Modéliser un avion monomoteur

avec Plane Maker

pour X-Plane™ 9

KRISTO

version 1.0

24 octobre 2011

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 2/136

Sommaire

1. Introduction .................................................................................................... 4

2. D’abord les plans ............................................................................................. 5

2.1 Informations de base et montage du chantier ............................................... 6

2.1.1 Présentation de l'aéronef .......................................................................... 6

2.1.2 Données obligatoires ............................................................................... 6

2.1.3 Données non déductibles du plan 3-vues.................................................... 6

2.1.4 Conversion des données dans les bonnes unités.......................................... 7

2.1.5 Préparer le dossier qui recevra votre avion ................................................. 8

2.2 Renseigner Plane Maker avec les informations de base ................................... 9

2.3 Préparation et vérifications des plans ..........................................................10

3. Modélisation du fuselage .................................................................................16

3.1 Prendre les mesures .................................................................................16

3.2 Paramétrage de Plane Maker .....................................................................17

3.3 Modeler le fuselage ...................................................................................22

3.4 Continuer le travail de modélisation ............................................................26

3.5 Vérifier la position du point origine .............................................................28

4. Modélisation des ailes et de leurs gouvernes ......................................................30

4.1 Les ailes ..................................................................................................30

4.2 L’empennage horizontal ............................................................................40

4.2.1 Empennage simple .................................................................................42

4.2.2 Empennage complexe .............................................................................48

4.3 La dérive .................................................................................................52

4.4 Les gouvernes .........................................................................................54

4.5 Arrondir les extrémités d'ailes ....................................................................59

5. Tester le planeur ............................................................................................65

5.1 Préparation du premier essai en vol sans moteur .........................................65

5.2 C’est parti ...............................................................................................69

6. Modélisation du train d'atterrissage ..................................................................72

7. Modélisation du moteur et de son hélice ............................................................83

7.1 Le moteur ...............................................................................................83

7.2 L’hélice ...................................................................................................85

7.3 Bruit du moteur, fumées d’échappement et toutes ces sortes de choses ..........89

8. Le tableau de bord du cockpit ..........................................................................93

8.1 Tableau de bord pour essais en vol .............................................................93

8.2 Tableau de bord définitif.......................................................................... 100

9. Essais en vol avec le moteur .......................................................................... 101

9.1 Paramétrage initial ................................................................................. 101

9.2 Préparation de X-Plane pour un vol de croisière ......................................... 102

9.2.1 L'avion peut-il voler ? ........................................................................... 102

9.2.2 Paramétrage de X-Plane........................................................................ 103

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9.2.3 Conditions d’un vol de croisière .............................................................. 105

9.2.4 Le pilote prépare son vol ....................................................................... 106

9.3 Optimiser l'avion pour un vol de croisière .................................................. 112

9.4 Réglage du pas de l'hélice ....................................................................... 117

9.5 Définir le domaine de vol ......................................................................... 119

10. L'atelier de peinture ................................................................................... 120

10.1 Finaliser la modélisation 3D .................................................................. 120

10.2 Considérations sur les textures de X-Plane ............................................. 122

10.3 Position et dimension des éléments sur le fichier de texture...................... 126

10.4 Texture des surfaces portantes ............................................................. 130

10.4.1 Application des textures ...................................................................... 131

10.4.2 Résultat ............................................................................................ 136

10.5 Texture du fuselage et des volumes ....................................................... 136

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1. Introduction

Plane Maker est un programme qui permet de fabriquer ses propres aéronefs (selon des

plans très précis ou au fil de votre imagination) pour le simulateur de vol X-Plane de

Laminar Research1.

Il fait partie du pack de votre X-Plane quand vous l'achetez, se trouve dans la racine du

dossier de votre simulateur une fois installé, et s'exécute en double-cliquant sur le fichier

Plane-Maker.exe pour les PC sous Windows et Plane-Maker.app pour un Macintosh.

Les différents domaines qu'il aborde sont entre autres les surfaces portantes, le fuselage,

le train d'atterrissage, les gouvernes, les moteurs, les réservoirs, le tableau de bord,...

bref vous pouvez construire de A à Z votre objet volant et le tester après dans X-Plane !

L'idéal pour découvrir Plane Maker est d'ouvrir un avion existant après en avoir fait une

copie, d'effectuer des modifications dessus (doubler la puissance de votre moteur,

allonger l'envergure, passer en version biplan,...) puis de tester tout ça dans X-Plane.

Le graphisme 3D de Plane Maker peut sembler décevant : en fait, Plane Maker est

orienté "aérodynamique", les formes graphiques sont des formes de base. Obtenir des

formes plus complexes en combinant ces formes de base, implique de connaître

parfaitement les conséquences aérodynamiques que cet assemblage aura dans le monde

X-Plane. Il est préférable, si on veut améliorer visuellement l'apparence, de créer les

détails dans un logiciel 3D tel que Blender2 ou AC3D3 puis de les positionner dans Plane

Maker.

Tous les avions très détaillés que vous pourrez rencontrer dans X-Plane utilisent un visuel

3D réalisé sur un logiciel 3D externe (Blender, AC3D, Gmax, etc.). Ces modélisations 3D

n'ont aucun effet sur le modèle de vol, elles ne sont là que pour avoir un visuel précis.

Pour ces projets, le modèle 3D de Plane Maker (qui est beaucoup plus simplifié pour le

calcul) est rendu transparent.

Nous n'allons donc pas chercher à réaliser un superbe modèle 3D dans Plane Maker mais

un superbe modèle aérodynamique.

Lançons-nous dans la découverte de cette boîte à outils !

Et pour cela, commençons avec un plan trois vues.

1 Le présent document est le résultat à l’identique d’une conversion des articles de wiki.X-Plane.fr. 2 http://www.blender.org/ 3 http://www.inivis.com/

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2. D’abord les plans

Réalisation d'un SNCAN Norécrin pour X-Plane 9 à partir d'un plan 3-vues

Nous allons ici exploiter les données fournies par un plan 3-vues pour la réalisation d'un

avion dans Plane Maker, logiciel faisant partie de la suite X-Plane. Le plan à lui seul ne

suffira pas à faire un aéronef fonctionnel, et nous nous tournerons vers une recherche de

documentation plus poussée seulement lorsqu'elle sera vraiment nécessaire. Il y aura

aussi une inévitable phase de mise au point, mais nous en sommes encore loin.

Un plan 3-vues n'est pas forcément juste, et il est difficile de le modifier puisque souvent

nous n'avons pas d'autres informations graphiques sous la main. Le but ici n'est pas de

rectifier le plan mais de s'en servir, au besoin en laissant de côté les parties suspectes.

La version de Plane Maker utilisée est la 9.40RC16, et la langue choisie est le français. Le

choix de la langue est fait à l'installation de la suite X-Plane, et peut se modifier en

ouvrant X-Plane et en cherchant, pour la version 9, dans le menu “Réglages” l'item

“Options graphiques”, et pour la version 10 “Paramètres” puis “Opérations et

avertissements”4. La maîtrise d'un logiciel de dessin 2D pour l'habillage de l'avion est un

plus, mais nous essaierons de rester simples. Une amélioration visuelle intéressante

pourrait être tentée par l'ajout de pièces dessinées avec un modeleur 3D, au prix d'une

complexité qui dépasse largement ce guide.

L'aéronef est un SNCAN Nord 1203 Norécrin, dont le plan 3-vues a été trouvé sur le

site de Richard Ferrière5, et est publié ici avec son aimable autorisation :

4 Il est nécessaire de quitter X-Plane de façon « normale » pour que le paramètre de changement de langue

soit pris en compte par Plane Maker. 5 http://richard.ferriere.free.fr/

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2.1 Informations de base et montage du chantier

Avant tout, recherchons quelques informations complémentaires sur notre futur Norécrin.

2.1.1 Présentation de l'aéronef

Pour partir d'un bon pied, commençons par renseigner le futur pilote et le contrôle aérien

sur la machine dont il est question. Ainsi, nous avons besoin de :

l'immatriculation de l'aéronef : les lettres et chiffres qu'on lit sur le côté du

fuselage et sur les ailes, ou tout ce que vous voulez en 6 symboles

alphanumériques, F-BHFK

le nom de l'auteur : vous-même.

la description succincte de l'aéronef : fabricant, modèle, version..., SNCAN Nord

1203 Norécrin

le code OACI6 du modèle d'appareil : N120

un complément d'identification de l'avion pour le contrôle aérien : nom de l'avion,

compagnie aérienne, …, Norécrin (ou Nord 1203). Si vous ne spécifiez pas de

nom, l'ATC7 d'X-Plane utilise le nom que vous avez donné à votre fichier avion.

Plane Maker propose une immatriculation par défaut, et l'absence des informations

décrites dans ce paragraphe n'empêchera pas votre avion de voler...

2.1.2 Données obligatoires

Trois paramètres sont obligatoires, parce que, sans cela, Plane Maker nous enquiquinera

à chaque lancement en nous disant que tel paramètre n'est pas renseigné, et que X-

Plane en a besoin pour satisfaire les lois physiques régissant notre monde. Comme sous

sommes très loin de lancer X-Plane pour effectuer les premiers vols, renseigner tout de

suite ces paramètres est une bonne idée. Il nous faut :

la Vne8, vitesse à ne jamais dépasser : 260 km/h (200 en air turbulent)

le Poids à vide : 652 kg.

Le Poids maximum : 1050 kg

Si nous disposons des facteurs de charge (la résistance à la rupture de l'avion si on tire

ou pousse trop fort le manche), il est bon de le spécifier dès maintenant, car c'est le petit

détail qu'on oublie quand on veut tester l'appareil, et il se casse à la première manœuvre

un peu forte parce qu'on a laissé 0. A défaut, -2 et +4 G semblent convenir pour un

avion léger classique.

2.1.3 Données non déductibles du plan 3-vues

Débattement des gouvernes

Le plan nous donnera la dimension des gouvernes, mais pas leur débattement. il est

intéressant dès maintenant de rechercher quelles seront les valeurs de débattement de

ces gouvernes :

6 Le code OACI (ou ICAO code en anglais) est un code attribué par l'Organisation de l'aviation civile

internationale à un aérodrome, une région aérienne, une compagnie aérienne, un type d'aéronef ou une immatriculation d'aéronef (Wikipedia). 7 ATC : Air Traffic Controller, contrôle de la circulation aérienne. 8 VNE : Velocity Never Exceed.

