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Aux ornithoptères à élastiques

Réalisés par J-L Solignac *

 

 

J.-L Solignac a eu la gentillesse de nous adresser quelques résultats concernant ses constructions relatives au vol en intérieur de petits ornithoptères pesant aux environ du gramme.Le mécanisme très simple qu'il a adopté pour ses ornithoptères lui permet de réduire leur poids à environ 1 g , caoutchouc compris pour une envergure de 22cm. L'oiseau est mû par un moteur caoutchouc constitué d'un écheveau de 4 brins de 0,7mm de diamètre chacun. Il utilise des caoutchoucs achetés au rayon "pêche" des grands magasins.C'est un caoutchouc bien calibré et résistant qui n'a certes pas les qualités du caoutchouc Pirelli , puisque le coefficient k qu'il appelle coefficient de charge dans la formule qui donne le nombre de tours de remontage au voisinage de la rupture est de 2 au lieu de 5, voir 7 pour le Pirelli.

N=kl/racine²s où N=nombre de tour de torsion; l=longueur de l'écheveau;s=section de l'écheveau et k=coefficient caractéristique de la charge en torsion de l'élastique.C'est avec intérêt qu'il a constaté 2 résultats significatifs du rôle propulsif des ailes de l'ornithoptère.

Tout d'abord , la même formule vaut pour les maquettes d'avions et d'ornithoptères, pour relier la section s de l'écheveau de caoutchouc moteur à la masse m de l'engin volant.La sustentation étant assurée par une force propulsive P évaluée en générale au tiers du poids de l'engin (pour ne pas être trop exigeant sur la finesse de cet engin),on a mg/3.b/2=1,6.10^6.s^1,4 avec m en g=981cm/s²,b en cm et s en cm², pour un allongement de 6,tant pour l'hélice (diamètre de l'hélice /corde de la pale) que pour l'aile de l'oiseau (envergure des ailes/corde de l'aile).Pour les avions,b représente le diamètre de l'hélice, pour les oiseaux b représente l'envergure des ailes. ----->nota: ^signifie puissance

D'autre part, une même formule s'applique pour l'oiseau et pour l'avion,dans l'expression de la force propulsive P en fonction des caractéristiques géométriques de l'élément propulseur (hélice ou aile) et de la vitesse de rotation exprimée en nombre de tours par seconde n ,soit de l'hélice pour les avions , soit de la manivelle qui entraine le battement d'ailes pour les oiseaux:

P=3.10^-3n²(b/2)^4theta² avec Theta =1/3.

Pour les avions Théta =1. Pour les oiseaux, Théta =1/3, vu que le débattement angulaire de l'aile n'est aue de 2pi/3 par tour de manivelle.

 

Ces 2 résultats confirment le rôle propulsif des ailes de l'Ornithoptère qui fonctionnent comme des pales d'hélice en mouvement alternatif. C'est cette propulsion qui,sous l'effet de la vitesse acquise donne sa sustentation à l'aile dont la surface projetée horizontale varie peu au cours du battement d'aile qui intéresse essentiellement son extrémité.

 

 

* J-L Solignac est un ancien chef de division adjoint "Aérodynamique Fondamentale", de la Direction Aérodynamique de L' ONERA.

 

 

 

Comment les oiseaux volent-ils selon Jean-Louis Solignac .

 

 

Le Mécanisme du vol ramé selon Jean-Louis Solignac.

 

 

Analogie de Propulsion

 

 

Schéma vue Supérieure

 

 

Shéma vue Supérieure 3D

 

 

Schéma vue de profil

 

 

Schéma vue antérieure

 

 

Schéma du mécanisme

 

 

Taille de l'ornithoptère

 

 

L'ornithoptère vu du dessous

 

 

Détail d'unearticulation( Vue latérale)

 

 

Détail d'une articulation (vue postérieure)

 

 

Mécanisme ( vue de dessus)

et crochet antérieur

 

 

Mécanisme (Ailes en position haute)

 

 

Equilbrage

 

 

Mécanisme (vue antéro-supérieure)

 

 

Mécanisme (vue supérieure)

 

 

Détail de la manivelle et des fourchettes

 

 

Autre vue de la manivelle ( noter la mine de crayon alésée)

 

 

L'attache postérieure de l'élastique

 

Comment remonter la mécanique (Notice)

 

 

Vidéo (1,4Mo) Remontage et fonctionnement du mécanisme

 

Film (Cliquer sur la photo, pour lancer le film)

 

Cliquer sur la photo pour l'agrandir

 

Nous remerçions encore ici ,Mr Solignac pour les schémas qu'il a eu la gentillesse de nous communiquer ainsi que les légendes et explications relatives à la réalisation de ses petits ornithoptères à élastiques. Nous lui souhaitons d'augmenter sa volière et de le voir participer aux prochaines rencontres indoors avec de nouveaux oiseaux.

 

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