Maquettes d'avions en mousse pour le vol d'intérieur

Introduction à la mousse

Tant de personnes nous ont questionnés sur notre méthode pour construire des maquettes en mousse que nous avons pensé qu’un document d’information pourrait convaincre plus de de modélistes d’essayer ce matériau par eux-mêmes. La mousse est le matériau idéal pour reproduire des aéronefs à revêtement travaillant tels que ceux qui volèrent lors de la deuxième guerre mondiale, ou toute structure avec des courbures composées. Les compétences requises pour travailler la mousse sont différentes de celles qui sont utiles à la construction en balsa et papier mais elles s’acquièrent rapidement avec la pratique. Le matériau est bon marché, facile à trouver et de bonne qualité. La mousse est plus légère que le balsa mais son travail n’est pas aussi satisfaisant. Cependant les modèles en mousse prennent forme très rapidement et ils peuvent être recoupés et modifiés aisément. La mousse est également flexible et pardonne les crashs, avec l’avantage d’une réparation simple. Le balsa et le papier garderont toujours leur charme mais en choisissant un bon sujet de modèle en mousse, vous obtiendrez plus de réalisme et de performance. Nos cacahuètes et pistaches ont réussi des vols d’une minute trente en compétition et nous avons prouvé que des bimoteurs et même des quadrimoteurs sont parfaitement réalisables. Vous avez seulement besoin d’un plan 3 vues pour commencer la construction, il n’y pas besoin de plans de construction et cela rend accessible une grande variété de prototypes. Lancez-vous !

La sécurité avant tout

La mousse de type styrofoam contient du gas méthyl-chloride qui est relargué lors de la découpe. Ce gaz est dangereux pour la santé. Evitez une surexposition par une bonne ventilation ou une extraction mécanique par ventilateur. Réduisez le stockage des déchets au minimum.

Même si la découpe au fil chaud décrite ici ne fonctionne qu'en 12V, utilisez la en sécurité avec de bonnes connexions électriques, et évitez les risques de feu.

Toute activité d'aéromodélisme est risquée. Gardez les outils coupants hors de portée des enfants. Portez un masque lorsque vous poncez ou lorsque vous peignez à l'aérographe et si possible utilisez une extraction par aspiration. Suivez les recommandations de sécurité des fabricants de peinture et colle.

Faites attention, tout le temps.

Le matériau

Au Royaume Uni nous utilisons une mousse bleue fabriqué par Dow, le Floormate 200, mais il existe des variantes dans tous les pays. Grâce à Richard Spurgeon de Philadelphie, qui a effectué des recherches sur le sujet, nous pouvons recommander le Styrofoam Highload 60, qui est légèrement plus lourd que notre Floormate 200 européen. Le Highload 60 est utilisé pour l’isolation dans l’industrie. Le Highload 40, plus léger, ne se ponce pas bien.

La découpe

Les formes simples se coupent idéalement au fil chaud. Vous pouvez fabriquer cet équipement (voir plus loin). Une perceuse Dremel ou une scie vibrante sont également utilisables. Une scie à métaux fera l’affaire tout autant qu’une scie à chantourner ou une scie à main.

Le ponçage

Il y aura vraiment beaucoup de ponçage et nous recommandons fortement de porter un masque. Inhaler des particules minuscules peut affecter la santé, alors pourquoi prendre ce risque ? De même, prenez soin de porter des lunettes de protection en utilisant les outils de meulage ou de ponçage des mini perceuses.

Vous aurez besoin de papier de verre du plus grossier au grain 1200 pour la finition. Fabriquez-vous une gamme de limes avec ce papier e verre, y compris avec des formes arrondies. Des surfaces plates, disons de 50 mm de large, seront utiles pour aplanir rapidement le matériau. Pour la finition travaillez avec le papier à la main, et découpez le en forme d’ovale pour cesser d’abimer la surface. La mousse est très fragile et nécessite de la pratique pour obtenir une jolie surface. Cela aide de travailler sur une surface souple (molle), une feuille de caoutchouc ou une chute de mousse pour éviter de marquer la surface lissée. Balayez au pinceau régulièrement les fragements et la poussière sur la pièce et le chantier L’électricité statique rend ce nettoyage difficile, cela aidera de s’interrompre un moment pour la laisser s’évacuer. Tout comme le balsa la mousse se courbera si vous ne poncez que d’un côté. Elle se remettra droite si donnez quelques coups de l’autre côté. Vous verrez que la découpe au fil chaud laisse la surface fondue, qui doit être poncée avant d’obtenir une surface lisse.

Colles

Une bonne colle blanche ponçable ou une résine aliphatique feront l’affaire pour la majorité des jointures. La cyano doit être « sans odeur », spécial mousse, et il faut éviter l’accélérateur qui à tendance à faire fondre la mousse. L’époxy convient mais elle est lourde.

