Centrage

Calcul de la position optimum du centre de gravité


Formule de René JOSSIEN :

Il existe, dans l'univers du Vol Libre, une formule bien connue et éprouvée pour calculer la position du centre de gravité d'un modèle. Cette formule est due à René Jossien, spécialiste français du vol libre et auteur, notamment, de nombreux articles sur les cacahuètes parus dans la revue MRA sous la signature de "Le Saint" dans les années 70.

Cette formule empirique est le fruit d'une analyse statistique de centaines de modèles FF de toutes catégories (cacahuètes à FAI Power - Voir ci-dessous). Elle a été publiée pour la première fois dans la revue "Vol Libre" (Association des Amateurs d'Aéromodèles Anciens). On la retrouve mentionnée dans les articles de MRA (MRA N°466 de septembre 1978 notamment) ainsi que dans les documents du Symposium 1998 de la National Free Flight Society (NFFS - 1998 Symposium Report - pages 52 à 54). René Jossien a fait évoluer sa formule au fil des ans pour tenir compte de l'évolution des modèles et des règlements. La version présentée ici date d'avril 2002. Elle a été publiée par René Jossien dans le numéro 147 (02-4) de Vol Libre.

Cette formule est basée sur les caractéristiques du modèle : Surface Ailes, Surface Stabilisateur, Envergure Projetée et Grand Levier qui est la distance entre le bord d'attaque de l'aile et celui du stabilisateur. Elle tient compte des conditions de vol et du type de modèle et peut donc être utilisée, non seulement pour le Vol Libre (toutes catégories et elles sont variées - Voir ci-dessous) mais aussi pour les modèles R/C (slow-fliers, park-fliers ou autre). On peut également l'utiliser pour trouver le centrage d'un avion (ancien ou autre) dont la documentation ou le plan ne donne pas la position du centre de gravité.

 

Version Avril 2002 :

CG = KA + [(KS*SS*GL*EP)/(SA*SA)]

Avec :

Unités: La formule reste valable quelques soient les unités choisies, pourvu qu'elles soient cohérentes, c'est à dire :

Coefficient de l'aile KA :

KA = 20 + A + B + C

A (Coefficient selon la hauteur de l'aile par rapport à l'axe du fuselage).

  • = 0 pour aile basse,
  • = 2 pour aile au milieu du fuselage,
  • = 3 pour aile à une hauteur de 3% de l'envergure,
  • = 5 pour aile à une hauteur de 6% de l'envergure,
  • = 6 pour aile à une hauteur de 9% de l'envergure,
  • = 7 pour aile à une hauteur de 12% de l'envergure.

B (Coefficient selon le profil de l'aile).

  • = 1 pour profil semi-symétrique (tel que Clark Y),
  • = 2 pour intrados plat
  • = 3 pour profil cambré,
  • = 4 pour profil fortement cambré,
  • = 5 pour profil très fortement cambré (tel que indoor F1D).

C (Coefficient selon le type de modèle et le type de vol ou la météo) :

Météo ou Vol

Maquette
Ste Formule
Cacahuètes

F1B de jour
Planeur RC
R/C moteur

F1A - A1
Electrique
CO2 - C d'H.

F1B crépuscule
Wakefield ancien
P30

F. libre moteur
1/2 A
Indoor durée

F1C avec VIT

Turbulente

Montée franche

-6

-4

-2

+1

+4

+1

Météo standard

Bonne montée

-4

-2

0

+3

+6

+3

Temps calme

Bon plané

-2

0

+2

+5

+8

+5

Coefficient du stabilisateur KS :

KS = k + D + E

k (Coefficient selon le niveau du pilote)

  • k = 20 pour premiers réglages et débutants,
  • k = 24 pour réglage optimal.

D (Coefficient selon le type de dérive)

  • = 0 pour une seule dérive centrale,
  • = 1 pour petites dérives en bout de stab.,
  • = 2 pour grandes dérives en bout de stab.

E (Coefficient selon le profil du stabilisateur)

  • = 0 pour profil symétrique,
  • = 1 pour intrados plat,
  • = 2 pour profil légèremment cambré,
  • = 3 pour profil cambré,
  • = 4 pour profil fortement cambré (tel que indoor F1D).

Une simple feuille Excel, téléchargeable en version française ou anglaise, permet d'automatiser ces calculs.

On pourra également télécharger ici un programme sous Windows (en anglais), dû à Chris Stoddart, basé lui aussi sur cette formule, avec la documentation associée au format Microsoft Word.

On trouvera sur ce site un petit historique de la formule et les différences constatées entre centrages calculés et centrages réels pour différents modèles. Très souvent, ces différences sont inférieures à 1%. Impressionnant !