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Volets : rentrés 0°, décollage 20°, atterrissage 40°

Ailerons : vers le bas 14°, vers le haut 27°

Profondeur : vers le bas 40°, vers le haut 35° (la notice mentionne “tab”, mais ne

fournirait alors pas le débattement de la gouverne)

Direction : 28° de part et d'autre.

Calage des ailes

Il est très risqué d'estimer le calage des ailes à partir du plan 3-vues, parce qu'on ne sait

pas si l'horizontale sur le plan qu'on a entre les mains était bien l'horizontale initiale, ni si

le dessinateur a bien appréhendé la hauteur des bords d'attaque et de fuite de l'aile, il

vaut nettement mieux chercher les données directement sur une notice technique :

Calage de l'aile : +2°

Calage de l'empennage : -2 à -2,5°

Profils d'aile et polaires

Les polaires expriment sous forme de courbe ou de tables les effets de portance, de

traînée et de moment générés par un écoulement d'air sur un profil d'aile. Dans X-Plane

ces données sont contenues dans un fichier .afl propre à chaque profil.

Pour ce tutoriel, nous ne disposons pas des profils utilisés par le Norécrin, et nous

prendrons donc un profil classique disponible dans la banque de profils de X-Plane. Si un

jour nous avons envie de coller au plus près de la réalité avec notre réalisation, il sera

toujours temps de rechercher ces polaires, ou le moyen de les calculer soi-même avec

des souffleries numériques, et de créer les fichiers .afl correspondants.

Train d'atterrissage

Si le plan 3-vues représente un 747 sur une page A4, le train sera minuscule, et autant

chercher tout de suite les bonnes informations ailleurs. Pour le Norécrin, petit appareil,

nous allons faire confiance au dessinateur.

2.1.4 Conversion des données dans les bonnes unités

Vitesse

L'unité de vitesse dans Plane Maker est le knot (nœud), ou le mile per hour, et comme de

juste, nous avons des kilomètres à l'heure... Voici le facteur de conversion pour obtenir

des mph et des kt à partir de km/h :

1 km/h = 0.6213712 mph = 0.5399568 kt

Il suffit de multiplier notre vitesse max, 260 km/h, par ces constantes, et nous obtenons

une vitesse de 162 mph ou 140 kt.

Mph ou kts ? Le mph était peut-être plus d'actualité à l'époque de la fabrication du

Norécrin, aujourd'hui nous parlerions davantage en kt.

Masse

masse à vide : 652 kg

Masse maximum : 1050 kg

Là aussi, PM ne parle pas en kg, il lui faut des livres, lb. Le facteur de conversion est :

1kg = 2.20462 pound (lb)

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La masse à vide du Norécrin est donc 652* 2.20462 = 1437,41 lb. La masse maximale

est 2314,85 lb.

Longueur

Pour les unités de longueur, nous avons le choix entre le foot (pied), et le mètre, nous

garderons les dimensions en mètres du plan 3-vues.

Par contre, à chaque lancement de Plane Maker (oubli du programmeur ?), il faudra

toujours spécifier qu'on désire travailler en mètres9.

2.1.5 Préparer le dossier qui recevra votre avion

Si vous ne l'avez pas encore fait, c'est le moment de naviguer dans l'arborescence du

dossier “Aircraft” à l'intérieur du dossier d'X-Plane, pour y ajouter un dossier qui

contiendra le Norécrin. Je vous propose cette arborescence :

“votre dossier X-Plane”\Aircraft\General Aviation\Nord Aviation\Nord 1203 Norecrin

Le nom de l'avion et son chemin d'accès seront affichés dans la ligne en bas de l'écran,

lorsque Plane Maker sera ouvert.

Ouvrons maintenant Plane Maker. Si un avion apparaît à l'écran, demandez un nouveau

projet, par le menu “Fichier”, item “Nouveau” : vous devriez obtenir une sorte de cylindre

gris foncé :

Ensuite, sauvegardez ce nouvel “avion” avec les commandes menu “Fichier”, item

“Sauver sous...” et entrez dans la zone de saisie en bas « Nord1203.acf » (sans les

guillemets).

Son emplacement s'affiche alors en bas de l'écran :

9 Bug de la version 9 corrigé dans la version 10.

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2.2 Renseigner Plane Maker avec les informations de

base

Par le menu “Standard”, passez sur l'écran “Point de vue”, onglet “défaut”, pour porter

les informations trouvées :

# = immatriculation de l'aéronef : F-BHFK

Auteur : vous-même

Description : SNCAN Nord 1203 Norécrin

Code OACI : N120

Call Sign pour ATC : Norecrin (ou Nord 1203)

Case “Dimensions métriques” cochée

Vne = 140

G positif = 4

G négatif = 2 (ne pas mettre de signe "-" devant 2, il est implicite du fait de “G

négatif”) Ce ne sont pas les valeurs réelles du Norécrin, l’auteur ne les connaît

pas.

Cockpit : "Aviation générale"

Unité de vitesse : nœud

Enlevez toutes les coches vertes qui restent (on les remettra en temps voulu), puis

passez sur l'écran “Poids & Balance” accessible par le menu “Standard”. Vérifiez que vous

êtes sur l'onglet “CENTRAGE” et entrez les valeurs :

Poids à vide : 1437,4 lb

Poids maximal : 2314,8 lb

Rien n'empêche d'arrondir ces valeurs à 1437 et 2315 lb cela ne devrait pas être critique,

l'essentiel étant de savoir quel indice de confiance accorder aux données d'origine que

nous avons trouvées.

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2.3 Préparation et vérifications des plans

Plan 3-vues

Il y a plusieurs manières de faire des mesures sur un plan : avec le bon vieux double-

décimètre et le rapporteur, ou par informatique avec des logiciels qui n'ont pas besoin

d'être hors de prix ou de portée, vous êtes libre d'utiliser l'outil qui vous convient le

mieux.

Vérification des dimensions et de l'échelle

Un dessin étant une réalisation humaine, et l'être humain n'étant pas parfait, il arrive que

des erreurs se glissent dans un schéma. C'est donc une bonne idée de mesurer la

longueur des ailes, du fuselage sur chaque vue, et de les comparer entre elles, ce qui

permettra d'isoler des éléments qui nous semblent douteux, ou au moins de travailler en

toute connaissance de cause, lors du relevé des dimensions10. On peut aussi vérifier

l'échelle du dessin, la dimension la plus adaptée pour cet usage étant l'envergure (parce

qu'on ne sait pas forcément si la longueur est mesurée à partir du plan de l'hélice ou de

la pointe du cône d'hélice, ni si la dimension verticale de l'avion tient compte du diamètre

de l'hélice, alors que l'envergure reste une envergure).

Habituellement, nous ignorons tout de la naissance et de la vie du plan que nous avons

dans les mains, qui a pu lui-même être une copie de copie, avec les déformations qui

peuvent en découler : le plan 3-vues ne peut être garanti juste.

10 Plane Maker est un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) au même titre que CADAM de

Lockheed ou CATIA de Dassault Systèmes, qui ne gère donc – comme X-Plane - que des chiffres et non des images préconçues comme le simulateur de Microsoft.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 11/136

Plusieurs copies de votre plan 3-vues

A chacun sa méthode, mais si vous n'utilisez que le plan d'origine, vous allez bien vite

vous apercevoir qu'au fur et à mesure de vos annotations, le plan deviendra de plus en

plus confus. Il peut être une bonne idée de faire plusieurs copies de ce plan, en

s'arrangeant pour ne garder qu'une vue par copie : dessus, dessous, côtés, avant,

arrière. Conservez ces vues comme des originaux, dont vous ferez des copies en fonction

de vos besoins : vous aurez ainsi toujours de la place pour faire les annotations et les

cotations correspondant à une étape de la modélisation.

Créer des fonds d'écran pour la modélisation du fuselage

Plane Maker permet d'insérer des images bitmap en fond d'écran pour faciliter le travail

de modélisation du fuselage, mais la création de ces images bitmap nécessite de

respecter quelques règles.

Il faut deux images bitmap au format .bmp ou .png (pas de .jpg).

ils doivent être de dimensions identiques. Pour vous donner un ordre d'idée des

dimensions à utiliser, la taille des vues dans Plane Maker dans son affichage par défaut

est de 984 pixels de large sur 199 pixels de haut : toute image bitmap de ces dimensions

ou respectant le même rapport largeur/hauteur sera affichée sur toute la surface de la

vue. Ne cherchez pas à remplir cette condition, car elle est un cas particulier, et une

image bitmap peut très bien être juste et n'occuper qu'une partie de la vue.

Ces images bitmap comporteront pour l'un, une vue latérale du fuselage, et pour l'autre,

une vue combinant une vue de dessus et une vue de dessous. Des vues de dessus et de

dessous indépendantes sont possibles, mais multiplieront beaucoup les séries de clics

pour charger/décharger les vues selon les besoins, alors autant préparer une vue de

dessus/dessous unique.

Les fuselages doivent être à la même échelle sur les deux images bitmap. Ceci est

obligatoire car il n'y a aucun moyen d'ajuster les images bitmap dans Plane Maker, qui se

basera sur leurs proportions pour les adapter à ses vues.

Nous devons définir ce que sera le fuselage : pour notre Norécrin, il commence à la

pointe avant du cône d'hélice, et s'arrête à la charnière de la gouverne de direction.

Pourquoi le cône d'hélice est inclus dans le fuselage ? Parce que sa présence fait partie

de la forme du fuselage, et qu'elle permet de mieux se rendre compte de la justesse de

la modélisation dans son entourage. L'autre raison est que X-Plane fait tourner les

hélices, mais pas les cônes, qui peuvent alors faire partie du fuselage.

L'avant du fuselage doit toucher le bord gauche des images bitmap. Plane Maker

adaptant les images bitmap à ses vues en fonction de leurs proportions, il est préférable

de ne pas laisser d'espace vide sur une image bitmap, donc l'arrière du fuselage est

confondu avec le côté droit de l’image.

