Prises statiques
et
Compensation

Attention !!! Le SkyAssistant est d'une installation extrêmement simple, il suffit simplement de le brancher sur une voie du récepteur radio, c'est tout. Dans la majorité des cas, la seule question qu'il faudra se poser c'est : Ou le placer pour le protéger des chocs ?"
Les explications ci-dessous doivent être considérées comme un plus afin d'éventuellement peaufiner votre installation mais ne sont nullement obligatoires . Une mauvaise installation (prises statiques et antenne de compensation) peut même nuire à la véracité des informations fournies par le SkyAssistant.

Il existe deux manières d'utiliser le variomètre SkyAssistant :

    - La première, qu'on appelle "variomètre à énergie potentielle" ne prend en compte que les variations d'altitude pour afficher les informations. C'est la manière la plus simple, qui ne nécessite que de mesurer la pression statique, qu'on peut éventuellement brancher sur des prises de pression statique.
   - La deuxième, qu'on appelle "Variomètre à énergie totale", qui prend en compte les variations d'altitude (énergie potentielle) et de vitesse (énergie cinétique). Le variomètre à énergie totale implique l'utilisation d'une antenne de compensation.

1 )  Variomètre à énergie potentielle :
Dans le cas d'une utilisation du variomètre sans compensation, la prise de pression reste techniquement assez simple. L'objectif est de mesurer la pression atmosphérique de l'air qui entoure le planeur. Au sol, lorsque le planeur est immobile ça ne pose pas de problème particulier, mais en vol l'écoulement de l'air peut faire apparaître un champ aérodynamique sur les surfaces qui modifie la valeur et la répartition des pressions. Souvent le simple placement du variomètre dans le fuselage du planeur peut suffire. Il se peut qu'à l'utilisation on se rende compte que le SkyAssistant ne fonctionne pas bien lors des prises de vitesse, mise en virage,...,  finalement toutes les phases de transition entre deux états stables, à cause d'une modification de la pression à l'intérieur du fuselage. Il peut donc être intéressant de prévoir des prises de pression statique.

L'orifice de la prise de pression doit être perpendiculaire au flux d'air, dans un emplacement neutre en pression aérodynamique.

Là rien n'est encore simple, l'étude du champ de pression autour du fuselage permet d'établir un plan de répartition des pressions qui dépend de la forme du fuselage mais qui adopte généralement le schéma suivant :

On peut remarquer deux endroits susceptibles de recevoir les prises statiques, l'avant du fuselage (Ka8, Ask13, planeurs anciens généralement), sur la poutre arrière du fuselage (Ask21, Twin Astir) mais plus souvent aujourd'hui les deux : les 4 prises statiques étant reliées par une canalisation.

Pour éviter les variations de pression lors d'un éventuel dérapage, les prises statiques seront réparties symétriquement de chaque côté du fuselage et seront reliées en-elles par une canalisation (tuyau silicone).

Dans le cas d'un planeur RC pur, il est aisé et intéressant du point de vue du centrage de placer les prises statiques à l'avant. Pour un moto planeur, il est plus judicieux de les placer à l'arrière, loin du flux perturbé par l'hélice.
Concrètement pour le SkyAssistant, un tuyau en silicone de 2 à 3 mm de diamètre fait l'affaire, le raccord en T se trouve en rayon aquariophilie ou ailleurs, la sortie du T est reliée à la buse du capteur de pression.

Attention, une fois de plus, le mieux est souvent l'ennemi du bien. Un simple tuyau qu'on emmène dans la poutre arrière du fuselage peut être bien plus efficace que tout ce qui vient d'être décrit plus haut si n'est pas fait dans les règles de l'art et en connaissance de cause.

