article originel mis en ligne le 26/06/2022 - mis à jour le 25/07/2022 (balance imprimée 3D V2 - en fin d'article)

 

 

J'avais déjà abordé ce sujet il y a quelques temps ici : https://le-blog-modelisme-rc-de-hal.over-blog.com/2018/10/determiner-la-position-du-centre-de-gravite-avec-une-balance.html. A la fin de l'article j'émettais quelques réserves sur la précision du résultat, en pointant les précautions à prendre lors de la mesure.

 

Avec le recul et l'expérience, j'ai remis le sujet à plat et je suis arrivé aux conclusions suivantes :

- le support bricolé en bois ne permet pas des mesures très précises en raison de sa rusticité. Il n'est pas non plus très facile d'emploi. En imprimant un support en impression 3D et en s'inspirant de la balance de pesée pour planeur commercialisée (entre autres je pense) par FlashRC on doit pouvoir gagner un peu en précision.

- La double pesée, une à l'avant et une à l'arrière, permettant de calculer la position du centre de gravité, est contraignante et assez pénible à faire. Et là j'ai eu un éclair se traduisant par une conclusion analogue à celle de l'oncle dans la Java des bombes atomiques : "à mesure que je deviens vieux je m'en aperçoit mieux j'ai le  cerveau qui flanche. Soyons sérieux disons le mot c'est même plus un cerveau c'est comme de la sauce blanche". Pourquoi faire 2 pesée sur la balance de centrage ? il suffit d'en faire une seule, la deuxième se déduit en soustrayant le résultat de cette pesée à la masse du modèle. La mesure de la masse totale du modèle étant elle très simple à effectuer.

 

Ci dessous la photo de la balance FlashRC. D'après ce qu'on m'a rapporté elle fonctionne bien. Mais son prix n'est pas négligeable et surtout on voit qu'elle n'est pas adaptée à un avion.

RETOUR SUR LA BALANCE DE CENTRAGE

Donc sur le même principe j'ai dessiné une balance pouvant convenir à des avions jusqu'à 1m60 d'envergure environ, voire 2 mètres (largeur du fuselage 14 cm maxi) en la destinant plutôt à des aile basses. Mais on pourra l'utiliser pour un avion aile haute mais il faudra sûrement le poser à l'envers sur la balance.

Le dessin a été fait sous Freecad. Il y a plusieurs parties :

- le corps lui même, belle pièce qui a demandé une trentaine d'heures d'impression. Je l'ai imprimé à l'envers et j'ai mis du support pour soutenir la "voute" dans sa partie centrale, ça augmente énormément le temps d'impression, on pourrait surement limiter la zone avec support. De même il doit être possible d'ajourer par endroit la pièce sans nuire à sa rigidité.

- les supports qui vont se positionner sous les ailes. Il y en a 4. Ils sont montés sur rotule (utilisation d'une bille de pédalier de vélo) ce qui leur permet de bien se positionner à plat sous l'aile. L'espacement maximum est de 16 cm mais on peut déplacer les supports arrière pour avoir 10 cm d'espacement, ce qui permet de l'utiliser avec le stellar

- Des "pieds" qui se rapportent à l'avant et à l'arrière du corps, et sont en forme de pointe ce qui permet d'assurer une distance précise entre les deux points de contact du support avec la balance à l'avant et le "sol" à l'arrière. Le "pied" arrière est plus long permettant d'assurer l'horizontalité du support quand le "pied" avant est posé sur la balance. j'avais prévu plusieurs positions possibles pour le pied arrière, en fait ça ne sert à rien.

- à l'avant des cales permettant de positionner précisément l'emplanture du modèle sur son support.

RETOUR SUR LA BALANCE DE CENTRAGE
RETOUR SUR LA BALANCE DE CENTRAGE

Pour faire la mesure de la position du centre de gravité :

- On mesure tout d'abord le poids de l'avion.

- On met le support en position, "pied" avant sur la balance et "pied" arrière sur le plan de travail. La position du "pied" avant sur la balance n'est pas critique et n'influe pas su la mesure (je l'ai vérifié avec ma balance) tant qu'on ne le met pas complètement au bord du plateau bien sur. Par contre il est important que le support soit bien à l'horizontale. 