La hauteur de l’image bitmap est déterminée par la plus grande des dimensions :

hauteur ou largeur du fuselage, à laquelle nous pouvons ajouter quelques pixels au

dessus et en dessous, car il est parfois plus facile d'estimer une courbe au bord d'une

image bitmap, qu'une courbe confondue avec le bord de l’image bitmap. La dimensions la

plus grande a été trouvée sur la vue latérale, donc nos deux images bitmap auront la

hauteur déterminée par la hauteur de la vue latérale.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 12/136

Image bitmap de notre avion vu de profil

Dans l’image ci-dessous, la vue du dessus est une demi vue (dans la seconde moitié de

l’image) et la vue du dessous est également une demi vue (dans la première moitié).

Vous pouvez mettre ces fonds dans le dossier de l'avion, ou dans tout dossier

appartenant à X-Plane, mais pas en dehors, car vous ne pourrez pas aller les chercher à

partir de la fenêtre d'ouverture des fichiers que propose Plane Maker. A vous de voir si

vous préférez les mettre dans le dossier de X-Plane (plus “rapide”) ou dans le dossier de

votre futur avion (plus “organisé”)

Déterminer le point de référence, dessiner les axes

Le point de référence est celui à partir duquel toutes les longueurs seront mesurées. Il

peut être placé n'importe où, mais il est habituellement placé à la pointe avant de l'avion.

D’autres concepteurs choisissent le centre de gravité de l’aéronef, les cotes de

positionnement longitudinal devant alors être positives vers l’arrière et négatives vers

l’avant, ce qui est un peu plus compliqué.

Plane Maker utilise un espace à 3 dimensions, dont les axes sont perpendiculaires entre

eux, et se coupent au point de référence. Donc nous allons sur chacune de nos vues,

porter le point de référence et deux des trois axes, le troisième étant confondu avec

votre regard, en suivant le modèle ci-dessous. Le “0” est excentré, juste pour un souci de

clarté de l'illustration, nous verrons plus tard que pour ce projet nous choisirons la

position du “0” sur la pointe avant du cône d'hélice.

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 13/136

Positionner les points caractéristiques

Sur chacune des vues, reportez les points suivants (il y a d'autres points caractéristiques,

mais nous n'en avons pas besoin pour ce projet) :

Centre de gravité

Tête du pilote

Réservoirs

Fixation des jambes du train

Sortie de l'échappement (un seul par moteur, maxi, donc faites un compromis)

Vous devriez obtenir ceci, ce qui permettra de mesurer toutes les distances entre les

points caractéristiques et les axes :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 14/136

Nous pouvons maintenant attaquer la modélisation 3D de notre Norécrin.

L'aspect que nous pourrons obtenir ici sera simpliste, parce que les outils 3D de Plane

Maker le sont aussi.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 15/136

Pour des détails ou du fignolage, il faudrait passer par un modeleur 3D tel que Blender ou

AC3D, ce qui demande connaissances et travail supplémentaires, donc nous allons nous

contenter de rester “à notre niveau” pour un début.

Un moyen de faire du fignolage avec les éléments 3D de Plane Maker consiste à utiliser

des “misc body”, traduits par “corps divers” dans le logiciel, mais ces éléments étant pris

en compte dans le calcul de la traînée aérodynamique globale de l'avion, les assembler

“n'importe comment” peut amener des surprises au niveau du réalisme de vol.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 16/136

3. Modélisation du fuselage

3.1 Prendre les mesures

Description du fuselage dans Plane Maker

Le fuselage est le point le plus délicat à réaliser. Tout passe par l'œil, par la lecture que

nous faisons du plan pour le retranscrire sous une forme 3D, et il est utile d'avoir des

photos de l'avion pour comparer avec notre travail. Cet outil demande une certaine

adaptation, n'hésitez pas à tâtonner, vous ne réussirez pas forcément du premier coup.

Plane Maker utilise un maillage organisé en 3 à 20 demi-sections verticales, comportant

chacune 3 à 9 points.

Le cylindre vu au début de ce document est un fuselage. Il peut vous apparaître uni, ou

sous la forme d'un grillage comme ci-dessous, selon le mode “fil de fer”. Le passage de

l'un à l'autre se fait par un appui sur la barre d'espace de votre clavier. En bleu,

illustration du vocabulaire Plane Maker dans sa version francisée :

Chacun des nœuds peut être placé dans les trois dimensions à la souris, ou, sur le plan

d'une section, en entrant ses coordonnées numériques. La forme finale de notre fuselage

est obtenue en déplaçant judicieusement chacune des sections et les nœuds qu'elle

porte.

Nous avons vu qu'il y a un nombre maximal de 20 sections. Il faut compter deux sections

extrêmes pour commencer et terminer le fuselage par un point, il reste donc 18 sections

à répartir le long du fuselage.

Choix et relevé de la position des sections

Dans notre travail préparatoire, nous allons prendre notre vue de côté du fuselage, celle

avec le nez qui pointe vers la gauche, et nous allons tracer une verticale à chaque

changement notable de géométrie. Ces verticales seront les sections dans Plane Maker.

L'avant du fuselage, et le début de l'habitacle, sont les plus chargées en sections. Nous

avons intégré le cône d'hélice dans le fuselage, car dans le simulateur seule l'hélice

tourne, tout au moins sur les réalisations de base. Mais nous aurions pu, si nous n'avions

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 17/136

pas assez de stations, créer ce cône avec un “corps divers” prévu dans Plane Maker, le

fonctionnement en est identique.

Les sections 19 et 20 sont quasiment confondues, la 20 terminera le fuselage sous la

forme d'un point, car ce qu'il y a après la 20 est la gouverne de direction, que nous

étudierons en temps utile dans le chapitre consacré aux surfaces portantes. Pour

différencier plus facilement les sections 19 et 20 lorsqu'on travaillera dessus, mettez la

section 20 légèrement plus éloignée que la 19 :

La mesure de distance, en mètres, entre les sections et l'axe bleu “Vert. Arm” nous

donne, de la gauche vers la droite :

section 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

distance 0,00 0,10 0,21 0,30 0,34 0,39 0,47 0,58 0,68 1,83 1,94 2,07 2,21 2,66 3,19 3,92 5,10 6,13 6,87 6.90

Attention : Pour que les valeurs ci-dessus correspondent EXACTEMENT à la cote des

images de fond, celles-ci doivent faire EXACTEMENT 786 x 160 pixels à l'intérieur du

cadre noir qu'elles contiennent et qu'il faut enlever !

3.2 Paramétrage de Plane Maker

L’écran de paramétrage du fuselage contient trois onglets :

Section

Haut/Bas

Avant/Arrière

La vue “Section” contient quatre cadres :

Données corps

Coordonnées corps

Texture corps

Intersections

Cadre “DONNEE CORPS”

Avant de commencer, il convient de s'assurer que l'unité est bien le mètre et non le feet,

(Rappel : menu “Standard”, choix “Point de vue”, onglet “Défaut”, case “Dimensions

métriques” cochée. A vérifier à chaque lancement de Plane Maker version 9).

Ouvrons maintenant l'écran de paramétrage du fuselage, accessible par le menu

“Standard”, choix “Fuselage”. Nous allons renseigner le premier onglet, “Section”.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 18/136

Nombre de sections (Number Stations) : 20

Nous avons utilisé ici les 20 coupes disponibles. La vingtième est quasiment confondue

avec la dix-neuvième, puisqu'elle termine le fuselage, ce qu'il y a après cette section

n'est plus le fuselage, mais la gouverne de direction.

Nombre de radii/côté (Number Radii/side) : 9 (c'est le nombre de points par section)

Plus ce nombre est élevé, plus la définition visuelle de notre modèle sera satisfaisante, et

plus elle sera complexe à mettre en œuvre. Cependant ce n'est pas la mer à boire, et

nous allons mettre le maximum : 9 points. Sur ces neuf points, deux seront

obligatoirement, et automatiquement, placés sur l'axe vertical du fuselage, quoi que vous

puissiez faire, quand aux autres points, ils seront reproduits symétriquement à cet axe,

ce qui nous fait chaque coupe définie par 16 points.

Sur la vue du fuselage présentée un peu plus haut, nous avons fait figurer une distance :

1,33 mètre. Cette mesure est le plus grand diamètre que nous ayons pu trouver sur le

fuselage, tant sur la vue du dessus/dessous que sur la vue latérale. Ce diamètre divisé

par deux va nous fournir la donnée “Rayon du corps” demandée par Plane Maker pour

dimensionner au mieux ses fenêtres d'affichage à la dimension du fuselage, et n'a

aucune autre influence sur la réalisation du fuselage. Il n'y a rien de critique à arrondir à

la dizaine de centimètres supérieure, puis à diviser par deux pour obtenir le rayon11.

Donc, rayon du corps (body radius) : 1,40/2 soit 0,7 mètres.

Pour le coefficient de traînée, mettez 0.075 on verra cela plus tard…

11 Si vous donnez par négligence à ce paramètre une valeur inférieure à la moitié du diamètre le plus large du

fuselage de votre avion, vous pourrez déplacer avec la souris les points hors cote dans la vue « Haut/Bas » de la fenêtre de conception du fuselage, mais lorsque vous retournerez dans la vue « Section » PM réajuste la position des points hors cote à la valeur maximum définie par le paramètre "Rayon du corps".

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 19/136

Rentrons maintenant la position des sections.

Cadre “INTERSECTIONS”

Nous allons dans ce cadre, entrer la position de chaque section. Il n'y a plus qu'à reporter

la position des sections, fournie dans le tableau plus haut dans le texte, page 17. Voici ce

que vous devriez obtenir :

Sections 1 à 10

Sections 11 à 20

Vous devriez constater également que les sections déjà présentes étaient semi-

circulaires, alors que celles qui viennent d'être ajoutées affichent un point. Nous allons

simplement copier la forme des sections existantes sur les nouvelles sections, en utilisant

les boutons en forme de flèches situés sous la grille d'affichage :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 20/136

En dessous des boutons Copy et Paste, vous avez deux cases numériques : il s'agit de la

position du point sélectionné sur la section. Nous aurions pu préparer sur papier chacune

des sections, avec leurs points, et relever leur position mais c'est sans aucun doute un

travail fastidieux, et sans commune mesure avec la précision attendue de notre

réalisation à partir d'un plan trois vues. Nous utilisons plutôt la méthode des points

glissés à la souris sur le fond d'écran représentant le fuselage.