Nota : - Si l'aile est rectangulaire, la corde moyenne a la même longueur que la corde d'emplanture.
- Si l'aile n'est pas rectangulaire, la corde moyenne est la corde qui passe par le centre de gravité de la surface de la 1/2 aile (à déterminer par exemple en plaçant un gabarit de la 1/2 aile en équilibre sur une arête parallèle à la corde d'emplanture).

 

Les différentes catégories du vol libre (d'après règlement FAI du 1/1/2002) :

Comme on peut le constater ci-dessous, les modèles de vol libre sont très variés, de quelques grammes (même moins !) à plusieurs kilogrammes (F1E). Il n'est donc pas étonnant que la formule de René Jossien puisse également s'appliquer aux modèles radio-commandés de tous types.

Catégorie

Type

Caractéristiques

F1A

Planeurs type "Nordique" A2
  • Surface : 32 à 34 dm2
    (Envergure : environ 2 m)
  • Masse : 410 g minimum.,
  • Lancé : par câble de longueur 50 m max.,
  • Catégorie coupe du monde.

F1B

Avion moteur à caoutchouc
Type coupe Wakefield
  • Surface : 17 à 19 dm2,
    (Envergure : environ 1,8 m)
  • Masse : 200 g mini. (sans moteur),
  • Durée de vol : 3 à 4 minutes,
  • Catégorie coupe du monde.

F1C

Avion à moteur thermique (2,5 cm3)
  • Cylindrée : 2,5 cm2 maximum,
  • Masse : 300 g/cm3 minimum,
  • Charge alaire : 20 g/dm2 minimum,
  • Temps moteur : 5 s maximum,
  • Catégorie coupe du monde.

F1D

Modèles d'intérieur
Moteur à caoutchouc
  • Envergure : 550 mm maximum,
  • Masse : 1,2 g minimum
  • Hauteur de plafond :
    - Catégorie I : moins de 8 m,
    - Catégorie II : de 8 à 15 m,
    - Catégorie III : de 15 à 30 mètres,
    - Catégorie IV : plus de 30 mètres,
  • Catégorie coupe du monde.

F1E

Planeurs Vol de pente
à guidage automatique
  • Surface : 150 dm2 maximum,
  • Masse : 5 kg maximum,
  • Charge alaire : 100 g/dm2 maximum.

F1F

Hélicopters

F1G

Avion moteur à caoutchouc
Type coupe d'hiver
  • Masse : 70 g (sans moteur) minimum,
  • Masse moteur : 10 g maximum,
  • Durée de vol : 2 minutes.

F1H

Planeurs formule A1
  • Surface : 18 dm2 maximum,
  • Masse : 220 g minimum.,
  • Lancé : par câble de longueur 50 m max.,
  • Durée de vol : 2 minutes.

F1J

Avion moteur thermique
Formule 1/2A
  • Cylindrée : 1 cm3 maximum,
  • Masse : 160 g minimum,
  • Temps moteur : 7 s maximum.

F1K

Avion à moteur CO2
  • Surface : 12 dm2 maximum,
  • Masse : 75 g minimum.

F1L

Avion moteur à caoutchouc
Vol d'intérieur - Type EZB
  • Envergure : 458 mm (18') maximum,
  • Corde d'aile : 76 mm (3') maximum.
  • Masse : 1,2 g minimum (sans moteur),
  • Structure : Balsa.

F1M

Avion moteur à caoutchouc
Vol d'intérieur - "F1D débutant"
  • Envergure : 460 mm maximum,
  • Masse : 3 g minimum sans moteur

F1N

Planeurs lancé-main d'intérieur

F1P

Moto-modèle
  • Cylindrée : 1 cm3 maximum,
  • Envergure : 1,5 m max.,
  • Surface : 26 dm2 minimum,
  • Masse : 250 g minimum,
  • Temps moteur : 10 s maximum,
  • Catégorie coupe du monde.

Autres catégories :

Micro 35

Avion moteur à caoutchouc
Vol d'intérieur
  • Envergure : 350 mm maximum,
  • Masse : 1,8 g mini. (sans moteur) pour les Cadets et les Juniors.

Sainte Formule

Avion moteur à caoutchouc
Vol d'intérieur - semi-maquette
  • Envergure : 330 mm maximum,
  • Masse : 3 g mini. sans moteur.

F4F

Type cacahuètes
Vol d'intérieur - maquette
  • Envergure : 330 mm maximum,
  • Moteur caoutchouc.

Maquette 66

Vol libre d'extérieur
Maquette


Vol Libre : Bulletin de liaison international consacré au vol libre.

Publié par André SCHANDEL
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