DuckHawk
Titelstory

DuckHawk

von Georg Staub
5
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DuckHawk

von Georg Staub
5

Depuis des décennies, des planeurs très performants construits à l'aide de technologie composite ont été développés et produits en Allemagne en grandes séries. Dans d'autres pays également, des têtes pensantes ont conçu des avions aussi performants. Comme ils sont restés uniques ou n'ont été produits qu'en quelques exemplaires, ils n'ont guère été remarqués dans le monde des planeurs. Un de ces «exotiques» est le DuckHawk, qui a été fabriqué en Amérique. Deux spécimens de ce faucon pèlerin modèles réduits volent en Suisse.


Basée à l'aéroport municipal de Bend, dans l'État d'Oregon, Windward Performance Ltd se consacre depuis des années à la conception et à la construction de planeurs très peu conventionnels. L'entreprise a joué un rôle majeur dans la construction du planeur Perlan 2, qui est équipé d'une cabine pressurisée pour deux pilotes et a déjà atteint un record d'altitude de 23000 mètres en vol d'onde au-dessus du niveau de la mer.

Une autre construction très intéressante de cette compagnie est le planeur de course monoplace DuckHawk, qui, selon l'usine, est le planeur le plus rapide au monde. Il se compose presque entièrement de tissus préimprégnés de fibres de carbone, qui sont «tempérés» dans des moules négatifs sous haute pression en autoclave. Jusqu'en 2016, seuls quatre de ces planeurs de 15 m ont été construits. La version la plus robuste, le DuckHawk VNX, ne pèse que 208 kg à vide. Il est conçu pour une vitesse maximale de 416 km/h et des accélérations de +11/-9 g. Il est équipé d'un train d'atterrissage escamotable et des volets sur toute l'envergure, qui agissent simultanément comme des ailerons et des volets. Les volets sont actionnés électriquement. Le concepteur Greg Cole voulait que le DuckHawk soit un planeur rigide, rapide, adapté aux vols de longue distance, avec des trajectoires dynamiques. On ne sait pas si cette technique de vol, avec laquelle les albatros survolent de longues distances en haute mer sans battement d'aile, a été imitée avec un DuckHawk. Cela n'aurait pas pu être un vol confortable, car en vol d'onde, le pilote aurait été exposé à des accélérations récurrentes de 3 à 3,5 g sur la trajectoire en forme de vague.

Un mois seulement après son premier vol, le prototype du DuckHawk a prouvé ses excellentes caractéristiques de vol à grande vitesse lors des American Open Class Nationals en juin 2012, lorsqu'il a effectué une course époustouflante pour rattraper son retard en approche finale de l'aéroport de Minden. Alors que l'Arcus biplace piloté par Richard Walters s'attaquait aux neuf derniers milles à grande vitesse, le DuckHawk, avec le champion national Chip Garner aux commandes, était encore à un bon mille derrière. Un avantage rassurant pour l'Arcus, penserait-on. Mais Chip Garner a poussé les volets en position négative pour accélérer et a réussi un exploit presque incroyable: au seuil de la piste, le DuckHawk a rattrapé l'Arcus en suivant la même trajectoire et des conditions pratiquement identiques au près et sous le vent. Pour rattraper l'Arcus, le DuckHawk a volé 15 à 20 nœuds plus vite que lui sans perdre plus d'altitude que son concurrent.



Coup de foudre au premier regard

En tant qu'équipe bien rodée, Richi Oberholzer et moi avons déjà construit ensemble plusieurs planeurs qui, à notre connaissance, n'avaient pas encore volé en modèle réduit: Diana 1, Diana 2, SB 14 et Jonker JS 1. Voler avec ces modèles à l'échelle 1:3,5 procure beaucoup de plaisir et compense le gros investissement dans le travail de construction. Mais à un moment donné, le temps est arrivé pour réaliser quelque chose de nouveau. Quand nous avons vu le DuckHawk à l'automne 2014, ce fut le coup de foudre. Ce faucon pèlerin d'Amérique de forme non conventionnelle (ou faucon canard, comme on l'appelle aussi dans son pays d'origine) allait devenir notre projet pour le prochain hiver. Son cockpit est remarquablement volumineux par rapport à l'arrière du fuselage, à l'empennage et aux ailes. Un Américain bien nourri en Budweiser et hotdogs peut facilement y trouver sa place. L'empennage en croix placé relativement haut et la dérive effilée qui possède une forte flèche arrière, une aile elliptique sans winglet sont autant d'autres caractéristiques qui donnent au planeur une apparence unique et frappante qui se reconnaît au premier coup d'œil.



Le concept

Lors de la conception de la maquette à l'échelle 1:3,5, nous avons pu nous inspirer largement de notre expérience. La disposition des ailes elliptiques est très similaire à celle de la Diana 2 qui a fait ses preuves, donc aucun problème aérodynamique ou structurel n'était à prévoir. La corde de l'aile a été légèrement augmentée en faveur d'une charge alaire raisonnable et d'un meilleur rendement du profil. Par contre, la surface des empennages verticaux et horizontaux a dû être agrandie d'environ dix pour cent pour assurer une stabilité de vol suffisante. Pour le profil, nous avons utilisé notre profil d'aile GS1, qui a fait ses preuves sur le Diana 2 et d'autres modèles. Comme notre DuckHawk devait devenir une machine de course comme l'original, nous avons maintenu l'épaisseur du profil aussi faible que possible. Avec 10% à l'emplanture et 7% au saumon, la hauteur du profil a permis d'obtenir un longeron principal avec suffisamment de carbone et d'installer trois servos d'aile de 8 et 10 mm intégrés au profil. En ce qui concerne les volets, nous n'avons pas respecté l'original. Nous avons donc renoncé aux aérofreins sur la partie supérieure de l'aile et divisé l'aileron en deux sur un modèle et en trois sur l'autre.



