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Drones et aéromodélisme

Drone Pointer de 4,5 kg

Les drones qui sont des engins volants sans pilote, sont utilisés pour différentes missions dont les principales sont la photographie aérienne et le renseignement. Certains sont aussi utilisés pour des applications civiles comme l'agriculture et la météorologie.
Ces engins ressemblent de plus en plus à nos aéromodèles car ils utilisent une aérodynamique aux faibles nombre de Reynolds. Ainsi, cette présentation est dans le but de comparer leurs caractéristiques aérodynamiques avec celles de nos aéromodèles. Ces descriptions ont aussi pour but de donner des idées sur le prochain aéromodèle à construire...
La plupart des extraits d'articles proviennent de la revue hebdomadaire Air et Cosmos. Pour lire le contenu complet de l'article, la date de parution y est mentionnée ainsi que la page et le numéro de la revue.


Bonne lecture et à bientôt sur une piste pour les comparaisons...


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Aerosonde

Azimut - Alcore Technologies (F)

Crécerelle - Sagem (F)

Cypher - Sikorsky

Epsilon - Alcore Technologies (F)

Futura - Alcore Technologies (F)
Hetel - Isnav et ECT

Pointer - AeroVironment
  Conclusion

Aerosonde lors de la traversée TransAtlantique.

Plan 3 vues de l'aérosonde

Aerosonde



Poids : 13-14 kg, envergure 2.9 m
moteur : 24 cm3 - 1kw, essence à injection
Vitesse de montée : 18 à 32 ms-1, Climb >2.5 ms-1
Rayon d'action >3000 km , durée du vol > 30 h
Altitude : 100 m à 6000 m
Charge maxi : 2 kg avec le plein de carburant

Traversée Trans-Atlantique du 20 au 21 août 1998

Informations issues de http://www.aerosonde.com/

  Telechargement d'un fichier pdf lisible par le logiciel gratuit Acrobat Reader. (87 ko) plan 3 vues en format A4 de l'Aerosonde.
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Le drone Azimut est parfaitement silencieux grâce à sa propulsion électrique.

Azimut - Alcore Technologies



Alcore Technologies propose une version améliorée de son drone lancé à la main Azimut. Cet engin de 3,4 m d'envergure et de 2,10 m de long est parfaitement silencieux grâce à son moteur électrique de 600 W. Le prototype testé en soufflerie a démontré que l'Azimut était apte au vol plané. Une caractéristique qui permet d'économiser les batteries de l'engin qui lui assurent pourtant une autonomie de 1 h 30...
...Sa mission accomplie, le drone rejoint sa zone d'atterrissage où il sera démonté en cinq minutes et rangé dans un sac à dos. Une compacité rendue possible grâce à la conception soignée du drone dont les huit éléments ne dépassent pas un mètres de long.
Alcore Technologies propose aujourd'hui de faciliter le lancement du drone en lui ajoutant une catapulte portable. Ce système ultraléger qui permet d'automatiser entièrement la séquence de départ du drone est également tout indiqué pour la mise en oeuvre de versions alourdies (10 kg)...
(Patrick Brunet pour Air et Cosmos 1810 du 21 septembre 2001, page 32)

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Mise en oeuvre du drone Crécerelle par la 61e RA.

Crécerelle de Sagem


...pour se concentrer sur le besoin urgent de remplacement de Crécerelle. A l'origine, ces derniers ne devaient durer que cinq ans, et être remplacés en 2000. Mais son successeur, le drone Sperwer du même industriel Sagem, n'arrivera qu'à la mi-2003 en unité.

Nouvelle catapulte.