Les vingt sections sont trop nombreuses pour être toutes affichées sur un écran de taille

normale, il faut les faire défiler en utilisant le bouton en forme de flèche situé près des

bords de l'écran :

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 21/136

Chargement des images bitmap de fond d'écran : onglet «Haut/Bas”, boutons «CHARGER

BITMAP”

Nous allons changer d'écran : cliquez sur l'onglet ”HAUT/BAS”. Si vous avez bien entré

les coordonnées de chaque section, Plane Maker devrait vous afficher ceci :

Nous allons maintenant charger les images bitmap qui nous serviront de guide, et vérifier

que les sections sont bien là où on les attend. Pour cela, utilisez les boutons

en bas de l'écran : “CHARGER BITMAP ARRIERE PLAN HAUT” et “CHARGER BITMAP

ARRIERE PLAN GAUCHE” et naviguez dans votre arborescence X-Plane pour retrouver

nos images bitmap. Ces images bitmap ont déjà été créés dans le chapitre "Informations

de base à fournie et montage du chantier", paragraphe “Créer des fonds d'écran pour la

modélisation du fuselage”. elles sont aussi disponibles aux bonnes dimensions pour copie

d'écran dans la page :

http://wiki.xplane.fr/index.php?title=Perso:Ac:PM:PM9norecrin3vuesplans&action=edit&redlink=1

Voici notre écran Plane Maker avec ses images bitmap de fond :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 22/136

Nous pouvons maintenant attaquer la modélisation du fuselage dans Plane Maker.

3.3 Modeler le fuselage

Il n'y a plus qu'à commencer à placer les nœuds de maillage. La première et la dernière

section ont un comportement particulier : quand nous sommes sur l'écran “Sections”, il

suffit de cliquer sur le plan de la section pour que tous les nœuds soient unis en un seul

point sur l'axe de symétrie, à la hauteur où nous avons cliqué. Voici le résultat après

avoir cliqué :

Dans l'écran “Haut/Bas”, regardez la vue de côté. Cliquez avec le bouton gauche de votre

souris sur le point le plus haut de la section, puis en maintenant le bouton enfoncé,

glissez le nœud jusqu'à la pointe avant du cône d'hélice :

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 23/136

Maintenant, retournez dans l'écran “Section”, et regardez la conséquence du

déplacement du nœud :

C'est à cet emplacement que nous allons faire un clic qui va regrouper les neufs nœuds

de maillage en un seul :

En fait, il est possible que le regroupement des points se fasse un peu au dessus de la

pointe du curseur, d'où l'intérêt d'aller vérifier sur l'écran “Haut/Bas” si les points sont

bien centrés là où on le désire, puis de revenir sur “Sections” s'il faut corriger la position.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 24/136

Sections suivantes circulaires : la casserole d'hélice

Le cône d'hélice va nous permettre d'utiliser la fonction “ellipse”. L'ellipse arrange en un

beau demi-cercle ou une belle ellipse, des points grossièrement disposés. Cependant, il

s'agit d'une fonction basique qui demande à ce que les points soient déjà “à peu près”

bien placés, c'est plus une fonction de “lissage” qu'une réelle fonction “ellipse” passant

par des points déterminés (sauf peut-être à les bloquer à leur place en faisant un double-

clic sur un nœud12, permettant ainsi à votre souris de se déplacer sans déplacer

accidentellement le point à une mauvaise position).

Pour notre cône d'hélice, nous allons dans l'écran “Haut/Bas” pour ajuster, sur chacune

des vues, les points extrêmes de chaque section sur le profil du cône. Pour bien

matérialiser ces points extrêmes, parce que le maillage est fouillis, je les ai surlignés en

bleu foncé sur l'illustration ci-dessous. L'effet du déplacement de ces points est

clairement visible lorsqu'on revient sur l'écran “Sections”.

12 Un double clic sur un nœud verrouille sa position, et le petit carré blanc qui le représente devient noir.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 25/136

Notez sur les vues de dessus et de dessous, que le point que vous déplacez voit son

symétrique bouger en sens inverse et dans les mêmes proportions, c'est normal et même souhaitable.

Sur l'illustration ci-dessous, nous nous sommes servis de la touche + du clavier (pas le +

du pavé numérique) pour zoomer, puis des flèches haut et bas pour centrer le sommet

du cône sur l'axe horizontal.

Ce placement sur l'axe nous donnera une référence pour contrôler la position des points

définissant le cône.

Puisque chaque section passant par le cône est un cercle, les trois points que nous avons

alignés sur le cône devraient être à égale distance de l'origine : si le travail a été bien

fait, c'est déjà le cas pour les points sur l'axe vertical :

Il ne reste plus qu'à faire glisser verticalement le troisième point jusqu'à l'axe

horizontal :

Nous allons maintenant revenir au niveau de zoom par défaut, en cliquant sur le bouton

“REINITIALISER LES PARAMETRES DE DECALAGE” en bas à gauche de l'écran (ce bouton

agit quelque soit l'écran dans lequel vous avez modifié le zoom et la position de la vue,

“Section”, “Haut/Bas” ou “Devant/Derrière”) :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 26/136

Sur chacune des sections, nous allons aligner les autres points sur les trois premiers, très

grossièrement vu l'échelle :

Reprendre le placement après un petit coup de zoom pour faire des demi cercles le mieux

possible afin de faciliter l’action du bouton Ellipse, et maintenant faites un clic sur le

bouton Ellipse des sections concernées. Voici ce que vous devriez obtenir :

image finale du cône

3.4 Continuer le travail de modélisation

Pour les autres sections, si vous vous en êtes bien tiré avec le cône d'hélice, vous devriez

savoir comment faire épouser le contour de nos images bitmap à nos points.

Dans l'écran “Haut/Bas”, on ajuste les points extrêmes de la section sur l’image bitmap

de fond (le point du haut, le point du bas, le point du milieu) puis on revient sur l'écran

“Section” pour placer grosso-modo les points à la position qui nous semble correcte. On

fignole alors cette position sur l'écran “Devant/Derrière”. En fait il s'agit d'incessants

déplacements entre ces trois écran qui vous permettront, au final, de bien appréhender

la forme du fuselage.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 27/136

Voici les formes et les positions des sections obtenues pour le fuselage de notre Norécrin

(pour les dimensions : à chaque lancement, pensez toujours à vérifier que Plane Maker

version 9 parle en mètres) :

12 premières sections

8 dernières sections

Vous ne serez probablement jamais vraiment satisfait de votre travail : tel arrangement

de points vous paraissait satisfaisant lors de votre dernière session de travail, et vous

apparaîtra parfois de travers la fois d'après. Ce n'est pas Plane Maker qui s'est amusé à

déplacer les points pendant votre absence, mais bien vous qui êtes revenu avec un

regard neuf. Ainsi, ne cherchez pas la perfection, l'essentiel est que la forme globale du

fuselage soit respectée. Si le fuselage est parfaitement rond, cliquez sur tous les boutons

Ellipse pour affiner vos sections automatiquement.

Si un groupe de points vous cause du souci, laissez-le de côté et revenez-y plus tard13.

Vous pouvez sans souci revenir dessus sans remettre en question un travail précédent,

tant que la dernière étape de ce tutoriel, la décoration, n'est pas réalisée.

Sur l'écran “Devant/Derrière”, vous ne voyez, par défaut, que le demi-fuselage. Vous

pouvez estimer la qualité du placement de vos points en déplaçant votre "regard" par les

touches flèches de votre clavier. Comme il s'agit bien du regard qu'on déplace, et non du

fuselage, le déplacement est inversé par rapport au sens de la touche. La touche <Shift>

pressée avant les flèches accélère le déplacement :

(voir image page suivante)

13 Toute action dans ces écrans de modélisation est enregistrée instantanément, mais il n’y a pas de fonction

d’annulation. Si vous avez peur de faire une bêtise, sauvegardez votre modèle, puis faites votre manip. Si elle casse tout, sortez de Plane Maker sans sauvegarder, puis ouvrez de nouveau votre modèle.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 28/136

Revenir sur l'écran “Section” permet d'être sûr de modifier les bons points, l'écran

“Devant/Derrière” devenant parfois vite un peu fouillis.

3.5 Vérifier la position du point origine

Passons au cadre “Coordonnées corps”. Nous avons fini notre fuselage. Ce que vous

voyez sur l’image ci-dessous est la vue maillée de notre fuselage, et ce gros point noir

qui apparaît à l'avant est l'origine de nos axes, autrement dit, le point de référence à

partir duquel toutes les distances des sections sont mesurées :

Mais voilà, nous ne l'avions pas choisi à cet endroit-là, c'est Plane Maker qui, par son

système de saisie de fuselage, a mis d'office l'axe horizontal au milieu de ses sections.

Nous allons donc modifier la hauteur du fuselage de telle sorte que notre origine soit bien

la pointe avant du cône d'hélice. Mettez simplement -0,24 dans la case “hauteur” (ce

sont des feet, même si vous avez choisi l'unité “mètres”).

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 29/136

A la fermeture de la page du fuselage, vous devriez constater que notre point origine est

bien là où nous le voulons:

Fuselage modélisé

Avant de passer au chapitre suivant, voici notre fuselage prêt à recevoir sa peinture (que

nous ferons théoriquement à la fin de ce tutoriel) :

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 30/136

4. Modélisation des ailes et de leurs gouvernes

Nous allons maintenant modéliser les ailes, l’empennage et les gouvernes de profondeur

et de direction (suivre l'ordre indiqué).

4.1 Les ailes

Point d’attache des ailes

Aile joignant le fuselage, ou se rencontrant au centre de l'avion ?

En toute logique, il faudrait que l'aile commence là où elle est raccordée au fuselage,

mais la portance du fuselage n'étant pas reproduite (et étant très difficile à reproduire

sur un fuselage quelconque au niveau de nos simulateurs PC ou Mac) il est possible de

compenser cette absence en faisant se rencontrer les ailes à l'intérieur du fuselage.

L'accroissement de portance ainsi obtenu compense l'absence de portance du fuselage.

Ce n'est certes pas “scientifique”, mais cela “compense” (un peu).

Nous allons imaginer que nos ailes se rejoignent au centre de l'appareil, et donc que

notre aile gauche part de l'axe central de l'avion :

Mesure du dièdre

Plane Maker vous demandera le dièdre de vos surfaces portantes. Nombre d'aéronefs

n'ont pas les ailes horizontales, mais présentant un angle de quelques degrés avec

l'horizontale, angle qu'on appelle dièdre.

