Empennages

La problématique

Le rôle de l'empennage (ensemble des ailerons) consiste à assurer la stabilité de l'engin, en faisant en sorte que le centre de poussée (CdP) soit en dessous du centre de gravité (CdG), a une distance égale à environ un diamétre de l'engin.

Pour "faire descendre" le centre de poussée, on peut agir sur la surface des ailerons et leur position par rapport au centre de gravité. Plus les ailerons seront bas, moins la surface nécessaire sera importante.

Minimiser la surface des ailerons est important parce que s'ils améliorent la stabilité de l'engin, les ailerons ont une influence néfaste sur les performances puisque ils augmentent le poids, le coefficient de trainée et la surface offerte à la resistance de l'air. Il faut donc bien prendre en compte toutes ces considérations pour concevoir de bons ailerons.

Première réalisation

Lorsque j'ai débuté, j'ai d'abord recherché des solutions faciles à mettre en oeuvre avant de rechercher la performance, aussi mes premiers ailerons étaient réalisés en carton fort, taillés dans de vieux calendriers de bureau. La photo ci-dessous montre clairement qu'il s'agissait pour cette fusée d'un calendrier de 1998. Le collage était réalisé avec une colle à bois au polyuréthane dans un premier temps, puis avec de la PL Premium (grace à la générosité d'Hervé Brégent qui m'a fait cadeau d'un tube acheté aux USA). La PL Premium est une colle Polyuréthane qui est utilisée dans le batiment. En France, on ne trouve pas cette colle mais j'ai trouvé de la Sikaflex 11 FC qui semble similaire. Je n'ai pas fait d'essais comparatifs.

Le collage des ailerons sur le corps de la fusée nécessite un petit montage pour positionner correctement chaque aileron, puis pour maintenir les dits ailerons pendant que la colle daigne sécher. Les photos ci-dessous montrent ce que j'ai réalisé à partir de cartons d'emballage

CollageEmp2.jpg (36495 octets)

Le carton de base est découpé pour ménager un emplacement pour le bouchon de la bouteille et 4 emplacements pour les ailerons.

Les petits cartons collés verticalement maintiennent en place les ailerons.

Il ne reste plus qu'à encoller les ailerons et déposer la bouteille au centre.

La feuille de papier collée sur la bouteille permet de vérifier l'alignement des ailerons. (J'utilise aussi cette technique de la feuille de papier pour la découpe de bouteille)

Montage avant encollage et insertion de la bouteille. Simple et pas cher.

Réalisation actuelle

Pour améliorer les performances de mes fusées, j'ai abandonné le carton au profit du plastique PET récupéré sur des bouteilles.

Ces ailerons sont beaucoup plus légers et résistants, mais la réalisation est un peu plus compliquée. Ils sont constitués d'une feuille de PET pliée et collée. En effet, le plastique découpé dans une bouteille est fortement courbé, aussi en le pliant et en collant les deux parties, cela donne un ensemble plat.

En voici les étapes :

Réaliser un gabarit composé de deux fois le profil de l'aileron, réuni par le bord d'attaque. Sans oublier les rabats qui permettront de coller l'aileron sur le fuselage de la fusée
Découper dans une bouteille, la partie centrale cylindrique, puis fendre le cylindre ainsi obtenu, comme ci-contre, pour obtenir une feuille rectangulaire.
Tracer, à l'aide du gabarit, le contour de chaque aileron sur le plastique, en positionnant le bord d'attaque sur la pliure. Faire en sorte que la pliure se trouve soit sur une génératrice du cylindre que formait le morceau de plastique, soit perpendiculaire à une génératrice. Ceci permet d'avoir les deux parties de l'aileron avec la même courbure mais de sens opposé, ce qui fait qu'apres collage l'ensemble sera plat.
Tracer un trait au niveau de la pliure du rabat.
Plier la feuille de PET le long du bord d'attaque.
Coller les deux parties avec de la cyanolithe. Attention toutefois de ne pas coller les deux rabats pour la fixation des ailerons sur le fuselage. Pour cela , je replie ces deux rabats avant encollage. Sur la photo, une des faces de l'aileron est encollée.
Les deux parties sont alors rabattues l'une sur l'autre, il faut passer rapidement la main dessus pour bien répartir la colle partout.

L'aileron est alors pressé fortement entre deux planches et à l'aide de serre-joints. Les rabats sont à l'extérieur et repliés, de sorte qu'ils ne puissent pas être collés entre eux.

Découper les ailerons selon le tracé préalablement réalisé. La photo nous montre un aileron terminé.

Enfin coller les ailerons sur le fuselage

Ci-dessous une fusée 2 fois 2Litres avec l'empennage ainsi obtenu, un gros plan son empennage et un gros plan sur un autre empennage pour bouteille de 1,5 litre et que j'ai peint en orange fluo pour mieux le voir.