NOTA : Pour la réalisation d'une prise de pression statique fiable, observer le modèle décrit au lien ci-après, la statique peut être utilisée seule sans sonde Pitot  : "Tube de Pitot et prise de pression statique"

2 ) Variomètre à énergie totale : 
Avant d'aborder l'aspect technique, il est intéressant de se demander à quoi ça sert ???
En planeur grandeur, les variomètres des planeurs anciens ou des planeurs peu performant n'étaient pas compensés (à énergie totale, c'est la même chose). L'intérêt était moindre du fait que le domaine de vol en utilisation courante était assez réduit. Par exemple pour un Ka8 ou Ask13 la vitesse en spirale est d'environ 60 km/h (taux de chute mini). En sortant de mon ascendance j'affiche la vitesse de finesse max de 85 km/h, si la descendance est importante je peux pousser un peu mais pas au delà de 110km/h compte tenu que la polaire à cette vitesse commence à s'effondrer. Mon planeur est léger (400 kg), il a peu d'énergie à restituer dans les ressources, lorsque la prochaine ascendance va arriver, je vais cabrer pour réduire ma vitesse, le planeur va effectuer une ressource légère et gagner une 20aine de mètres, le vario va accuser le coup en m'indiquant des Vz élevées, mais sans plus.
Je suis maintenant à bord d'un Nimbus 4 pour une bonne journée de gros temps, j'ai fait le plein de 300 litres de water ballast, mon planeur est la masse maxi de 800kg. En ascendance je vole à 90 km/h, puis en transition je vais afficher des vitesses qui vont dépendre de la déguelante rencontrée mais aussi du calage du Mc Cready pour atteindre des valeurs de 180km/h et même bien au delà. Le passage de 180 km/h à 90 km/h va transformer mon énergie cinétique en énergie potentielle (autrement dit : transformer ma vitesse en altitude) pour gagner dans cette ressource 150 à 200m. Pendant toute cette phase de ressource un vario non compensé est en butée max !!! ... Mais au fait, puisque mon vario est en butée maxi, quelle est la valeur de l'ascendance que je traverse ? Est ce que ça vaut vraiment la peine de s'y arrêter ? Le seul moyen de le savoir est d'avoir un vario compensé ou à énergie totale, qui va prendre en compte ce transfert d'énergie (cinétique <=> potentielle) dû à la ressource pour n'afficher que la vraie valeur (ou presque) de l'ascendance.

Énergie totale = Énergie potentielle + Énergie cinétique

Ramené à notre planeur RC, les comparaisons vont être les mêmes entre un planeur de début léger (1kg) de 2m d'envergure et un planeur de 6m pour 12kg.
 

Mais comment ça marche ??? 
Quand on entend "variomètre compensé", on pense alors que c'est l'électronique du système qui va solutionner notre problème. Non non, la magie du système n'est pas électronique et ne dépend pas du variomètre SkyAssistant. Le secret est pneumatique ! et tout réside dans l'antenne de compensation ou sonde à énergie totale. Il en existe de plusieurs types qui fonctionnent sur le même principe, je vais décrire la plus utilisée.

L'antenne ou sonde de compensation et un simple tube de 3 à 6 mm de diamètre, bouché à son extrémité, et attaqué par le travers par le vent relatif. Un minuscule trou ou des fentes sont réalisées dans ce tube non loin de son extrémité, ce trou est placé sous le vent relatif du tube (vers l'arrière). Placé sous le vent du tube, ce trou se retrouve donc en dépression et ce d'autant plus que la vitesse augmente.

La pression dynamique varie en fonction de la vitesse et de la masse volumique de l'air.

v en m/s
rhô, masse volumique de l'air en kg/m^3. 1.227kg/m3 au niveau du sol.

Dans l'exemple ci-dessus, pour une vitesse de 40 km/h, il va exister une dépression de - 75.6 hPa au niveau du trou de l'antenne.

Pour ceux qui connaissent le principe du tube de Pitot, finalement l'antenne de compensation fonctionne comme un Pitot à l'envers, on aurait une pression à l'entrée du tube Pitot de + 75.6 hPa, on a une dépression de - 75.6 hPa au trou de la l'antenne de compensation.

