Tout sous les yeux

Ce qui s'était développé au cours du dernier tiers du XXe siècle sous le terme d'« aviation électrique » n'était en fin de compte que l'histoire d'une gestion créative des contraintes. On sait bien que c’est vers 2003 que les batteries LiPo ont tout changé. Associés à une nouvelle génération de moteurs (sans balais) développée quelques années auparavant, les systèmes de propulsion électriques avaient désormais soudainement le potentiel de sortir de leur univers jusqu’alors « réservé » aux passionnés de propulsion électrique. C’était d’ailleurs une bonne chose, car dans de nombreux endroits, la sensibilité croissante aux questions environnementales rend l’utilisation des moteurs à combustion de plus en plus difficile. L’ancienne armée de volontaires s’est transformée en une armée de « condamnés à l’électrique ». Celle-ci a un besoin important d’informations, car si les motorisations électriques ne sont certes plus moins performantes, elles restent toutefois totalement différentes.

Alors qu’autrefois, quelques centimètres cubes supplémentaires donnaient des ailes à pratiquement n’importe quelle voiture, le « tuning moteur » sur les motorisations électriques entraîne désormais une série d’opérations de mise à niveau. Il est donc judicieux – et enfin possible – d’envisager la motorisation et le modèle de manière quasi globale. Cela permet non seulement d’éviter les mauvais investissements matériels, mais aussi de se épargner bien des déceptions ultérieures.

La question n’est donc plus : « Quel moteur dois-je acheter ? », mais : « Comment le système de propulsion et le modèle doivent-ils être conçus dans leur ensemble pour obtenir le résultat souhaité ? » Il s’agit toutefois d’un sujet extrêmement complexe, et même les passionnés de modélisme électrique de longue date doivent admettre qu’ils ont eux aussi dû vivre de nombreuses expériences mouvementées avant de vraiment maîtriser le sujet.

et ont franchi le pas, c'est-à-dire qu'elles ont vraiment tout fait intuitivement correctement lors de l'interprétation d'un modèle.

Mais il existe désormais des ordinateurs et des outils associés – généralement appelés « configurateurs de propulsion » – permettant de simuler certaines configurations de propulsion. Même si la « qualité des prévisions » varie parfois considérablement, ils sont généralement très utiles

pour harmoniser la batterie, le moteur (et son bobinage) et l’hélice de manière à disposer d’une puissance suffisante sans pour autant qu’aucun des composants ne fonctionne dans la zone rouge. C’est déjà la moitié du chemin, mais rien de plus ! Car il arrive que certains ensembles de propulsion parfaitement harmonisés entre eux semblent parfois déplacés dans le modèle, par exemple parce que, même si la poussée statique est correcte, les données dynamiques du modèle n’ont pas été suffisamment prises en compte lors de la conception.

C'est là qu'intervient PROmax, un logiciel développé par le Dr Klaus Proetel. Ce programme de calcul de modèles fonctionne sous Excel et « raisonne » de manière globale. Contrairement à la plupart des programmes de propulsion connus, il ne se contente pas de prendre en compte les valeurs statiques du système de propulsion, mais intègre dès le départ le modèle et son aérodynamique. Ce n’est pas une tâche des plus faciles, car les modèles présents sur nos terrains sont presque aussi variés que les personnes qui s’y amusent. La qualité d’un calcul dépend toujours de celle des

Les données d'entrée qui lui ont été fournies. Mais on se rapproche déjà nettement plus de la réalité si, par exemple, on ne se contente pas de prendre en compte l'envergure, la surface portante et le poids du modèle, mais si l'on connaît également la finesse. Or, cela n'est que très rarement le cas. C’est pourquoi le programme formule ici lui-même une hypothèse qui s’appuie en outre sur le type de modèle, la disposition des ailes ainsi que le diamètre du nez. Le profil de l’aile n’est pas

non pris en compte, ce qui limite naturellement quelque peu la précision des calculs. Néanmoins, pour les appareils rapides, cela fait une différence notable que le calcul de la propulsion se concentre uniquement sur des mesures statiques de la vitesse de rotation $n_{100}$ d’une hélice ou que des caractéristiques réellement dynamiques constituent la base du calcul. Le développeur a ici, au cours d’essais de mesure assez complexes (probablement à la limite de la légalité au regard du code de la route allemand), mesuré le comportement des hélices sous un écoulement pouvant atteindre

30 m/s (soit environ 110 km/h) et l’a documenté avec la plus grande précision à l’aide d’un dispositif de mesure doublé. Cela permet des extrapolations suffisamment précises jusqu’à environ 50 m/s (soit 180 km/h).