Comme ce dernier arrivera dans vingt mois, aucune modification n'a été effectuée sur les Crécerelle d'origine dont la production a été arrêtée. La seule modernisation porte sur le mode de catapultage du drone. Dès l'été 1998, la catapulte à sandows a été remplacée par le modèle pneumatique qui sera aussi utilisé pour lancer le Sperwer et un deuxième lanceur a été livré cet été.
Plus encombrant - donc moins facilement aérotransportable, ce modèle
peut toutefois catapulter le Crécerelle à près de 45 m/s en bout de rail, contre à peine 30 m/s pour le modèle à sandows. Il permet aussi de lancer le drone à sa pleine charge de carburant de 301 qui lui donne 3 h d'autonomie. Avant ce changement, le Crécerelle ne pouvait emporter qu'une provision d' l h30 de carburant et décollait à une vitesse proche du décrochage (établi à 26 m/s) d'où l'obligation de lancer à chaque fois d'une falaise le drone décrochant quelques instants avant de se rétablir.
Autre avantage du pneumatique sur l'élastique, le facteur de charge. Avec les sandows, le Crécerelle encaissait 25g au décollage, ce qui fatiguait à la fois la cellule et une électronique réputée sensible. D'ailleurs, lors de l'expérimentation, des câbles s'étaient même débranchés sous l'effet de l'accélération. Avec la catapulte pneumatique, Crécerelle n'encaisse plus "que" 7 g en sortie de rail. ...
(Jean-Marc Tanguy pour Air et Cosmos 1817 du 9 novembre 2001, page 38)

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Le drone Cypher 2 en cours d'essais.

Cypher de Sikorsky

...
La motorisation du Cypher est assurée par un moteur d'une cinquantaine de chevaux. Le Cypher est également doté d'une hélice carénée, générant une poussée vectorielle, à l'arrière. Ce dispositif permet d'accroitre sensiblement la maniabilité de la machine en comparaison de sa précédente version.
La voilure et l'hélice carénée permettent au drone, réalisé entièrement en matériaux composites, d'atteindre une vitesse de 125 NM (231 km/h), tandis que sa masse totale est de 112,5 kg. La charge que le Cypher peut emporter est relativement faible, légèrement supérieure à une vingtaine de kilo, qu'il peut transporter à une centaine de noeuds soit environ 185 km....
(Antony Angrand pour Air et Cosmos 1818 du 16 novembre 2001, page 20)

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Epsilon - Alcore Technologies


Ces engins sont caractérisés par une voilure fixe très chargée et une propulsion par moteur thermique. Ils serviront dans un premier temps à mieux comprendre l'aérodynamique aux faibles nombres de Reynolds avant de donner naissance à une famille de drones de reconnaissance miniaturisés.
L'Epsilon 1 affiche une envergure de 400 mm pour une longueur de 500 mm et une masse de 450 g. Son autonomie, qui avoisine les 10 mn actuellement, pourrait dépasser les 30 mn sur une version opérationnelle, de quoi couvrir une zone de 3 km. Sa mise en oeuvre est des plus simples puisqu'il est lancé à la main tandis que son ventre sert également de train d'atterrissage...
...L'Epsilon 2 est encore plus ambitieux puisqu'il ne mesure que 250 mm d'envergure pour 250 mm de long. Sa masse de 150 g au décollage en fait un poids plume comparable au BlackWidow américain. Il peut croiser à 40 km/h et atteindre l'altitude de 30 m...
(Patrick Brunet pour Air et Cosmos 1810 du 21 septembre 2001, page 33)
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Futura - Alcore Technologies


Pour la PME française Alcore Technologies, l'avenir est aux drones de petite taille. Sa cible Futura est un engin de 2 m sur 2 m réalisé en matériaux composites. Celle-ci est lancée par catapulte et propulsée par un micro-turboréacteur de 25 kg de poussée. Malgré sa petite taille et son poids réduit de 60 kg en ordre de marche, Futura est capable d'emporter une charge utile de 10 kg à 360 km/h. Et ce pendant une heure...
(Patrick Brunet pour Air et Cosmos 1810 du 21 septembre 2001, page 32)
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Le démonstateur Hetel. Il est capable d'emporter une charge utile de 15 kg

Vue d'artiste du prototype Hetlel-M. Ce drone de 600 kg bénéficiera des recherches de l'Onera.