Pitot :                     Ptotale = Ps + Pdyn
Compensation :      P ant = Ps - Pdyn

Pour info :
          VR = vent relatif  (vitesse du planeur)
          Ps = Pression statique (due à l'altitude => indicateur de l'énergie potentielle)
          Pdyn = Pression dynamique (due à la vitesse => indicateur de l'énergie cinétique)

Pour que l'antenne de compensation fonctionne correctement, elle devra fournir la pression : Pant = Ps - Pdyn

Etude des cas :
1 ) Mon planeur vole en palier en vol de pente à vitesse et altitude constante  => pas de perte, pas de gain d'énergie totale => vario à 0m/s

2 ) Mon planeur monte dans un thermique à vitesse constante : l'énergie potentielle croit, l'énergie cinétique est constante.
 Pd = Constante, Ps = Diminue , la pression d'antenne P.ant diminue indiquant au variomètre une montée. Il y a gain d'énergie totale.

3) Mon planeur accélère à altitude constante (uniquement faisable dans une ascendance ou à l'aide du moteur), l'énergie potentielle reste constante (altitude constante), l'énergie cinétique croit, la dépression au trou de l'antenne s'accroît, la pression dans la canalisation baisse, le variomètre indique une montée en réalité une augmentation de l'énergie totale due à la présence de l'ascendance ou du moteur. Si j'accélère dans une ascendance, celle-ci sera quand même indiquée par le vario.

4 ) Mon planeur effectue une ressource en air calme : Pendant la ressource l'altitude augmente alors que la vitesse diminue soit : l'énergie potentielle croit, pendant que l'énergie cinétique décroît. Pd = Augmente , Ps = Diminue , la pression d'antenne P.ant reste constante, le vario reste stable. Il y a conversion de l'énergie cinétique en énergie potentielle..

5) Mon planeur fait une ressource dans une ascendance, le principe du 4 s'applique mais l'énergie potentielle est plus importante du fait de l'ascendance. Pd = Augmente, Ps Diminue ++, la pression d'antenne P.ant diminue ++, le vario indique une montée .

Tout l'art sera de fabriquer une antenne de compensation qui permettra de respecter au mieux ce transfert de pression !!!

Sur-compensation et sous-compensation :
Un variomètre bien compensé devra suivre exactement la polaire du planeur pendant la ressource et le piqué (accélération/décélération)

Un variomètre sous-compensé (compensation trop faible) va se rapprocher d'un variomètre classique. Pendant l'accélération il va suivre la courbe bleue et pendant la décélération il va suivre la courbe rouge.

Un variomètre sur-compensé (compensation trop importante) va suivre la courbe rouge lors de l'accélération et pendant la décélération il va suivre la courbe bleue.

Pour vérifier la compensation d'un variomètre, il suffit de voler en air calme et se faire succéder des accélérations sur trajectoire constante, puis vitesse constante, puis décélération sur trajectoire constante .... pour pouvoir en tirer des conclusions. Si on possède une soufflerie, c'est plus simple et plus fiable, la méthode sera décrite plus loin dans l'article.

Emplacement de l'antenne :
L'antenne de compensation devra être placée dans un endroit ou elle ne sera pas influencée par le champ aérodynamique du planeur.
                    Ici deux solutions possibles :

Attention : autant l'antenne de compensation va convertir de l'énergie potentielle en énergie cinétique  autant les valeurs d'altitude loggées par le SkyAssistant seront erronées (légèrement tout de même) pendant les phases d'accélération et décélération.

Ce qui existe ...

Avant de passer à la réalisation, on va déjà observer ce qui se passe du côté du planeur grandeur...
Afin de garantir une compensation aussi bonne que possible, les antennes doivent avoir un coefficient de pression possédant les qualités suivantes :

    - constant dans une grande plage de dérapage.
    - constant dans une grand plage d'incidence.
    - indépendant de la vitesse de vol.
    - facilement adaptable suivant l'emplacement de l'antenne sur le planeur.