Le Norécrin n'échappe pas à cette règle, on peut même dire qu'il est très accentué dans

la catégorie. Voici le dièdre relevé sur le plan :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 31/136

Effet du dièdre et correction du plan de l'aile

Le dièdre a pour conséquence de fausser les mesures que nous pourrions faire sur l'aile

vue de dessus ou de dessous, il faudrait alors appliquer un coefficient correcteur pour

toute dimension relevée sur l'axe de l'envergure. Ce coefficient est en fait l'inverse du

cosinus du dièdre (ici 1,011, inverse de 0,989, le cos de 8°30').

Ceci dit, 1,011, c'est juste 1,1% de différence, ou, dans le cas de notre demi-aile, 5 cm,

est-ce du pinaillage ? A vous de voir...

Si on utilise l'outil informatique, il est assez facile d'insérer des images bitmap dans un

logiciel de dessin, et de leur attribuer une dimension métrique. En prenant soin

d'encadrer précisément les dimensions de l'aéronef, ce que j'ai fait, les dimensions de

l’image bitmap seront proportionnelles aux dimensions de l'avion, et il suffira d'appliquer

notre coefficient à la largeur de l’image bitmap (mais pas à sa hauteur) pour retrouver

notre aile prête à être mesurée. Pour un traitement manuel avec un classique double-

décimètre, il suffit d'imprimer notre demi-aile étirée :

Bien évidemment, puisque nous avons étiré l'aile, une mesure latérale sur le fuselage

sera erronée, mais ce n'est pas ce qui nous préoccupe ici.

Découpage de l'aile en éléments de base

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 32/136

X-Plane permet de créer une aile complète par l'assemblage de plusieurs éléments d'aile

indépendants14, ce qui permet, avec des éléments rectiligne, en en choisissant

judicieusement leurs dimensions, d'obtenir une forme fidèle à l'original. Une limitation est

le nombre de gouvernes disponibles, parce que la géométrie des gouvernes est définie

par gouverne, alors qu'il aurait été plus souple qu'on puisse mettre la même gouverne

sur chacun des éléments d'aile qu'elle traverse.

Chaque élément d'aile peut aussi être subdivisées en sections, appelées "pièces" par

Plane Maker :

(image missing)

Ces sous-sections d'aile sont utiles pour faire les arrondis d'extrémité d'aile, ou pour

mettre deux gouvernes différentes sur un même élément d'aile. Dans le cas qui nous

occupe, une seule "pièce" sera nécessaire pour les ailes 1, 2 et 3, et cinq pour faire

l'arrondi de l'aile 4.

Parmi les méthodes que nous pourrions employer pour découper notre aile en éléments

de base, nous pouvons attribuer un élément d'aile à chaque fois qu'on rencontre une

gouverne ou une modification du tracé de l'aile, ce qui donne, par exemple :

Puisque nous avons décidé de faire partir l'aile depuis l'axe central, j'ai prolongé les

bords d'attaque et de fuite de l'aile pour qu'ils rencontrent cet axe.

A chaque apparition de gouverne, ou à chaque modification de géométrie, j'ai tracé une

séparation, ce qui au total définit notre notre demi-aile en quatre éléments, numérotés

de Aile 1 à Aile 4. Le nom de ces éléments est celui utilisé par Plane Maker pour définir

l'aile principale de notre projet, et sera reproduit symétriquement à droite et à gauche de

l'avion.

Ce nombre d'éléments est limité à quatre. Un cinquième élément ne s'appellerait pas

“Aile 5”, mais “ Divers aile 1” à droite (par exemple) et “Divers aile 2” à gauche.

Pour l'équipement en gouvernes, un seul volet et un seul aileron seront utilisés. “Volet 1”

et “Aileron 1” sont les noms utilisés par Plane Maker pour ces gouvernes.

14 Quatre éléments d’aile et vingt éléments d’ailes « divers » dans le menu « standard ».

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 33/136

Élément “Aile” et élément “Aile divers”

Plane Maker propose deux types de surfaces portantes : les “Ailes” et les “Ailes divers”

(“Wing”ou “misc-wing”). Les éléments “aile” sont différents des éléments “ailes divers”

dans la mesure où l'élément d'aile permet de concevoir en une seule opération l'aile

gauche et l’aile droite. Malheureusement, l'application de la texture de décoration, sera

elle aussi identique à droite et à gauche. Autrement dit, quand vous avez fini une aile,

Plane Maker la duplique pour l’autre.

Exemple :

Or, la peinture des ailes d'un avion réel est parfois différente à droite et à gauche, ne

serait-ce qu'à cause de l'immatriculation. Pour contourner ce problème, nous pouvons

remplacer chaque élément d'aile par deux éléments “divers aile”, ayant chacune leur

texture propre, sans duplication automatique.

Les tableaux qui suivent prennent en compte la réalisation avec des éléments “Ailes”, ou

avec des éléments “Ailes divers”. Préférez la version “Ailes divers”, car le chapitre sur la

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 34/136

décoration est rédigé à partir du Norécrin muni de ces ailes.

Passer d'un élément “aile” existant à son équivalent en “ailes divers” est simple : il suffit

de reporter les données de l'élément d'aile dans deux éléments “divers aile”, puis de

cocher la case “Cette aile est du côté gauche” pour l'un de ces deux éléments. Une fois

cette copie effectuée, on inactive l'élément “aile” en mettant sa donnée “semi-length” à

zéro. Cette manière de faire conserve les données de l'élément d'aile, tout en l'inactivant.

Si nous voulons pouvoir afficher les feux de position, il est impératif de conserver un

élément “Aile” disponible.

Nous allons commencer par remplir les première ligne d'un tableau récapitulatif avec ces

données :

Elément aile 1 aile 2 aile 3 aile 4

ou Elément Divers

aile divers aile 7 et 8 divers aile 9 et 10 divers aile 11 et 12 aile 4

Gouverne aucune Volet 1 Aileron 1 aucune

Pièces 1 1 1 5

Cas de l'arrondi de l'extrémité d'aile

Voici notre “Aile 4”, au contour bien arrondi. Comment faire un tel arrondi avec un seul

élément rectiligne ? Nous nous servirons d'une case à cocher appelée “customiser

cordes” en temps utile.

Pour le moment, tracez deux droites qui figureront les bords d'attaque et de fuite de

l'élément d'aile, comme les lignes rouges de ce schéma :

Droite demi-longueur

La construction de chacun de nos éléments d'aile s'appuie sur une droite que Plane Maker

appelle “demi-longueur” (semi-length), figurée en bleu sur l'illustration suivante, et qui

coupe les extrémités de l'élément au niveau de son premier quart avant :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 35/136

Les données à relever sur chaque élément d'aile pour la droite semi-length sont :

sa longueur

son orientation vers l'arrière, que Plane Maker appelle “sweep”

Nous allons nous contenter de mesurer seulement la longueur de cette semi-length, et

réserver pour plus tard la mesure du sweep.

Voici les dimensions relevées :

et notre tableau complété par ces nouvelles données :

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 36/136

Elément Aile 1 Aile 2 Aile 3 Aile 4

ou Elément Divers aile divers aile 7 et 8 divers aile 9 et 10 divers aile 11 et 12 Aile 4

Gouverne aucune Volet 1 Aileron 1 aucune

Pièces 1 1 1 5

Semi-length 0,60m 2,43m 1,90m 0,28m

Cordes à l'emplanture et corde à l'extrémité

Pour chaque élément d'aile, il y a une corde d'emplanture (root chord), et une corde

d'extrémité (tip chord). Lorsque nous dessinons un élément d'aile, La “root chord” est

vers le centre de l'avion, la “tip chord” est vers l'extérieur de l'avion.

Notre tableau devient :

Elément Aile 1 Aile 2 Aile 3 Aile 4

ou Elément Divers aile divers aile 7 et 8 divers aile 9 et 10 divers aile 11 et 12 aile 4

Gouverne aucune Volet 1 Aileron 1 aucune

Pièces 1 1 1 5

Semi-length 0,60 m 2,43 m 1,90 m 0,28 m

Root chord 1,84 m 1,72 m 1,23 m 0,85 m

Tip Chord 1,72 m 1,23 m 0,85 m 0,26 m

Sweep et dièdre

Le sweep est la flèche, angle mesurée entre l'axe latéral et la droite semi-length.

L'exemple ici n'est pas très parlant, car le sweep de l'aile du Norécrin est parallèle à l'axe

latéral, et vaut donc 0°. Seule l'extrémité de l'aile possède un sweep avoisinant les 30°.

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 37/136

Pour le dièdre, nous savons déjà qu'il vaut 8,5° pour tous les éléments. Voici notre

tableau, une fois relevées les longueurs de semi-length et les angles de sweep :

Élément Aile 1 Aile 2 Aile 3 Aile 4

ou Élément Divers aile divers aile 7 et 8 divers aile 9 et 10 divers aile 11 et 12 aile 4

Gouverne aucune Volet 1 Aileron 1 aucune

Pièces 1 1 1 5

Semi-length 0,60 m 2,43 m 1,90 m 0,28 m

Root chord 1,84 m 1,72 m 1,23 m 0,85 m

Tip Chord 1,72 m 1,23 m 0,85 m 0,26 m

Sweep 0,0° 0,0° 0,0° 28,3°

Dihedral 8,5° 8,5° 8,5° 8,5°

Positions longitudinale, latérale et verticale des éléments d'aile

Nous ne mesurerons cette position que pour le premier élément, les autres seront calés

sur l'élément précédent par la fonction “Raccorder à” de Plane Maker.

Voici la vue de dessus, qui permet de trouver les positions latérales et longitudinales de

l'aile.

Notez que c'est toujours la position du point ¼ qui est relevée.

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 38/136

Et voici la position verticale du premier élément, déterminée sur la vue de face :

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 39/136

L'écart vertical est de 69 centimètres, mais nous sommes sur le côté négatif de l'axe, ne

pas oublier de mettre un signe “moins”.

Calage de l'aile

Il y a une confusion à ne pas faire entre deux termes : calage et incidence. Le souci, à en

croire notre Plane Maker favori, c'est que de l'autre côté de l'Atlantique, le mot anglais

pour désigner le calage est incidence. Or, chez nous :

le calage est l'angle que fait la corde de l'aile, par construction, avec l'horizontale.

l'incidence est l'angle que fait la corde de l'aile avec le vent relatif.