Hetel - Isnav et ECT



On connaissait les drones à voilure fixe, les drones hélicoptères, désormais, il faudra compter avec le drone hélicoptère pendulaire. Ce concept original, qui pourrait bien révolutionner le petit monde des drones, est aujourd'hui mis en application par deux PME françaises, Isnav et ECT industries sur le démonstrateur Hetel (Hélicoptère téléopéré).
"Cet appareil de 54 kg développé depuis 1998 se veut à la fois simple, maniable, stable et économique", expliquent ses concepteurs Pierre Maillard et Bernard de Salaberry.
Techniquement, le démonstrateur Hetel se présente sous la forme d'un hélicoptère à rotors contrarotatifs doté de deux moteurs à pistons de 10 ch.


Pilotage simplifié. Ce concept, bien connu sur les hélicoptères russes Kamov, permet de s'affranchir de la boîte de transmission principale, du rotor de queue et de sa poutre tout en économisant 10 % de la puissance disponible. Mais ECT et Isnav ont amélioré ce principe en montant le rotor à pas fixe sur un cardan piloté par un ensemble de vérins. Ce montage, qui permet un débattement de 15 à 20° du rotor, assure le contrôle en tangage et en roulis de la machine. Cet ensemble mobile est géré par un calculateur relié à plusieurs gyromètres chargés de lui indiquer en permanence l'horizon. Muni de cette référence, le calculateur gère l'assiette du rotor pendant toutes les phases du vol. "Ainsi l'inclinaison vers l'avant du rotor fera avancer l'engin en avant", expliquent les concepteurs d'Hetel. Le contrôle en lacet est assuré par deux gouvernes aérodynamiques tandis que le contrôle de l'altitude et de la vitesse s'obtient en jouant sur la puissance des moteurs. Lors de l'atterrissage, le calculateur du drone maintient l'assiette du rotor parallèle avec le sol quelle que soit l'attitude du fuselage. Une fonction qui permet au drone de poser ses patins sur des plans inclinés en toute sécurité...

...Un prototype, dont le premier vol est programmépour 2002, se présentera sous la forme d'un Hetel de 600 kg capable d'emporter une charge utile de 150 kg pendant quatre heures à la vitesse de 210 km/h environ. La structure en aluminium et en titane du nouvel engin sera suffisamment vaste pour loger un prototype de charge utile à l'avant, le réservoir de carburant au centre et les deux moteurs Wankel de 100 ch à l'arrière. Les moteurs seront alors reliés au réducteur et à l'embrayage par courroie. Le nouveau rotor contrarotatif sera muni de six pales en fibres de carbone. Sa charge alaire élevée, qui se situera autour de 36 kg/m2, diminuera la sensibilité du drone aux rafales de vent...

... A plus long terme, l'Hetel pourrait probablement donner naissance à une famille de drones tactiques adaptés aux besoins de l'armée de Terre. Côté civil, une version miniature de l'Hetel, capable d'emporter une charge utile de 50 kg, est à l'étude avec l'aide de l'Anvar. Elle serait particulièrement adaptée aux besoins des agriculteurs qui recherchent un engin d'observation et d'épandage économique adapté à l'agriculture de précision.
(Patrick Brunet pour Air et Cosmos 1817 du 9 novembre 2001, page 18)

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Le drone Pointer d'AeroVironnement

Pointer d'AeroVironment


Les fantassins s'intéressent également aux minidrones. Deux modèles sont pris en considération : le TMD-3 d'Alcore Technologies de Sagem et le Pointer d'AeroVironment proposé par CAC Systèmes, filiale d'EADS.
L'expérimentation du Pointer, 'petit drone de 4,5 kg, a commencé à la rentrée 2001, avec une innovation, le système Lino (logiciel interface de navigation et d'observation) qui permet de préparer la mission et de recopier les données de la station sol sur une station PC militarisée. Cet ensemble de 26 kg autorise aussi l'enregistrement de la mission sur DVD et donc, de la "rejouer" par la suite...
L'engin américain, qui a été utilisé pendant la guerre du Golfe, se caractérise par une grande rusticité et sa facilité de mise en oeuvre. Pour l'instant, il a volé 20 à 30 minutes à chaque fois, sans problème particulier, mais il est limité à des vents inférieurs à 10 m/s, comme Crécerelle...
(Jean-Marc Tanguy pour Air et Cosmos 1817 du 9 novembre 2001, page 39)

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