Voici les types les plus courants :

1  L'antenne IRVING : Inventée en 1948 par  Franck Irving, qui maîtrise déjà bien l'énergie totale alors que la majorité des compétiteurs n'en connaissent pas l'existence.

2  L'antenne ALTHAUS, d'une traînée faible, est sensible au dérapage et aux variations d'incidence. Le coefficient est difficilement ajustable par modification du passage au-dessus du tube vertical.

3  L'antenne HÜTNER est sensible au dérapage et à l'incidence, son coefficient est difficile à adapter.

4   L'antenne BRAUNSCHWEIG est peu influencée par le dérapage et l'incidence. On peut l'adapter en obstruant partiellement l'ouverture du disque du côté de la fuite (réduction de la compensation). Elle est assez difficile à réaliser.

5   L'antenne NICKS, peu sensible au dérapage et à l'incidence, est très facile à fabriquer mais ne donne pas tout à fait un coefficient de pression égal à -1 (sous-compensation).

6   L'antenne BARDOWICKS  de l'akaflieg de Hanovre, à double fentes, est presque aussi simple à fabriquer que l'antenne Nicks, insensible aux écarts de dérapage et d'incidence. On la calibre par la longueur de son extrémité : quand la longueur "a" diminue, la compensation augmente.

Deux plans différents pour un même modèle

On peut aussi rencontrer sur certains planeurs grandeur des déclinaisons ou combinaisons diverses comme celles ci-dessous :

Allons voir maintenant ce qui existe du côté des planeurs RC : Là c'est déjà moins fourni... Piccolario , Wstech, Skymélody proposent des antennes utilisables directement sur le SkyAssistant pour un prix d'environ 50€. Mais pas de plan ni info disponible sur ce sujet.

Il ne reste plus maintenant qu'à expérimenter....

On sait comment ça doit fonctionner, on sait ce qui existe, mais comment dimensionner l'antenne de compensation ?

Bien entendu on pourrait reprendre à l'identique les antennes utilisées sur les planeurs grandeurs. Ce serait simple mais un peu grand à mon goût. Les antennes de compensation des planeurs grandeur ont un diamètre de 5 à 6 mm en général, bien trop grand pour nos modèles. J'ai donc décidé de partir sur une antenne de 3 mm de diamètre.

Mais ... ?  Si je fais une réduction à l'échelle, mon antenne va t-elle me donner les bonnes valeurs ???

Comment tester l'antenne de compensation ? Quelle dépression doit t-on obtenir pour chaque vitesse ? La dépression est linéaire ou pas en fonction de la vitesse ? .... Voila la réponse en deux méthodes différentes pour un résultat identique ou presque.

1ère Méthode : Transformation de l'énergie et différence de hauteur.

Pour la démonstration suivante, je considère un planeur à sa vitesse initiale v0 et sa hauteur initiale h0. Ce planeur va accélérer sur une trajectoire constante jusqu'à la vitesse v1 et se trouvera à la hauteur h1.
On suppose qu'il y a conservation de l'énergie, ce qui permet d'égaler l'équation initiale à l'équation finale.
On s'aperçoit au passage que la masse du planeur n'a pas d'influence, elle disparaît de l'équation.
Je factorise.
h0-h1 = différence de hauteur entre les conditions initiales et finales.
J'isole la différence de hauteur (Delta h).

Pour l'exemple (vous pouvez essayer avec d'autres valeurs de v0 et v1), mon planeur parfait pour passer de 0 à 40km/h doit perdre 6.29m. L'antenne de compensation devra donc compenser cette perte d'altitude afin que le variomètre reste insensible pendant toute cette phase d'accélération. Le planeur aura bien perdu 6.29m mais le variomètre devra indiquer un vol en palier puisqu'il n'y a ni perte ni gain d'énergie. L'augmentation de la dépression créée dans l'antenne de compensation devra être telle qu'elle compensera exactement l'augmentation de la pression due à la descente du planeur.