Dans Plane Maker, il s'agit de l'angle par construction, nous allons bien entrer le calage

de l'aile dans le champ intitulé incidence. Il est difficile et risqué d'estimer le calage sur

un plan 3 vues, mais il est en général de quelques degrés. Nous allons mettre 2°

(données constructeur). Néanmoins, en l'absence de renseignements sur les

caractéristiques aérodynamiques des profils d'aile, cette donnée n'a pas de sens, mais

elle sera déjà installée pour plus tard.

Saisie de l'aile dans Plane Maker

Vous aurez besoin de localiser le bouton “raccorder à”

Voici le tableau récapitulatif des données à insérer dans les écrans “Ailes” (cases vertes)

ou "Ailes diverses" (cases bleues), accessibles par le menu “Standard”

Élément Aile 1 Aile 2 Aile 3 Aile 4

ou Élément Divers aile divers aile 7 et 8 divers aile 9 et 10 divers aile 11 et 12 aile 4

Demi-longueur 0,60 m 2,43 m 1,90 m 0,28 m

Corde base 1,84 m 1,72 m 1,23 m 0,85 m

Corde extrémité 1,72 m 1,23 m 0,85 m 0,26 m

Sweep 0,0° 0,0° 0,0° 28,3°

Dièdre 8,5° 8,5° 8,5° 8,5°

Longueur 2,65 m Raccorder à aile 1 Raccorder à aile 2 Raccorder à

aile 3

Largeur 0,00 m

Hauteur -0,69 m

Longueur, divers aile 2,65 m

divers aile 9

raccordée à divers

aile 7 divers aile

10 raccordée à

divers aile 8

divers aile 11

raccordée à divers

aile 9 divers aile 12

raccordée à divers

aile 10

Raccorder à

divers aile 12

Largeur, divers aile 0,00 m

Hauteur, divers aile -0,69 m

Incidence 2° 2° 2° 2°

Case " aile gauche" divers aile 7 :

cochée

divers aile 9 :

cochée

divers aile aile 11 :

cochée

Gouverne aucune Volet 1 Aileron 1 aucune

Nombre d'éléments 1 1 1 5

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 40/136

Si tout s'est bien passé, vous devriez aboutir à ce résultat :

4.2 L’empennage horizontal

La queue de notre Norécrin est assez délicate à réaliser “à l'identique” avec les

composants de base de Plane Maker. L'illustration ci-dessous montre le découpage en

éléments d'aile que nous pourrions envisager :

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 41/136

L'échancrure au milieu de l'empennage est prévue pour assurer le débattement de la

gouverne de direction, c'est une découpe “à l'emporte-pièce” que PM ne permet pas de

faire, et que nous simulerons en jouant sur la géométrie d'un élément d'aile, c'est une

(petite) entorse à la réalité, et qui aura un effet visuel.

Il y a un seul empennage horizontal disponible dans Plane Maker, ce que nous pouvons

aisément contourner par des Misc-Wing, que nous avons vu être appelées Ailes divers

dans la traduction française du logiciel.

Le dernier problème est le plus épineux : la gouverne de profondeur traverse chacun de

ces trois éléments d'aile. Une gouverne est définie par la position qu'occupe son pivot sur

les cordes d'un élément d'aile : nos trois éléments ayant des géométries différentes, il

faudrait pouvoir définir trois gouvernes, or Plane Maker n'en propose que deux... En l'état

actuel du logiciel, la solution satisfaisante optiquement et aérodynamiquement15 est une

pièce 3D réalisée avec Blender ou AC3D taillée aux bonnes dimensions, et qui viendrait

recouvrir un empennage horizontal simplifié et rendu invisible.

Pour cette pièce 3D nous pourrions aussi envisager l'utilisation d'un Misc-Body (Corps

divers) de Plane Maker, en gardant à l'esprit que ce “Misc-Body” n'est pas transparent

pour le simulateur puisque sa traînée aérodynamique est prise en compte pour le calcul

du vol, et qu'il n'est pas possible d'en annuler toutes les composantes. Dans le cas où

nous utiliserions malgré tout cette solution, il faudra deux “Misc-Body” : un qui sera fixe

et qui figurera la partie fixe de l'empennage, et un second, qui sera mobile et qu'on

asservira à la gouverne de profondeur, cette manip est possible. Le travail sur les Misc-

Body se fait comme sur un fuselage.

Pour résumer, nous avons le choix entre :

un empennage suivant au plus près le contour du plan, mais avec une gouverne à

qui il manquera une partie, ou qui sera représentée déformée sur le troisième

élément,

un empennage simplifié pour l'aspect aérodynamique, et recouvert pas une pièce

3D pour l'aspect visuel.

Avant d'aller plus loin, voici quelques conventions à respecter pour la suite de l'article :

Nous parlons de “demi-empennage”, parce que l'empennage est symétrique.

Les trois éléments de notre demi-empennage seront qualifiés de : élément d'“extrémité”,

“intermédiaire”, ou d'“emplanture”, définis tels que ci-dessous :

15 Mot inventé, qui sonne bien et qui est parfaitement compréhensible.

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4.2.1 Empennage simple

L'empennage simplifié sera le plus difficile à créer : en effet, il ne s'agit plus de

simplement relever des distances sur un plan, mais bien de créer de toutes pièces un

empennage aux caractéristiques aérodynamiques équivalentes à l'empennage réel. La

difficulté, pour nous qui ne sommes pas spécialistes en aéronautique, va être de savoir

comment simplifier cet empennage tout en gardant ses caractéristiques aérodynamiques.

Vous pouvez passer directement au chapitre “empennage complexe”, bien plus simple à

réaliser, si vous ne faites pas confiance aux talents de l’auteur ou si la perspective de

vous plonger dans un océan de formules de géométrie ne vous semble pas très

attrayante.

Paré pour la déferlante de chiffres ?

Nous avons choisi de simplifier notre empennage.

D'accord pour une simplification, mais quelle va être la conséquence au niveau

aérodynamique ? Aucune, si quelques précautions sont prises. En effet, d'après les lois

déterminant les forces générées pas la vitesse sur une surface portante, la surface de l'aile est

la seule donnée géométrique utilisée :

Cette constatation nous simplifie beaucoup la vie : il “suffit” de conserver la surface de l'aile.

Mais ce serait trop beau : d'accord sur le fait que deux ailes de même surface aient même

portance, mais si elles ont des formes différentes, le point d'application des forces résultantes

ne sera pas forcément au même endroit.

Le dernier point est d'ordre esthétique : tant qu'à faire voler un Norécrin avec empennage

simplifié, autant que cette simplification ressemble le plus possible au modèle original.

Donc pour toutes ces raisons, nous allons, sur notre demi-empennage :

conserver la surface originale,

garder la même semi-length que l'élément intermédiaire,

conserver pour notre empennage son envergure originale.

nous baser sur la forme principale de l'élément intermédiaire, qui caractérise

l'empennage.

Conserver la surface originale

Déterminer la surface du demi-empennage réel, ce n'est pas très compliqué. Pour l'élément

d'extrémité, la surface est la somme de plusieurs petites bandes, telle que nous l'avons appris à

l'école pour déterminer une surface complexe, et nous nous sommes servis de la formule de

calcul de surface de trapèze pour les deux autres éléments d'aile : (voir image page suivante)

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Ainsi, notre surface totale est :

Sextrémité + Sintermédiaire + Semplanture = 0,089 + 1,006+ 0,154 = 1,249 m2

Garder la semi-length de l'élément intermédiaire et nous baser sur sa forme principale

Nous allons essayer de garder parallèles les bords d'attaque de l'ancien et du futur élément,

idem pour ses bords de fuite, et de donner à cet élément la même surface que le demi-

empennage d'origine.

C'est toujours une bonne chose de décrire par quel moyen nous sommes arrivés au résultat.

Pour la “démonstration” ci-dessous, la méthode utilisée est purement personnelle et fonction

de mes connaissances, je n'ai donc pas cherché à la rendre universelle. En toute logique

j'aurais dû utiliser la mesure algébrique, orienter les droites et dire que AB=-BA, mais nous

nous intéressons au seul écart entre deux points, et le signe est déterminé par le contexte. Il

n'y a donc pas de barre au dessus de AB, et BA=AB.

Sur le schéma ci-dessous, nous avons notre élément intermédiaire ABCD aux dimensions

connues, et notre futur élément EFGH dont on souhaite voir les droites parallèles à celles de

ABCD, sans savoir toutefois l'emplacement précis de EF et HG :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 44/136

EFGH a pour surface la surface du demi-empennage, qui vaut 1,249 m2

En menant la projection de A et de B sur la grande base du trapèze ABCD, nous obtenons

deux triangles rectangles AA'D et BB'C, et nous avons projeté E et F sur la grande base de

EFGH en obtenant EE'H et FF'G :

Le parallélisme des droites constituant ces triangles permet d'affirmer qu'ils sont semblables :

en connaissant les dimensions de l'un et une dimension de l'autre, nous pouvons définir, par

un rapport entre les longueurs de ces deux triangles, les dimensions manquantes.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 45/136

Dans ABCD, par mesure de AA', largeur de notre élément intermédiaire, nous

trouvons 1,408 m.

Dans EFGH, la dimension équivalente, EE', vaut la demi-envergure de l'empennage,

soit 1,832 m.

Dans AA'D, par mesure de A'D, nous trouvons 0,216 m.

Dans BB'C, par mesure de B'C, nous trouvons 0,129 m.

Muni de ce rapport EE'/AA', nous pouvons déterminer les côtés de E'H et F'G :

Connaissant maintenant les côtés de l'angle droit des triangles sur EFGH, nous pouvons

calculer leur surface : en ôtant la surface des triangles de la surface totale, il reste la surface

d'un rectangle, dont l'un des côté est la hauteur EE', et le second est la petite base, EF, du

trapèze EFGH :

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 46/136

Nous savons que la surface totale de notre demi-empennage est de 1,249 m2 donc nous

pouvons déterminer la surface de notre rectangle EFF'E' :

De cette surface SEFF'E', connaissant EE', nous tirons EF, qui est aussi la petite base de

EFGH :

Nous connaissons maintenant EF donc E'F', et la grande base de EFGH vaut HE' + E'F' +F'G :

Maintenant la longueur des bases de notre nouvel élément est connue : il nous reste à

déterminer leur position. Comme prévu au départ, nous allons dessiner la semi-length de notre

élément intermédiaire, et l'étendre à notre nouvel élément, cela nous permettra de positionner

EF et HG en fonction de la règle ¼ ¾ comme le demande Plane Maker :

Fin de la simplification de l’empennage

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De retour. Voilà notre demi-empennage équivalent réalisé : il est très voisin de la forme

initiale, le jeu en valait-il la chandelle ? En tout cas, il n'y a plus qu'à relever ses

dimensions, et à les intégrer dans Plane Maker.