Fuselages

Dessinez la vue de côté sur la mousse deux fois (1). Nous utilisons pour cela des gabarits en cartons comme guides. Découpez les deux côtés (2) et collez-les ensemble avec des petits morceaux de scotch double face (3). Dessinez la vue en plan sur le bloc (4) et découpez la forme (5).

A présent coupez et poncez le bloc pour le modeler (6) en faisant constamment référence aux photos et aux plans. Omettez tous les détails tels que les entrées d’air, verrières, radiateurs, etc. essayez juste d’obtenir la forme de base. Utilisez une lame de scalpel neuve pour la découpe puis utilisez du papier de verre de plus en plus fin. Faites des gabarits si vous le souhaitez, nous préférons travailler à l’œil. Lorsque vous êtes satisfait de la forme et de la finition, séparer les deux moitiés. Si elles résistent, insérer de l’essence de briquet dans le joint.

Ceux parties doivent maintenant être évidées pour atteindre une épaisseur d’environ 1,5 mm (1/16) voire même 1 mm (1/32) à l’arrière. Avec la pratique ce n’est pas aussi difficile qu’il n’y paraît. Nos premiers modèles étaient creusés à la main en faisant des entailles profondes en V pour extraire des quartiers, puis en finissant au papier grossier, et enfin au papier fin. Aujourd’hui nous utilisons une perceuse de petite puissance et nous commençons par une meule en corindon pour finir par une disque de meulage, tout en regardant à la lumière en permanence pour vérifier l’épaisseur et en complétant par l’estimation de l’épaisseur entre le pouce et l’index. Vous pouvez dire que la mousse est très fine lorsqu’elle commence à devenir blanche éclairée par l’arrière. Utilisez ces outils comme si c’étaient des pinceaux et vous serez rapidement à l’aise. Ne vous inquiétez pas si l’épaisseur est trop fine à certains endroits, du moment que vous n’avez pas fait de trous (si vous en faites il faudra coller une rustine à l’intérieur).

Ayez comme objectif de rendre l’arrière aussi léger que possible, mais laissez le nez avec un peu plus d’épaisseur, cela aidera pour le centrage. Essayez de travailler les arêtes et les coins pour que tout soit aminci. Faites la finition en lissant au papier de verre fin, en traquant toutes les bosses au toucher. Le secret de la réussite des ces modèles en mousse est largement du à ce processus d’évidement. Si vous le réalisez bien cela se convertira en pure performance. Quand les deux moitiés ont été creusées, nettoyez les bords et enduisez-les de colle blanche, assemblez les deux moitiés et maintenez les l’une contre l’autre avec des morceaux de ruban adhésif de masquage.

Ailes

Découpez un bloc de mousse (1) plus grand que les ailes d’environ 5 mm. Faites des gabarits en carton (2) pour matérialiser l’angle des ailes, puis découpez au fil au chaud (ou poncez) pour obtenir la forme désirée.(3)

Dessinez les contour des ailes puis découpez en laissant 3mm de marge. En utilisant une râpe grossière, enlevez de la matière pour obtenir un profil (6a). Quand l’extrados est terminé, il faut maintenant réaliser le creux du profil en utilisant une lime demi ronde ou du papier enroulé autour des doigts. Visez une section comme 7a et prolongez la courbure jusqu’aux extrémités. Examinez le tout avec les doigts pour détecter les bosses. Essayez absolument de garder l’épaisseur aussi fine que ce que vous pouvez oser, mais n’allez pas trop loin aux extrémités.

Pour une aile de cacahuète, la hauteur du profil est souvent autour de 6 ou 7 mm, mais l’épaisseur à la cambrure maximale peut descendre à 3 mm, en s’affinant à 1,5 mm aux extrémités. Lorsque vous êtes satisfait, découper l’aile à sa forme définitive (8), arrondissez le bord d’attaque (LE) et affiner le bord de fuite (TE) jusqu’à l’épaisseur d’une lame de couteau (9). Enfin équilibrez l’aile sur une arête fine pour détecter une aile plus lourde que l’autre et corrigez par ponçage le cas échéant. A présent, découpez l’aile en deux en conservant une mince "nervure" témoin de la section, ce sera bien utile par la suite. (10). Relevez les deux moitiés au dièdre désiré puis poncer l’emplanture pour rétablir l’angle de raccordement (11). Levez à nouveaux les saumons pour assembler définitivement l’aile (12).