Descente du planeur de 6.29 m => augmentation de la pression de 73.7 Pa
Accélération du planeur de 0 à 40 km/h => diminution de la pression dans l'antenne de 73.7 Pa

[Nota : De même pour passer de 40 à 0 km/h, le retour à l'altitude initiale devra être compensée par l'antenne afin que le vario reste muet. Dans la réalité mon planeur n'est malheureusement pas parfait, il va perdre de l'énergie par frottement (traînée de profil, traînée induite ...). Cette perte d'énergie n'est ni plus ni moins que son taux de chute qui varie en fonction de la vitesse.]

2ème méthode : Ce qui j'ai démontré à la méthode 1, c'est ce que je dois obtenir théoriquement. Essayons de voir comment en pratique ça va être possible. Comme on l'a dit précédemment, il va exister une dépression au trou situé sous le vent de l'antenne. Calculons la dépression dans l'antenne pour une vitesse de 40 km/h :

La pression dynamique varie en fonction de la vitesse et de la masse volumique de l'air.

v en m/s
rhô, masse volumique de l'air en kg/m^3. 1.227kg/m3 au niveau du sol.

Dans l'exemple ci-dessus, pour une vitesse de 40 km/h, il va exister une dépression de - 75.6 hPa au niveau du trou de l'antenne, ce qui représenterai une compensation de 6.45m (en atmosphère OACI : une variation d'altitude de 0.08534 m entraîne une variation de pression de 1pa).

Conclusion : Des résultats presque identiques, pour 40 km/h, h = 6.29 à 6.45m.... on peut donc partir sur cette base, mon antenne de compensation sera idéale pour une dépression de 73 à 75 hPa soit une compensation de hauteur d'environ 6.35m.

Pour l'exemple j'ai pris une vitesse de 40km/h qui donne une hauteur de 6.35m. Mais pour chaque vitesse correspond une hauteur, qu'on peut retrouver dans le tableau ci-dessus. Valeurs en mètre pour les deux méthodes pour des vitesses de 0 à 100 km/h (Pour info, 3ème colonne : Pdyn, la pression dynamique correspondante en Pa).

Graphiques correspondants aux données du tableau.

On constate que dans le cas de l'utilisation d'une antenne de compensation idéale (Pdyn) est très proche de la théorie Dh, et surtout que la variation n'est pas linéaire.

On sait donc maintenant quelle pression ou hauteur doit être mesurée pour chaque vitesse. Il ne reste qu'à fabriquer une antenne de compensation qui donnera des informations le plus proche de l'antenne idéale puis tester la réalisation de celle-ci en soufflerie.

Pratiquant beaucoup le planeur grandeur, la majorité des antennes de compensation utilisées sont du type Bardowicks. Celles-ci ont la réputation d'être insensible aux variations d'incidence (angle d'attaque) mais aussi au dérapage. Ce type d'antenne est tout indiquée pour le modèle réduit qui subit plus régulièrement le dérapage que les planeurs grandeur, en particulier les planeurs deux axes dont le virage est créé justement par le dérapage ... J'ai dessiné l'antenne dédiée aux empennages en V qui fonctionnent très bien pour tous types d'empennages, et surtout nécessitant moins de longueur de tube pour la brancher, donc une masse moindre.

J'en ai profité par la même occasion pour développer la liaison antenne/fuselage, permettant ainsi le démontage facile de l'antenne lors du transport du planeur.

Cliquer pour obtenir le plan à l'échelle 1:1 en vue d'une impression.

La sonde et son support :

Réalisation de l'antenne :

Avant de s'attaquer à la matière, encore faut il avoir la bonne. Le tube est en aluminium mais attention à se procurer les bons diamètres. J'ai rencontré au cours de mes explorations deux tubes de diamètre 3mm extérieur mais différents pour le diamètre intérieur. Utiliser un diamètre 2mm intérieur, plus résistant que le diamètre 2.5mm.