Sur l'illustration ci-dessous, la valeur 6,538 m est la distance longitudinale depuis le point

de référence:

Voici la position verticale de notre empennage. Elle est nécessairement de signe négatif,

puisqu'en dessous du point de référence :

Récapitulatif des données nécessaires à sa construction : Manque ici les menus où rentrer ces données

Élément "'Gouver. Prof." (Horiz Stab)

Demi-longueur 1.58 m

Corde base 0.91 m

Corde extrémité 0.46 m

Sweep 5.4 °

Dièdre 0°

Longueur 6.54 m

Largeur 0.00 m

Hauteur -0.10 m (-0.095 m) signe négatif

Incidence -2 à -2.50° (données constructeur)

Voici l'allure de notre travail dans Plane Maker :

(voir image page suivante)

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L'empennage semble bien mince : c'est normal, son épaisseur est définie dans le fichier

“airfoil” (*.afl) contenant les données aérodynamiques du profil d'aile, et nous n'avons

pas encore attribué de profil d'aile à notre empennage.

Ceci est aussi valable pour toutes les surfaces portantes de notre avion. Nous nous en

occuperons à la fin de ce tutoriel.

4.2.2 Empennage complexe

Sur l’illustration ci-dessous, voici le découpage que nous allons suivre pour l'empennage

horizontal, qui sera constitué de trois éléments distincts : l'aile “horiz stab” prévue par

Plane Maker, et deux “ailes divers”, numérotées 1 et 2 à droite, et 3 et 4 à gauche.

Nous utiliserons également les deux gouvernes de profondeur disponibles dans Plane

Maker. Et nous essaierons de donner à nos éléments Divers aile 2 et Horiz Stab une

dimension telle que nous pourrons y placer la même gouverne sans qu'elle apparaisse

trop déformée. Voici pour le côté gauche :

(voir image page suivante)

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La difficulté de réalisation de cette pièce est la présence de la gouverne de profondeur,

dont l'axe se trouve, à un moment donné, au delà de la corde. C'est, dans Plane Maker,

une situation impossible, le pivot doit être situé sur la corde, sur une portion arrière de la

corde et comprise entre 0 et 50% de celle-ci :

La solution retenue est de réduire l' "Horiz Stab" jusqu'à ce que le pivot de la gouverne

soit sur la corde de notre stabilisateur.

Cette façon de faire réduit la surface portante, mais comme la partie réduite se situe

dans le fuselage, c'est une bonne chose (Le stabilisateur n'ayant qu'une portance

“d'équilibrage” normalement faible, il n'est pas utile, contrairement à l'aile, de lui faire

traverser le fuselage pour compenser l'absence de portance de celui-ci).

Voici notre “Horiz Stab” définitif :

(voir image page suivante)

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Maintenant, nous allons procéder comme nous l'avons fait avec l'aile. Tracé de la semi-

length, en utilisant des gabarits aux proportions 1/4 3/4 :

On mesure les longueurs des droites “semi-length”

Puis les longueurs des cordes racine et extrémité de chaque élément d'aile :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 51/136

On passe alors au relevé des angles de sweep (petit rappel : l'axe latéral est l'axe de

référence pour le sweep, valeurs positives vers l'arrière):

Et on termine avec la position de l'empennage horizontal :

Nous constatons que le dièdre de l'empennage est de zéro degrés.

Voici le tableau récapitulatif qui va nous permettre de créer l'empennage horizontal :

Élément Gouver. prof. DIVERS AILE 1 (et 3) DIVERS AILE 2 (et 4)

Demi-longueur 0,19 m 1,43 m 0,22 m

Corde base 0,58 m 0,89 m 0.53 m

Corde extrémité 0,89 m 0,53 m 0.14 m

Sweep 31,0° 5,1° 25,8°

Dièdre 0° 0° 0°

Longueur 6,45 m Raccorder à Gouver. Prof. Raccorder à Divers aile 1 (et 3)

Largeur 0.05 m (automatique)(*) (automatique)

Hauteur -0.10 m (automatique) (automatique)

Incidence -2° à -2,5° (donnée

constructeur)

-2° à -2,5° (donnée

constructeur)

-2° à -2,5° (donnée

constructeur)

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(*) Pour la " DIVERS AILE" 3, le fonctionnement du bouton "raccorder à" est un peu

déroutant : la liste d'éléments d'aile ne comporte que le côté droit de l'empennage, alors

que l'élément d'aile n°3 est à gauche de l'empennage. Raccordez quand-même votre

élément n°3 au côté droit de l'empennage : Plane Maker remplit le champ "Largeur" avec

la valeur correcte mais positive, à vous de la diminuer jusqu'à la retrouver munie du

signe "-" et ne pas oublier de cliquer le bouton "Aile gauche" !...

Une vue de l'empennage terminé, raccordé au fuselage, tel qu'il devrait apparaître :

4.3 La dérive

Nous savons maintenant réaliser une aile, ce chapitre sera plus court.

Pour notre empennage vertical, nous sommes confrontés au même problème de surfaces

de géométries différentes mais traversées par la même gouverne, et je vous propose

cette disposition :

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Les flèches noires indiquent le nom des éléments d'aile dans Plane Maker, les flèches

rouge indiquent celui des gouvernes (les gouvernes sont vues dans le chapitre suivant).

Ce découpage introduit quatre éléments d'aile : les deux empennages verticaux proposés

par Plane Maker, et deux Ailes divers, N° 5 et 6 (les n°1 à 4 constituant l'empennage

horizontal).

Nous avons essayé, sur chacune des cordes, de faire en sorte que la partie devant l'axe

et la partie derrière l'axe de gouverne aient la même proportion sur tous les éléments

d'aile. Ceci permettra d'obtenir une gouverne rectiligne en utilisant la «dérive 1 »

proposée par Plane Maker. En fait, pour satisfaire cette exigence, le sommet de Aile

divers 5 a été légèrement reculé. De même, le bas de Aile divers 6 ne rencontre pas

complètement la forme de la dérive, ni du fuselage, il y aura un petit décrochement

visuel à cet endroit.

Notez que, les éléments étant verticaux, le dièdre est de 90°, même pour les dérives de

Plane Maker. L'élément du bas de la dérive, Aile divers 6, a été inversé, tout simplement

en ajoutant au dièdre un demi-tour. Sa valeur est passée de 90 à -90°

Voici le tableau récapitulatif permettant de construire notre empennage :

Élément Dérive 2 Dérive 1 DIVERS AILE 5 DIVERS AILE 6

Demi-longueur 0,22 m 0,89 m 0,16 m 0,35 m

Corde base 1,35 m 1,35 m 0,48 m 1,35 m

Corde extrémité 1,35 m 0,48 m 0,11 m 0,48 m

Sweep 0,0° 20,0° 43,7° 60,0°

Dièdre 90,0° 90,0° 90,0° -90,0°

Longueur 6,44 m Raccorder à

Stab vert. 2

Raccorder à

Stab vert. 1 6,44 m

Largeur 0,00 m " " 0,00 m

Hauteur -0,17 m " " -0,17 m

Incidence 0,0° 0,0° 0,0° 0,0°

Vous devriez obtenir cette forme :

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4.4 Les gouvernes

Pour rester fidèle à la philosophie de ce tutoriel, qui décrit la création d'un aéronef à

partir d'un plan 3-vues, nous allons relever ces dimensions sur le plan. Ceci implique une

certaine imprécision par rapport aux données “constructeur”. Il y aura aussi une

imprécision due à la position réelle des pivots de la gouverne, car sur une vue de dessus,

le trait sur le plan, délimitant la partie visible de la gouverne, n'est pas forcément sa

charnière. La ligne qui servira de référence sera celle figurant la position du cette

charnière ou de ce pivot.

Cependant, malgré toutes les approximations que nous avons fait jusqu'à présent, nous

pouvons constater, dans Plane Maker, que nous avons bien un Norécrin. Le pinaillage

technique sera pour plus tard, lorsque, plus aguerris aux techniques de modélisation,

nous envisagerons une version plus fidèle et plus détaillée de notre avion. Revenons dans

notre contexte.

Une chose rarement précisée sur un plan 3-vues est le débattement des gouvernes. Il n'y

a alors pas d'autre alternative que de se renseigner davantage sur l'avion, ou entrer des

valeurs plausibles, du genre de -20° à +20° pour les ailerons, et du double pour la

profondeur et la dérive.

Gouvernes de l'aile : volets et ailerons

Sur la corde de l'aile, la gouverne occupe une certaine longueur. Nous devons fournir à

Plane Maker le résultat du rapport “longueur de la gouverne sur la corde” / “longueur de

corde”. Ainsi, le trait rouge vertical au centre de l'image ci-dessous est une corde

commune à deux éléments d'aile, (revoir le paragraphe "Découpage de l'aile en éléments

de base" dans la section traitant de l'aile, si vous ne vous souvenez plus pourquoi). Nous

voyons que cette corde mesure 1,232 mètre et que l'aileron, tout comme le volet, occupe

0,310 mètres. La donnée dont Plane Maker a besoin vaut donc 0,310/1,232, soit 0,251,

qu'il faudra arrondir à deux chiffres après la virgule, soit 0,25.

“volet 1” :

corde emplanture 0,420/1,720 soit 0,244, arrondi à 0,24

corde extrémité 0,310/1,232, soit 0,251, arrondi à 0,25

“aileron 1” :

corde emplanture 0,310/1,232, soit 0,251, arrondi à 0,25

corde extrémité 0,230/0,853, soit 0,269, arrondi à 0,27

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 55/136

Nous constatons une légère différence entre les longueurs relatives alors que, “à l'œil”,

on s'attendait à un ratio voisin de 0,25 tout au long de l'envergure.

Si on admet que ce ratio est bien constant, notre gouverne à l'extrémité de l'aile devrait

mesurer 0,213 m au lieu de 0,230 soit... 1,7 cm d'écart.

Ceci illustre bien la difficulté de travailler précisément à partir d'un plan de petite taille.