Répartition du travail et construction commune

Une fois de plus, Richi a construit un fuselage positif immaculé en peu de temps. Il a fallu beaucoup de feeling pour la forme, parce qu'on n'avait qu'un plan trois vues et quelques photos. Ensemble, nous avons laminé le moule du fuselage, comme toujours en attrapant d'horribles crampes. Mais à fin, c'est le résultat qui compte. Richi a produit les fuselage en un temps record.

Je me suis occupé des détails de construction des ailes et de l'empennage. Les ailes ont été construites selon la méthode de construction sandwich éprouvée et décrite à plusieurs reprises (MFS 2/2010). Comme la forme elliptique devait être respectée le plus précisément possible, la découpe des noyaux en polystyrène a été un peu plus complexe que d'habitude. Chaque aile est composée de neuf trapèzes. En conséquence, 20 gabarits de découpe (un pour la face supérieure et un pour la face inférieure) ont été nécessaires. Ils sont réalisés selon la technique ancestrale à la scie à chantourner électrique. Sous le coffrage en Abachi de 0,6 mm, il y a beaucoup de fibre de carbone. Un tissu biaxial de 90 g/m2 est laminé à un angle de ±45° à l'emplacement du D-Box et des volets. L'âme du longeron en Rohacell 51 est entouré d'une chaussette tressée en carbone d'épaisseur de paroi variable. Les semelles du longeron principal, avec 26 mèches (24 K) à l'emplanture et une mèche à l'extrémité de l'aile, sont dimensionnées de manière à pouvoir supporter les charges de flexion en vol en toute sécurité, tout en permettant une flexion agréable. Les surfaces ont été recouvertes avec un tissu de verre de 49 g/m2, également appliqué en diagonale, et un apprêt PU 2 K. Une fois de plus, Andi Schwerzmann a donné aux modèles une peinture aérosol 2K légère, appliquée de manière magistrale, qui a été polie en quelques heures jusqu'à obtenir un brillant élevé. Prêt à voler, une aile ne pèse que 928 grammes!



DuckHawk 1:3.5
Spannweite/ envergure:428 mm
Rumpflänge/ longueur du fuselage:181 mm
Flügelfläche/ surface alaire:69,1 dm2
Gewicht/ poids:5750 g
Flächenbelastung/ charge alaire:83 g/dm2
Profil/ profil:GS 1 10% → 7%
Motor/ moteur:Leomotion 3031-2400 mit Getriebe
Propeller/ hélice:RF 17×10
Akku/ accu:6S1P 3,7 Ah


La chose vole, et comment...

Déjà en mai 2015, mon DuckHawk a pu prendre son premier vol. CG et incidences se sont révélées exactes dès le début. Immédiatement, je me suis senti familier avec l'avion. Il couvre toutes les plages de vol, entre le vol lent et le vol rapide tel le faucon ainsi que, exception dans mon arsenal, il passe une vrille parfaite.

De toute évidence, les caractéristiques de vol du modèle sont très similaires à celles de l'original. Voici donc un résumé des impressions que le pilote Daniel Sazhin a rapporté après un vol de longue distance avec le DuckHawk sur 400 km dans les environs de l'aéroport de Blairstone, New Jersey:
«Le planeur fait absolument tout ce que le pilote veut. Il n'y a pas à combattre l'avion. La maniabilité dans toutes les plages de vitesses est excellente. Le planeur accepte bien les thermiques avec des volets positifs et peut cercler très lentement à 40 nœuds (74 km/h). Si les volets sont réglés négativement au moyen de l'interrupteur fixé au manche, l'avion accélère immédiatement à 160 nœuds (environ 300 km/h), après quoi il avance dans le ciel comme une fusée.» Daniel Sazhin a été étonné de voir comment le système de commande électrique assisté par ordinateur ajustait automatiquement et continuellement la position des volets dans des conditions optimales. Il a conclu son rapport par la remarque suivante: «Voler le DuckHawk était un plaisir absolu et ce serait un honneur pour moi de pouvoir le faire voler à nouveau.»



L'étincelle d'enthousiasme retombe un peu

Début juin 2015, j'ai rapporté dans un petit courriel à Windward Performance Ltd l'histoire de notre réplique du DuckHawk. J'ai fait l'éloge de ses bonnes caractéristiques de vol et j'ai joint quelques photos. Le même jour, j'ai eu une réponse. Ils ont été ravis et ont demandé des détails techniques. Il s'est avéré que le designer en chef Greg Cole pilote aussi des modèles réduits. Il était visiblement déçu de ne pas pouvoir obtenir un modèle de DuckHawk de notre part. Il a attiré notre attention sur son projet actuel, le GosHawk biplace, équipé des ailes du DuckHawk et d'un moteur électrique dans le nez du fuselage, qui allait effectuer son premier vol. Greg Cole a suggéré que nous construisions aussi cet avion. Je suis devenu un peu fier et embarrassé, parce que j'avais en partie anticipé cette évolution: mon DuckHawk a été dès le départ équipé d'un moteur électrique dans le nez...


Videos zum Bericht:

- Barnaby Lecture 2012 (coférence de Greg Cole): https://www.youtube.com/watch?v=Ln9fuR8uwlc
- Fin du vol entre l'Arcus et le DuckHawk: https://www.youtube.com/watch?v=5YEBvVdERbE



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