1 Couper le tube à la longueur désirée.

2 A l'aide du tour, rendre conique sur 10mm l'extrémité qui va se loger dans le support (utile pour l'étanchéité de l'antenne sur son support).

3 Retourner l'antenne dans le tour et dépolir l'autre extrémité sur 20 mm avec du papier de verre à l'eau de 600.

4 A l'aide du tour, réaliser le marquage de l'emplacement des deux fentes. Les mesures étant précises, utiliser le vernier en tangentant sur l'extrémité puis en déplaçant l'outil de 2 mm. Approcher l'outil du tube et réaliser une empreinte sur une 40aine de ° d'angle. Réaliser la même opération pour la deuxième fente.

5 Réaliser le pliage du tube en prenant la précaution au préalable d'y introduire un câble d'acier (câble de d'accélérateur de moto par ex) de 2 mm de diamètre afin que celui-ci ne s'aplatisse pas lors du pliage. N'oubliez pas non plus que vous avez fait deux marquages pour l'emplacement des fentes et que celles-ci doivent se situer à l'extérieur du pliage. L'angle du pliage est à adapter à la forme du dessus du fuselage, plus particulièrement l'angle que celui-ci forme avec le vent relatif. Au final essayer de respecter l'angle de 5° que doit avoir l'antenne par rapport au vent relatif. (On verra plus loin dans les essai que cet angle, même s'il doit être respecter à peu d'influence sur le rendement du système).

6 Prendre un cutter avec une lame neuve et réaliser l'ébauche des fentes. L'aluminium s'attaque plus vite qu'on ne le pense et je me suis souvent retrouver trop profond. Les fentes doivent être les plus fines que vous pouvez, par contre leurs positions et leurs profondeurs doivent être parfaites. Cette opération peut prendre 20 à 30 mn avec l'expérience.

7 Prendre une cale d'épaisseur de 0.3 mm et l'entrer en force dans l'ébauche des fentes que vous avez réalisé. Si ça n'entre pas, remettre un petit coup de cutter. Lorsque la cale est entrée, la faire glisser comme si vous vouliez couper l'antenne afin de bien mater la matière. Ne pas recommencer l'opération plusieurs fois sinon la fente fera plus que 0.3 mm. Il ne reste plus qu'à ébavurer. Pour ébavurer l'intérieur du tube, reprendre le câble d'acier de 2 mm et le faire glisser en aller et retour au droit des fentes afin de faire partir les éventuels copeaux. Il ne doit pas y avoir de bavure, sous peine d'un mauvais fonctionnement de l'antenne.

8 A l'aide de la colle fusible, boucher l'extrémité de l'antenne sur 1 mm  maximum. Bien chauffer le tube avec le pistolet à colle afin que la colle adhère parfaitement sur le tube.

9 Découper 20 mm de gaine thermo rétractable et la placer sur l'extrémité conique. Chauffer au briquet pour la fixer, couper l'excédent.

Les 2 fentes telles quelles doivent être réalisées.

Réalisation du support d'antenne :

Le cahier des charge est simple. Le produit fini doit être léger, résistant et s'intégrer parfaitement sur un fuselage de planeur RC en ayant un fini pro.

Après de longues réflexions sur le sujet en essayant de trouver la matière la plus appropriée, je suis passé par des essais en laiton puis en nylon pour arriver à l'adaptation d'un produit existant : le micro asperseur GARDENA que l'on peut se procurer dans toutes les jardineries pour environ 4€ les 5.

  2 possibilités : filetage intérieur ou extérieur.

Enlever la partie gris foncé qui ne sera pas utilisée pour le support.

Puis à l'aide du tour supprimer la matière en suivant le tracé rouge pour obtenir le support ci-dessous.

Avant et après usinage.