Ce faisant, il a démasqué bien des mensonges publicitaires. Il s’est avéré, par exemple, que si les valeurs de pas imprimées résistent parfaitement aux mesures angulaires, certaines pales, même à une vitesse de rotation relativement faible

En ce qui concerne les versions électriques, on aimerait bien savoir si elles tiennent leurs promesses à plein régime, tout comme elles le font à l’arrêt.

Aux débuts de l'aviation électrique, beaucoup ne comprenaient pas à quoi pouvait bien servir un variateur de vitesse. On s'est contentait déjà que ça fonctionne, tout simplement. Aujourd'hui encore, de nombreuses formules de calcul se basent exclusivement sur le cas de la « pleine puissance ». Mais

Le moteur, qui reste aujourd'hui encore le cœur de tout système d'entraînement, est soit extrait d'une base de données (qui ne cesse de s'enrichir), soit saisi par l'utilisateur lui-même. Dans le cas le plus simple, les données nécessaires peuvent être tirées des informations figurant dans la brochure, mais l'utilisateur doit alors faire preuve d'une grande confiance ou, à tout le moins, accepter un certain risque lié aux prévisions.

Si l’on dispose de séries de données de mesure fiables fournies par le fabricant ou le distributeur, ou encore de ses propres mesures, celles-ci peuvent être saisies dans le système sous forme de mesure en deux points (voir le masque jaune). Plus les valeurs de fonctionnement sont proches de la fenêtre des mesures d’essai, plus les calculs effectués par l’ordinateur sont précis.

Ceux qui avaient l’habitude de ne jeter qu’un œil au rendement du moteur découvriront que PROmax ne se concentre pas uniquement sur ce seul paramètre « eta », mais montre également dans quelle mesure les autres composants de la transmission (batterie, régulateur, boîte de vitesses, hélice) contribuent au résultat global. Cela suscite bien des prises de conscience.

Celui qui ne se contente pas de choisir la bonne solution, mais qui cherche même, dans la mesure de ses moyens, la meilleure…

Si l'on souhaite disposer d'un ensemble d'entraînement spécifique ou, par exemple, optimiser non seulement les performances mais aussi les coûts, il est indispensable de comparer les différents systèmes. PROmax adopte donc systématiquement une double approche et propose toujours, en parallèle, un calcul alternatif. Cela permet d'effectuer des comparaisons directes. On peut les considérer comme des séries de chiffres ou comme un ensemble de courbes, ces dernières, sous forme de graphiques Excel, invitant particulièrement à « jouer » avec les paramètres. À l’aide de boutons, on peut modifier rapidement les différentes variantes et on voit immédiatement ce qui se passe lorsqu’une

cellule est ajoutée ou supprimée, si l’on « lève un peu le pied » ou si la vitesse de vol supposée ou calculée change, ou encore si le rapport de réduction de la boîte de vitesses varie. Cependant, et il faut malheureusement le dire, cette double représentation limite encore davantage la clarté de l’affichage, à laquelle il faut déjà s’habituer. Le fait que PROmax utilise l’interface Excel rend les cellules très petites si l’on souhaite toutes les garder à l’œil. De toute façon, même pour les adeptes d’Excel, le système n’est pas forcément intuitif au premier abord. Mais là où il y a tant de logique, il y a forcément un moyen de s’en sortir. La prise en main du programme ne prend pas plus de temps que celle d’un nouveau chargeur universel. L'aide interactive « Easy-Hilfe » fournie y contribue également, même si l'on a parfois l'impression que, dans ce cas précis, moins serait parfois synonyme de mieux.

Les simulations informatiques incitent à un « jeu sans limites ». Après tout, en tant que programmeur, on ne souhaite pas laisser de zones inutilisées dans l'espace mémoire. C'est pourquoi il a découvert

Dans pratiquement tous les programmes de ce type, l'auteur intègre des gadgets, des petites fantaisies, en somme, qui sont jolis, divertissants, mais pas forcément utiles ni même indispensables. Bien sûr, des critères subjectifs entrent également en ligne de compte dans cette évaluation.

Selon l’auteur, PROmax n’en est lui-même que partiellement exempt. On a tout simplement voulu satisfaire toutes les attentes. Il est ainsi possible, par exemple, de déterminer l’impact sur le budget consacré au loisir en saisissant les prix des différentes pièces (à condition que l’épouse ne le voie pas).

Ce qui est plus intéressant, ce sont les poids des composants : lorsque vous les saisissez, les nombreuses macros enregistrées permettent non seulement de déterminer la masse totale du modèle, mais aussi de calculer (approximativement) sa plage de vitesse. On constate par exemple que le passage des batteries NiMH aux LiPo entraîne une diminution de la vitesse de charge. Cela encourage à investir dans du nouveau matériel ! Bien sûr, on peut également consulter l’autonomie prévue du moteur. Si vous le souhaitez, le système prend également en compte la pression atmosphérique, la température et l'altitude du site de vol. PROmax calcule bien sûr également les modèles multimoteurs.

