photocopieuses et qui peut se peindre. Ce matériau est en autre pratiquement indéchirable. Les lettres « Accor » ont ainsi été réalisées à partir d’une photocopie d’un cliché agrandi à la bonne taille.

Les principales lignes de structure et de jonction des tôles ont été tracées en gris, c’est plus discret et je crois plus réaliste que le noir.

Au niveau des détails, notez que le poste de pilotage est entièrement aménagé. Si le tableau de bord est une photocopie couleurs de la photo du catalogue Beechcraft, la console a été redessinée. Les sièges sont en mousse recouverte de soie (gain de poids !). Pour être tout à fait honnête, il en manque quelques-uns, mais la place est comptée dans le fuselage !

Remarquez aussi que les essuie-glaces ont été taillés dans la masse dans une plaque d’alu de 4 mm d’épaisseur, ainsi que le logo Beechcraft qui se trouve sur le côté du fuselage.

Si les hublots sont simplement des morceaux de rhodoîd collés en place, les vitres latérales de la verrière ont été moulées car légèrement bombées vers l’extérieur.

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Le premier vol

Il a eu lieu sur le terrain de Messy en mai 91. Après un roulage de 35 à 40 mètres, la montée s’est montrée relativement aisée.

Trois tours de terrain se font sans problème, la ligne de vol étant parfaite (aucune retouche, pas même au trim de profondeur).

Mais au dernier virage, impossible de virer ; et je peux vous assurer que 18 kg (les mécanismes des trains n’étaient pas encore montés) à 100 km/h (et même après avoir réduit les gaz au tiers) avec le vent dans le dos, ça ne vous laisse pas trop le temps à la réflexion. Ne pouvant tourner à gauche, j’ai tenté de l’envoyer à droite, mais il a engagé… C’est le terme exact, car après 3 tours de vrille à plat, l’avion s’est écrasé dans un champ de bé.

Après examen des différentes vidéos prises et des miettes qui restaient, je pense que c’est le boulon nylon de 8 mm maintenant le bout d’aile qui a du céder, celui-ci ayant été trop sollicité lors des montages et des divers essais préliminaire, d’autant que les différences de températures n’ont rien arrangé (le système a depuis été changé et une clé arrière en plat d’acier ajoutée). Les dégâts apparents ont quelque peu affolé bon nombre de nos amis spectateurs, mais pas nous : il pouvait voler,  nous en avions la preuve, et le soir même, le fuselage était dans le moule pour une « reconstruction » !

Le fuselage a été coupé en son milieu. Toute la partie arrière était indemne, ainsi que les extrémités d’aile. La partie avant était réparable, mais pour économiser du poids, nous l’avons refaite entièrement, ainsi que les 2 fuseaux moteurs. La partie centrale de l’aile était peu abîmée, et surtout, les trains étaient intacts.

Après 5 mois de travail, ce « deuxième » avion est à nouveau prêt à voler !

Le deuxième vol

Il a eu lieu le samedi 30 mai 1992. Là, aucun problème : montée à mi-gaz, essais de décrochage, essais de volets et atterrissage avec moitié de volets…

Le contrat était rempli, à savoir faire une maquette au 1/5ème sans tricher ni sur les dimensions, ni sur les calages, ni sur les centrages.

Le troisième vol

Il a eu lieu 15 jours plus tard.

Au programme : passage au ralenti de l’un des moteurs, et vol sur l’autre.

Les moteurs sont réglables séparément, car chacun est sur une voie séparée, les 2 voies étant mixées ensuite pour avoir une commande générale. Cela permet de les ajuster précisément.

Là encore, à la grande surprise de tous, les réactions sont idem au grandeur : la dérive compense le moteur au ralenti si vous ne dépassez par le mi-gaz sur l’autre.

Après cet essai, remise des gaz sur les 2 moteurs et 2 tours de terrain.

Mais soudain, un moteur cale !

-        réflexe immédiat : passage au ralenti de l’autre

-        stabilisation de l’avion sans toucher aux ailerons

-        virage à la dérive

-        puis remise des gaz légèrement, tout en compensant toujours à la dérive et enfin…

-        atterrissage sans problème !

Les volets étaient sortis à demi et l’avion était au moins à 200 m. Il a fallu pousser sur la profondeur pour atterrir, ce qui prouve que ça marche très bien sur un moteur et que malgré la charge, le taux de chute est correct.

Après remise en marche, un moteur était réglé trop pauvre. Un autre vol suivit, sans difficulté.

Le King 200 a fait par la suite le meeting du Chouette Club et celui de la Ferté (avec le vol d’anthologie en patrouille à trois avec mon vieux Piper Malibu piloté par Jean-Claude Baudoin et le Shrike Commander de Pierre Ferrand). Les trains rentrants enfin motorisés ont été utilisés pour la première fois lors de la convention de l’ENAC se tenant elle aussi à la Ferté à la fin de l’été.

En conclusion

La réalisation d’un tel modèle représente un investissement conséquent à tous les niveaux (temps, mais aussi financier). Sans mon père et sa grande disponibilité, je ne crois pas que je me serais attaqué à une telle réalisation tout seul. Mais le plaisir que nous avons à le voir évoluer nous fait facilement oublier tous les problèmes qu’il nous a posés… Et d’ailleurs, le virus continue de frapper puisque nous avons un nouvel « engin de malheur » déjà bien avancé dans l’atelier… Mais chut, nous en reparlerons bientôt… à la Ferté-Alais ce mois-ci, sans doute.

 

Caractéristiques

Longueur : 2,66 m

Hauteur : 0,9 m

Envergure : 3,32 m

Envergure du stab : 1,12m

Poids en ordre de vols : 24,6 kg

(avec les pleins sur la balance à la Ferté-Alais)

Surface de l’aile : 125 dm²

Moteurs : BGX 1 OS 35 cc x2

Réservoirs : 2 x 1 litre

Carburant : 16% huile (8% ricin, 8% Synthétique), 8% nitro

Hélice : 18 x 10 Menz ou 16 x 8 tripale Graupner

Servos

Tous les servos sont des 3 kg x cm montés sur double-roulement :

1 pour chaque aileron

1 pour chaque volet

1 pour chaque commande de gaz

1 pour chaque volet de profondeur

1 pour la dérive en prise directe (8 kg)

RS 1000

1 pour la roulette (RS 700)

Ce qui doit faire 10 au total,

plus 1 contacteur de train,

2 contacteurs de rallumage bougie,

plus un contacteur d’allumage moteur

Batteries

1 accu de 4 éléments 7 Ah

1 accu de 4 éléments 4 Ah en secours

1 accu de 4 éléments 1.1 Ha pour

les mécanismes de train et les lumières

2 accus de 1 élément 4 Ah pour le réchauffage moteur

Valeurs des calages

Stab : 0°

Aile : 4° à l’emplanture

Vrillage (négatif) : 4,5°

Aile à profil NACA évolutif

Du 23018 au 23012

Dièdre : 6°

Dérive : NACA 0012 calée à 7° sur la gauche

(0° sur la maquette)

Sur ses 3 roues : 1.2° piqueur

Moteur gauche, anti-couple : 0°

Moteur droit, anti-couple : 15°

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Publié dans bimoteur d'affaires

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