Reste maintenant à réaliser l'écrou de fixation, je l'ai réalisée à partir d'un rond d'aluminium de 10 mm que j'ai percé et taraudé. Un simple écrou de 4 mm aurait aussi bien fait l'affaire mais en moins joli.

Quelques photos ...

Support en place sur mon vieux Spirit ...

Antenne de compensation de dérive  : Réalisée pour Gérard Risbourg des GPR (Grands planeurs Radiocommandés) :

Gérard ayant fait l'acquisition d'un SkyAssistant, il souhaitait placer une antenne de compensation au sommet de la dérive de son ASH 25 de 9m. En voici les photos.
Site des GPR : http://lesgpr.free.fr/

Notre antenne de compensation est terminée. Les premiers tests ont été réalisés en vol et dès les premiers essais le résultat était clairement appréciable. Bien évidemment je viens de vous décrire la fabrication de l'antenne de compensation définitive, mais je vous ai épargné la fabrication et essai de 10aines d'autres qui n'étaient pas à la hauteur des espérances.

L'objectif des essais en soufflerie était de vérifier l'antenne la plus efficace en vol afin de la comparer avec la théorie. De plus je voulais vérifier le comportement de l'antenne pour différents angles d'incidence et de dérapage.

La soufflerie est constituée d'un tube de PVC de 300 mm de diamètre, l'avant et l'arrière de la soufflerie sont réalisés à partir d'un vieux stock de pots de fleurs en plastique. L'ensemble est soudé au fer à souder de 80W. La turbine est réalisée à partir du rotor d'un ventilateur sur lequel j'ai moulé une extension des pales en vue d'agrandir le diamètre. La turbine est entraînée par une perceuse portative de 700W régulée par un variateur (qui n'aurait d'ailleurs pas pu entraîner un rotor plus grand). Le support de la soufflerie est réalisé en chevrons de sapin. Même si la soufflerie parait rustique, elle est très efficace, sa vitesse maximum est de 60 km/h pour une veine d'air de 300 mm, le rotor aspire l'air qui est passé dans la soufflerie et est donc de fait cet air est laminaire dans l'espace dédié à la mesure. Une grille de dépron permet la séparation du flux laminaire de l'entrée de la soufflerie de la partie turbulente balayée par le rotor.
La mesure de vitesse est réalisée par un tube de Pitot, la pression est mesurée par le capteur de pression du SkyAssistant.
Avant les premiers essais, la soufflerie a été calibrée afin de connaître les pressions qui règnent dans la veine d'air pour chaque vitesse.

La soufflerie :

Installation du matériel :

Calibration de la soufflerie :

La soufflerie fonctionnant en aspiration, la vitesse dans la veine d'air augmentant, la pression à l'intérieur diminue. La dépression est mesurée en mètre, pour convertir en Pa => hPa = 8.5 m environ. Cette hauteur sera déduite des résultats mesurés lors des essais à venir.

Nous avons testé plusieurs antennes de compensation mais je vais vous présenter plus particulièrement le test de l'antenne définitive, celle décrite ci-dessus. Pour montrer l'influence du placement des fentes, 3 essais ont été faits :
1) La fente du haute bouchée.
2) L'antenne normale (2 fentes).
3) La fente du bas bouchée.

1) En vert la théorie, en rouge la pratique
 

2) En vert la théorie, en rouge la pratique

3) En vert la théorie, en rouge la pratique

Pour mieux comparer les 3 configurations :

En bleu, la théorie.
En rose, fente du haut bouchée
En jaune, antenne normale fentes libres
En vert, fente du bas bouchée

On constate qu'au delà de 30 km/h, plus la fente est proche de l'extrémité de l'antenne et plus celle-ci surcompense. Sous 50 km/h les 3 configurations surcompensent.

Essai en variation d'incidence et dérapage de l'antenne de compensation. Les essais ont été réalisés à 50 km/h.

On constate que l'antenne Bardowicks est peu sensible au dérapage.