Un dièdre important est nécessaire pour avoir un modèle raisonnablement stable. Nous prenons des libertés dans ce sens lorsque l’avion réel a des ailes plutôt plates mais nous profitons d’un fort dièdre à l’échelle lorsque c’est le cas. L’avantage de la mousse est que vous pouvez redécouper et essayer à nouveau si le test de plané montre que le dièdre est insuffisant.

Surfaces de queue, empennage

Découpez de fines planchettes d’environ 2mm d’épaisseur et dessinez dessus les formes de la surface. Découpez puis poncez pour obtenir un profil, tout en amincissant en allant vers les extrémités. Nous avons tendance à augmenter les surfaces de stabilisateur et de dérive de 5 à 10% pour favoriser la stabilité en vol. Si vous faites de même veillez à garder les mêmes proportions en ajustant la corde et l’envergure.

Assemblage

Découpez le dessous du fuselage (pour un avion à aile basse) en utilisant la nervure mise de côté comme un gabarit. Les surfaces composées ne facilitent pas la tâche et il faudra procéder à tâtons, en prenant son temps. Gardez bien la partie découpée pour la remettre en place après assemblage. L’aile doit avoir une incidence de 3 à 4°. Découpez l’emplacement du stabilisateur, ou ajustez le sur le dessus si c’est plus approprié.

A ce stade vous avez réalisé un maquette d’avion en mousse, vous pouvez alourdir le nez (temporairement) et effectuer des tests de plané. Si vous avez réussi à construire très léger, vous serez surpris de la lenteur du vol en plané. Ayez pour objectif un plané sans à-coups et notez la position du centre de gravité, qui devrait se trouver entre 20% et 30% de la corde en partant du bord d’attaque.

Raccordements d’ailes ou Karman

Ils sont difficiles à réaliser mais le jeu en vaut la chandelle. Les uns utilisent du papier bond bleu travaillé humide avec de la colle blanche. Les autres découpent des feuilles de mousse aussi fines que du papier et les courbent pour les mettre en forme avec les doigts.

Détail du nez

Pour un moteur radial découpez un disque dans du contreplaqué de 8/10 adapté à l’ouverture du nez puis collez-le légèrement en retrait.

Fabriquez le nez avec du balsa dur contrecollé, en ajoutant de chaque côté une face en contreplaqué. Le palier est un tube en laiton. Coudez un crochet en forme de "S" dans de la corde à piano s’adaptant au tube et mettez le de côté.

Fabriquez le brut pour la casserole, et tournez le avec une petite perceuse électrique. Coupez et poncez alternativement pour vous rapprocher de la forme.

Les pales d’hélice sont découpées dans des pots de yahourt ou de crème, dont l’épaisseur ne doit pas être trop fine. Vous pouvez faire 6 pales dans un pot. Tracez une verticale sur le pot et dessinez une ligne inclinée de 5° vers la gauche pour une hélice tournant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Utilisez un gabarit pour tracer la forme de la pale et découpez la aux ciseaux. Une bonne forme de pale peut être calquée sur une Peck (Polymers) ou une Tern, mais prévoyez un pied de pale un peu plus large pour qu’il ne soit pas trop fragile. La courbe naturelle du pot donnera la forme hélicoïdale appropriée à la pale.

Diamètres d"hélice : cacahuètes 128 mm, Pistachio 80 mm. A noter, nous avons utilisé récemment un nez réglable Knight & Pridham, ils sont très performants pour des cacahuètes et des modèles plus grands.

Pour une hélice tripale, dessinez les emplacements à 120° et inclinez le pied de pale à 45° avec un gabarit. Découpez un emplacement pour les pales avec un scalpel en essayant de respecter l’angle pendant la découpe. Vous pourriez avoir besoin d'un gabarit. Fixez les pales avec une goutte de cyano après avoir d'abord fait tourner l'hélice pour vérifier le bon alignement et la symétrie.

Coupez l'excédent du tube en laiton à l'arrière de l'hélice puis assemblez l'hélice avec le nez comme sur le schéma. Avec cette méthode nous avons réalisé des hélices de 2 à 5 pales sur mesure. Adaptez la méthode à votre configuration.

Broche et caoutchouc

Nous avons conclu que la position de la broche ne doit pas être trop en arrière pour faciliter le réglage du centre de gravité. Pour vous repérer, installez-la à mi chemin entre le bord de fuite de l'aile et le bord d'attaque du stabilisateur. Nous utilisons deux méthodes.
1. confectionnez un petit carré de balsa dur 15/10 et insérez-les dans les côtés avec un scalpel bien aiguisé ou
2. avant de coller les deux moitiés, collez à l'époxy à l'intérieur des carrés en CTP 4/10.
Avec une mini perceuse faites les trous de passage pour le plus petit tube en aluminium que vous aurez pu trouver.