Le tableau de saisie offre une vue d'ensemble de toutes les données saisies.

Le modèle d'entraînement, avec son coefficient de glisse de 13 et son poids de 2,23 kg, présente une résistance aérodynamique de 2,4 N en vol horizontal à une vitesse de 20 m/s. Dans cet exemple de propulsion, un « réglage des gaz » de 0,58 suffit pour générer la poussée correspondante, également de 2,4 N. À « plein gaz », indiqué ici en vert, la configuration permet un angle de montée de 27,1 degrés. À noter : cette configuration permet d'atteindre 2 840 mètres de gain d'altitude.

Une petite sélection de valeurs d'affichage sous forme de graphique Excel. L'avantage : en cliquant sur les flèches (en haut), on peut modifier tous les paramètres essentiels. Le résultat de la modification s'affiche alors immédiatement.

et même des trains de remorquage entiers. Le planeur est alors pris en compte dans le calcul comme étant sans propulsion, mais avec tous ses paramètres (poids, aérodynamique approximative). L’avantage concret de ce système de calcul couvrant l’ensemble du scénario de propulsion réside sans aucun doute dans le fait qu’il offre à l’utilisateur – et ici, on pense avant tout à celui qui change de mode de propulsion et qui, jusqu’à présent, raisonnait selon d’autres schémas – une vue d’ensemble des interactions. Il voit immédiatement tout ce qui change encore (!) lorsqu’il ajoute seulement quelques cellules ou qu’il passe à une

hélice présentant un pas plus faible et un diamètre plus important. Ce n’est qu’une fois ces relations comprises que l’on est en mesure de véritablement saisir le fonctionnement de la propulsion électrique.

Il ne fait aucun doute qu'à l'avenir aussi, il sera possible de s'amuser avec l'aéromodélisme sans ordinateur. Ceux qui classent des objets tels que l'ordinateur dans la catégorie des « gadgets dernier cri » ne trouveront guère, même dans les programmes de calcul de propulsion, l'accélération qui les propulsera dans le XXIe siècle. Le programme ne prend pas non plus en compte...

ne prétend en aucun cas répondre à toutes les questions. Ainsi, chez PROmax, on n’a par exemple rien à voir avec le vol en intérieur. Ceux qui estiment déjà devoir s’attaquer à suffisamment de problèmes complexes pendant leurs heures de travail et préfèrent laisser les questions d’optimisation à d’autres ne devraient ni perdre leur temps ni gaspiller leur argent ici. Car un programme dans lequel tant de travail a été investi ne peut tout de même pas être entièrement gratuit (la protection contre la copie semble d’ailleurs fonctionner).

Comme déjà évoqué plus haut, le grand avantage du programme réside dans le fait qu’il aide non seulement à calculer la propulsion électrique, mais aussi à la comprendre. Quiconque prend la peine de parcourir attentivement l’aide « Easy » découvrira une multitude d’informations intéressantes et utiles sur la technologie de la propulsion électrique (même s’il existe également de la littérature spécialisée sur le sujet). L’auteur ne pense pas seulement ici à ceux qui souhaitent passer à l’électrique, mais aussi aux revendeurs spécialisés soucieux d’offrir des conseils qualifiés. Ces derniers n’ont en effet pas la tâche facile face à la diversité actuelle de l’offre. Ici, les solutions de motorisation pourraient être élaborées avec le client directement au comptoir et les alternatives

. Contrairement aux configurateurs de motorisation généralement très utiles disponibles sur les sites des constructeurs, le système PROmax fonctionne de manière indépendante des marques. Le client peut lui-même influencer fortement le processus de décision ; il est convaincu, pas persuadé ! Beaucoup trouveraient déjà utile qu’un tel programme soit disponible au sein d’un club ou d’un cercle d’amis, afin de pouvoir se consacrer ensemble à l’optimisation de la motorisation. Car bien sûr, ce service n’est pas gratuit. D’après les informations actuellement disponibles sur le site (http://www.proemo.de), une licence annuelle coûte 95 €, tandis que les élèves et les étudiants bénéficient d’un tarif de 75 €. En contrepartie, PROEMO offre un service très complet, comprenant notamment une consultation téléphonique d’introduction. Compte tenu notamment de l’existence d’autres calculateurs de puissance téléchargeables gratuitement, ce prix peut sembler élevé pour le moment. Mais cela se relativise si l’on considère qu’une batterie LiPo 3 cellules de 3 900 mAh, par exemple, coûte 99 € (+ frais de port forfaitaires). Si, grâce à votre expertise acquise, vous ne la cassez pas, vous aurez déjà économisé au moins 4 € ! Même la conjointe la plus sévère n’aura plus rien à redire.