C'est en réalité par les essais en vol que j'ai commencé. Aussitôt fabriquée, aussitôt essayée. Comme dit plus haut, même avec l'antenne de compensation la plus mauvaise, les résultats en vol étaient déjà bluffant. Tout l'art ensuite était d'arriver à quantifier les diverses améliorations par rapport aux antennes essayées quelques jours avant.

Heureusement je possède 2 Skyassistants, ce qui m'a permis d'en brancher un sur l'antenne de compensation en test et l'autre sur la prise de pression statique. De cette manière j'ai pu comparer les deux courbes et l'évolution entre deux essais.

Je voulais aussi rappeler une fois encore le champ d'application de l'antenne de compensation : elle ne peut fonctionner que sur des trajectoires constantes et rectilignes. Je vole par exemple à 40 km/h et je veux accélérer à 60 km/h, j'affiche l'assiette (angle que fait l'axe longitudinal du planeur par rapport à l'horizontale)  pour une vitesse de 60 km/h en poussant sur le manche et j'attends que le planeur accélère, donc qu'il passe progressivement de 40 à 60 km/h, mon rôle aux commandes étant de garder cette assiette pendant toute cette phase d'accélération. C'est exactement de cette manière que l'on pilote les planeurs grandeurs. En modèle réduit, on a plus souvent tendance à enchaîner les piquer et ressources parfois assez violents, certainement du fait qu'on est pas dans le planeur. En grandeur on peut le faire mais à la longue ça use la santé.

Pour les essais, j'ai enchaîné les piquer et ressources plus ou moins vifs afin de vérifier les effets. J'ai utilisé mon brave vieux Spirit pour ces tests. Ces essais ont généralement été réalisés le matin alors que l'air est encore stable. Le vario moyen est donc forcément négatif, au taux de chute du planeur.

Bien placer les fentes de l'antenne en direction des empennages du planeur.

Le planeur est par ailleurs équipé du tube de Pitot qui permet de relever la vitesse à la place de la température sur le SkyAssistant.

Visuellement le résultat est aussi flagrant qu'à l'audio. Sur cette portion de vol, l'amplitude des Vz passe de 5.5m/s sans compensation à 1.1m/s avec l'antenne de compensation. Par ailleurs on peut observer que la courbe verte du tracé d'altitude est pratiquement rectiligne, indiquant uniquement le taux de chute propre du planeur comme lors d'un planer très calme. A remarquer aussi l'encadré rouge au bas de chaque tracé : Sans compensation, 31% de montée et 69% de descente. Avec compensation, 2% de montée et 98% de descente.

Si on observe en détail l'altitude du début de tracé, on remarque que sans compensation l'altitude est de 97m, avec la compensation l'altitude est de 114m et pourtant les deux altimètres étaient à 0m avant le décollage... D'ou vient ce décalage ?

Simple ... Lors du décollage, le planeur va acquérir de l'énergie due au lancer, pour son passage de 0 à 40 km/h. Les fentes de l'antenne situées sous le vent de l'antenne vont mettre celle-ci en dépression. Au moment du lancer le vario va s'affoler en indiquant une forte ascendance, en réalité un gain d'énergie, l'altimètre interprète cette dépression par une hausse d'altitude. Lors de l'atterrissage c'est le phénomène inverse qui va se passer.

Les effets de l'antenne au décollage et à l'atterrissage. En haut, sans compensation.

Aujourd'hui j'aurais beaucoup de mal à voler sans cette antenne de compensation du fait du confort supplémentaire qu'elle procure mais surtout de l'amélioration évidente quelle apporte dans la précision du centrage de l'ascendance...

Pour des questions supplémentaires ou même des divergences d'opinion, n'hésitez pas à me contacter ... C'est un bon moyen pour avancer.
Bonne fabrication et bons vols ...

Rémi

Une revue polonaise propose un article qui décrit le principe de la compensation en détaillant plus particulièrement l'antenne NICKS...

Pour toutes infos complémentaires : remib12@aol.com