- on fait le "zéro" de la balance.

- on met l'avion en place sur le support en positionnant le bord d'attaque (à l'endroit ou il rejoint le fuselage) contre les cales. L'avion doit être à peu près dans sa position en vol, donc environ 3 degrés d'incidence. Mais ce n'est pas critique, du moins pour un avion donc le centre de gravité n'est pas trop haut par rapport au dessous de l'aile. Ceci étant il ne faut quand même pas faire n'importe quoi ...

- On note le poids indiqué par la balance.

Après il ne reste qu'à calculer la position du centre de gravité, en appliquant la formule : 

CG = (poids avion - poids mesuré) / poids avion x (distance entre pieds) + (distance horizontale emplanture à pied avant).

Dans le cas du Volt présenté ici : CG = (3062 - 1306) / 3062 x 160 + 40 = 131,8 mm.

La mesure est reproductible, il n'y a pas de difficulté particulière pour l'effectuer. La balance multiplex m'a donné un centre de gravité situé à environ 131 mm de l'emplanture, le résultat est donc excellent. Bien entendu mon système n'est pas parfait et il y aura probablement une évolution d'ici quelques temps pour l'optimiser. Peut être passerai-je à une mesure par jauge avec un petit programme arduino, pour m'amuser, mais ce n'est vraiment pas indispensable. 

RETOUR SUR LA BALANCE DE CENTRAGE
RETOUR SUR LA BALANCE DE CENTRAGE

25 juillet 2022 : balance imprimée en 3D V2

 

Après avoir utilisé ma balance de centrage sur le Corsair, le Parkmaster et le Volt, la conclusion est que ça fonctionne et que c'est facile d'utilisation. Bien entendu quelques petits défauts sont mis en évidence. En fait j'en vois deux principaux :

- le support n'est pas assez haut pour que les roues soient au dessus du sol, et donc il faut se mettre le système de mesure sur un support assez étroit, de telle manière que le train ne vienne pas en contact avec le support. J'ai résolu le problème en me mettant sur un établi workmate. On pourrait envisage de modifier le support pour qu'il soit plus haut que la longueur des jambes du train. Mais d'une part ça augmente la quantité de matière utilisée, et d'autre part ça risque de rendre l'ensemble instable une fois l'avion posé sur le support. Donc je n'ai rien changé ..

- en fonction de la largeur du fuselage et dans le cas d'ailes ayant de la flèche il est parfois difficile de bien positionner l'emplanture de l'aile. Hors, ça entraine directement une imprécision du résultat. J'avais pensé au départ faire plusieurs cales, mais finalement je me suis dit que c'était plus simple de faire des cales à écartement variable. C'est simple, en utilisant le principe de la queue d'aronde.

Donc j'ai imprimé un nouveau support modifié. En même temps les 2 pieds ont été intégrés dans le support (ils étaient amovibles et pouvaient être déplacés dans la V1, ce qui ne sert à rien). J'ai enlevé de la matière par endroit, ça diminue le temps d'impression et utilise moins de matière. Enfin j'ai choisi un motif en grille rectiligne pour les supports, ça évite qu'ils se déforment au fur et à mesure qu'ils s'élèvent. Contrairement à la fois précédente j'ai imprimé la pièce à l'endroit, ça fonctionne mais il a fallu que je reprenne un peu les pieds (résine + microballon), parce que compte tenu de la finesse de la partie en pointe il présentaient des défauts

Ca donne cela :

 

RETOUR SUR LA BALANCE DE CENTRAGE

Le respect de la géométrie (distance entre pieds, distance entre point de contact balance/support et emplanture) sont importants. Ceci dit il ne faut quand même pas trop s'inquitér :

- si on fait une erreur sur la distance entre point de contact balance/support et emplanture, on retrouve cette erreur dans le résultat.

- si la distance entre les 2 pieds n'est pas exactement de 16 Cm .. pour le Corsair (4 kg 600) ça donne une erreur de 1mm sur la position du centre de gravité pour une erreur de 2 mm sur la distance entre pieds. 

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