Caoutchouc

Utiliser du caoutchouc TAN2, disponible chez SAMS par exemple Liens, en largeur allant de 15 thou à un quart de pouce (6,35 mm). Pour se repérer, une cacahuète de poids moyen nécessitera un caoucthcouc de 80 à 100 thou, soit de 2 à 2,5 mm. Mais cela dépend beaucoup du poids et de la trainée. Une seule méthode : essayer. Utilisez une boucle d’une longueur comprise entre 2 et 2,5 fois la distance entre l’hélice et la broche. Et lubrifiez un peu.
Thousand of an inch Thou : conversion des unités.
1 thou = 0.0254 mm
1 mm = 39.37 thou
60 thou = 1,5 mm ; 80 thou = 2 mm ; 100 thou = 2,5 mm

Verrières

Sculptez une forme en balsa pour la verrière et finissez-la au papier de verre. Ne peignez pas cette forme, et n’appliquez pas de bouche pores.
Montez cette forme sur une poignée et faites une plaque de base en contreplaqué, voire même en carton. L'ouverture dans la base doit laisser un espace de 2 mm autour de la forme. Arrondissez les arêtes de l’ouverture. Choisissez un morceau d’acétate de qualité moulage ou du polystryrène transparent et agrafez le sur la base. Retournez la pour la mettre devant une source de chaleur (avec prudence) et attendez que l’acétate se ramollise et fume, puis retournez rapidement la base afin d’y plonger la forme à travers. Si vous deccendez trop loin l’acetate sera trop fin. Si vous laissez un angle alors il sera plus épais d’un coté que de l’autre. Il vous faudra certainement plusieurs essais pour y arriver, et un matériau qui se ramollit rapidement et se moule à basse température vous aidera.

Décoration et détails

Nous utilisons de la peinture Humbrol Matt Enamels diluée au white spirit et pulvérisée en très fines épaisseurs. N’utilisez pas de peinture brillante. Ne rien utiliser contenant de l’acétone ou diluable à l’acétone (comme de l’enduit nitro cellulosique), ce qui ferait simplement fondre la mousse. La peinture acrylique Tamiya est aussi utilisable sur la mousse.

Les couleurs claires, comme le blanc ou le crème, sont un problème parce que la couleur bleue du support se voit à travers. D’un autre côté les gris fonctionnement bien et le bleu "brut" naturel est proche du Hellblau utilisé pour le dessous des ailes des avions allemands et russes. Le rendu métallique est difficile à obtenir mais la peinture aluminium poli de Tamiya donne un bon résultat honorable si appliquée sur un gris pâle servant de primaire.

Voler

Equilibrez la maquette pour que le centre de gravité soit entre 25% et 30% de la corde, et remontez à 350 tours. Si l’avion plonge, enlever un peu de poids dans le nez ou relever un peu le stabilisateur. Il va peut-être décrocher et même se mettre sur le dos. Ne vous désespérez pas et ajouter du poids à l’avant jusqu’à avoir un plané accompagné par la puissance du caoutchouc. Si vous voulez tourner à gauche, braquer la dérive à gauche. Augmentez le remontage jusqu’à 500 tours et observez attentivement le résultat, et corriger toute tendance au marsouinage par plus de poids à l’avant ; à moins que la maquette ne dispose d’une trop grande puissance, auquel cas il faut un caoutchouc plus petit, diminuez par exemple de 1/10 mm. Si le modèle descend et se pose, ou bien s’il n’arrive pas à prendre d’altitude même avec 1000 tours alors il manque de puissance. Agrandissez la largeur du caoutchouc de 1/10 à la fois pour obtenir la bonne taille.
Si vous obtenez un virage à gauche stable, le modèle peut voir son aile gauche s’enfoncer et amorcer une spirale. Essayez d’abaisser l’aileron gauche pour soutenir l’aile. Relever l’aileron droit aura un effet similaire. Remontez plus, le maximum se situe entre 1000 et 1300 tours. Si la maquette vole bien mais ne grimpe pas, tirez sur le manche : relevez un petit peu le stabilisateur.
Vous serez peut-être surpris par la longueur de nos moteurs en caoutchouc, la boucle fait deux à deux fois et demi la longueur entre crochets. C’est la seule manière d’augmenter le temps de vol. La plupart de nos maquettes de monomoteurs en mousse ont un centre de gravité bien avancé (disons 25% de la corde) et un stabilisateur légèrement relevé. La dérive assure à elle seule le virage à gauche et l’aileron gauche sert à soutenir l’aile intérieure dans le virage.
Une maquette en mousse bien construite peut dépasser la minute en intérieur, avec une vitesse réaliste, ce qui, à nos yeux, est le principal objectif.

David Deadman (et merci à Peter Frostick, qui nous a montré comment faire !)