0,25 étant un chiffre “rond”, la structure de l'aile étant simple, il est probable que les

ingénieurs n'ont pas pratiqué d'échancrures compliquées pour leur gouverne, donc il y a

de bonnes présomptions, mais aucune certitude, pour que la valeur correcte de notre

ratio soit bien de 0,25 sur toute l'envergure.

Nous garderons ce ratio. Rien n'empêche de garder à disposition les valeurs mesurées,

au cas où notre œil et nos déductions nous tromperaient.

Gouverne de l'empennage horizontal simplifié

Il n'y a pas besoin de faire de commentaires sur l'empennage simplifié, nous procédons

comme pour la mesure des volets et ailerons de l'illustration ci-dessus.

“Elevator 1” :

corde emplanture 0,338/0,912 soit 0,371, arrondi à 0,37

corde extrémité 0,169/0,462 soit 0,366, arrondi à 0,37

Gouvernes de l'empennage horizontal complexe

Pour l'empennage complexe, nous avons déjà vu qu'il nous aurait fallu une gouverne de

plus. Mais comme ce n'est pas possible, nous allons utiliser “Elevator 1” pour l'élément

central (Divers aile 3) et l'élément externe (Divers aile 4) de notre demi-empennage, et

“Elevator 2” pour l'élément interne (Horiz stab).

La géométrie de l'élément central étant différente de celle de l'élément d'extrémité, il y

aura une “cassure” de la gouverne à la jonction de Divers aile 3 et 4.

Une solution serait de se passer de gouverne sur l'élément d'extrémité, mais au prix

d'une diminution de la surface de commande, donc de son efficacité et de son réalisme,

et qui, de plus, se verrait optiquement davantage.

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 56/136

“Elevator 1” :

corde emplanture : 0,327/0,886 soit 0,369 arrondi à 0,37

corde extrémité 0,196/0,535 soit 0,366 arrondi à 0,37

“Elevator 2” sur Horiz Stab:

corde emplanture : 0,000/0,581 soit 0,00

corde extrémité : 0,327/0,886 soit 0,369 arrondi à 0,37

Gouverne de la dérive

Pour la dérive, nous nous sommes arrangés pour pour pouvoir utiliser la même gouverne

(«dérive 1”) sur tous les éléments de l'empennage vertical. L'astuce est décrite dans

cette page, lorsque nous avons construit l'empennage vertical.

“dérive 1” :

corde d'emplanture et d'extrémité : 0,555/1,348 soit 0,411 arrondi à 0,41

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 57/136

Définir les gouvernes dans Plane Maker

Voici le résumé de nos mesures, qu'il nous reste à intégrer dans Plane Maker à la page

“Contrôle géométrie” disponible dans le menu “Standard” (nous avons triché un peu : les

débattements de gouverne sont extraits de la documentation constructeur):

Gouverne

Emplanture

gouverne / corde

d'emplanture

Extrémité

gouverne /

corde

d'extrémité

Débattement vers

le haut (ou vers

la droite)

Débattement vers

le bas (ou la

gauche)

Aileron 1 0,25 0,25 27° 14°

Elevator 1

(empenn.

simplifié)

0,37 0,37 35° 40°

Elevator 1

(empenn.

complexe)

0.37 0,37 35° 40°

Elevator 2

(empenn.

complexe)

0,00 0,37 35° 40°

Dérive 1 0,41 0,41 28° 28°

Volet 1 0,25 0,25

3 crans :

0°, 20° et 40°

Pour les volets : choisir “slotted flaps”. C'est une information que nous n'aurions pas

trouvé sur le plan. Là aussi la doc constructeur nous a été utile, un dessin en coupe

donnant le débattement, et aussi la fente qui semble bien carénée. Ce n'est donc pas une

simple “planche” qui pivote vers le bas. En l'absence d'informations plus précises, je

dirais que ce n'est plus un “plain flap” mais pas encore un “fawler”. Donc un “slotted flap”

convient. Voici l’écran Plane Maker avec les bonnes données :

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Équiper les ailes de leurs gouvernes

Dans le menu “Standard”, choisir “Ailes principales”.

Aile 2 : cocher Volet 1 comme montré ci-dessous :

Aile 3 : cocher Aileron 1

Horiz Stab : cocher Elevator 2

Vert Stab 1 et 2 : cocher Dérive 1

Dans le menu “Standard”, choisir “Ailes divers” :

Divers aile 1 à 4 : cocher Elevator 1

Il ne reste plus qu'à contrôler que les gouvernes sont bien là où on espérait les trouver,

et qu'elles fonctionnent bien comme prévu : menu “Special”, choisir “Commandes

fixes/animées”

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 59/136

4.5 Arrondir les extrémités d'ailes

Limitations de Plane Maker

Cette fonction laisse l'impression d'être inachevée, car les paramètres qu'elle demande

ne sont pas complètement expliqués dans la doc Plane Maker, parce qu'on ne peut pas

travailler sur un fond d'écran pour pallier à cette carence, et parce qu'elle ne prend pas

en compte le fait que l'élément d'aile qu'on veut arrondir puisse être traversé par une

gouverne qu'on souhaiterait rectiligne, et en une seule pièce.

Il semble par ailleurs que, depuis plusieurs années, elle soit restée en l'état. Est-ce un

effet de l'actuelle philosophie de création d'avion pour X-Plane qui existe déjà, elle aussi,

depuis quelques années ? Cette philosophie consiste à assembler un avion “simple” créé

dans Plane Maker pour les calculs aérodynamiques, et un avion complexe “pour la

satisfaction de l'œil du pilote” créé dans un logiciel tel Blender ou AC3D. Il n'y aurait donc

pas besoin d'arrondir l'extrémité des ailes dans Plane Maker...

Ce raisonnement se tient si on considère que les éléments arrondis sont en général les

extrémités d'ailes, dont la surface est petite comparée à la surface de l'aile. Si nous

avons choisi de dédier (comme sur notre Norécrin) un élément d'aile pour l'arrondi, nous

nous sommes arrangé pour épouser au plus près la forme de l'aile, et arrondir cet

élément n'apportera qu'une très petite augmentation de surface, dont l'influence sur le

modèle de vol sera négligeable. Pour plus de détails sur cette conclusion, et faire le lien

entre surface et comportement aérodynamique, relire le passage consacré à l'empennage

simplifié, ici16.

16

http://wiki.x-plane.fr/index.php?title=Perso:Ac:PM:PM9norecrin3vuesempennh#empennage_simple

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 60/136

Comme nous n'avons pas l'intention de nous plonger dans la 3D de Blender ou de AC3D,

mais de rester au niveau de ce qu'on peut faire avec Plane Maker, nous allons donc

essayer de nous accommoder au mieux de ses limitations en matière d'ailes arrondies.

Principe

Dans notre travail de préparation du plan 3-vues, nous avons déjà dédié, pour l'arrondi

de l'aile, un élément : “Aile 4”. C'est sur lui que nous allons travailler. Pour les autres

éléments, vous n'aurez qu'à reprendre les valeurs indiquées dans un tableau en fin de ce

chapitre.

L'élément d'aile est divisé en tranches d'égales largeur, séparées par des cordes

intermédiaires, dites “customize chords”. Ce nombre de tranches peut être choisi entre

un et dix. Deux séries de nombres vont permettre de jouer sur la longueur et la position

de chacune des cordes intermédiaires, et ainsi de déformer notre trapèze initial pour lui

faire épouser la forme désirée.

Malheureusement pour les empennages, les gouvernes aussi suivent l'opération

d'arrondi, et semblent, en plus, ne pas avoir le même débattement d'une tranche à

l'autre, ce qui devient finalement rédhibitoire : nous ne ferons pas d'arrondi sur nos

empennages. En fin d'article et pour ceux qui voudraient expérimenter vous trouverez les

données pour arrondir; vu de loin et sur de petits éléments, ces petites défauts ne se

remarquent pas trop et l'arrondi apporte un plus.

En ce qui concerne la longueur des cordes intermédiaires, nous pouvons les mesurer

avec notre outil informatique préféré. Par contre, pour positionner ces cordes nous

travaillerons à partir de gabarits imprimés et découpés. Il est bien sûr possible de

positionner manuellement, “à l'œil”, ces cordes par petites retouches successives, mais

un guide en papier, scotché sur l'écran, permet un travail beaucoup plus rapide et plus

sûr. Pour le travail avec ce guide, le plus commode n'est pas l'aile découpée, mais le vide

laissé sur la feuille par sa découpe.

Au travail !

Voici en rouge, notre “Aile 4” telle qu'elle est définie dans Plane Maker, avec 6 tranches,

et en bleu, l'“Aile 4” telle qu'on la voudrait. Vous pouvez déjà deviner le principe à utiliser

pour la première série de données demandées par Plane Maker, “ratio corde”:

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 61/136

Longueur des cordes

Une fois que nous avons établi nos lignes bleues, les cordes telles que nous souhaiterions

les voir, nous les mesurons. Ensuite nous mesurons nos cordes initiales, les cordes

rouges.

Voici le tableau récapitulatif de ces mesures, et de la valeur qu'il faudra fournir à Plane

Maker (les cordes ne sont pas numérotées dans Plane Maker, ce n'est pas gênant dans la

mesure où on sait que, sur l'écran de paramétrage, la corde d'emplanture est toujours à

gauche, la corde d'extrémité est toujours à droite. Dans notre tableau aussi nous

gardons la même convention) :

Nouvelle corde 0,837 0,799 0,742 0,661 0,530

Ancienne corde 0.755 0,653 0,554 0,454 0,353

"ratio corde" 1,109 1,224 1,339 1,456 1,501

Dans Plane Maker, nous allons choisir la vue du dessus, puis ouvrir le menu “Ailes” et

sélectionner l'onglet “Aile 4”.

Zoomer pour afficher au plus grand possible notre “Aile 4” dans la fenêtre, puis dans le

cadre “SPECS ELEMENTS”, vérifier qu'il y a bien 6 tranches. Si ce n'est pas le cas,

affichez “06” dans la case “#”, placée juste avant le mot “incidence”. Nous voyons six

colonnes de cases à cocher. (Ce système permet aussi d'équiper individuellement chaque

tranche d'une gouverne distincte de celle de ses voisines, ce qui peut parfois être utile)

Maintenant que nous avons nos six tranches, cocher "customiser cordes" : nos colonnes

de cases à cocher sont remplacées par cinq colonnes de deux lignes correspondant à nos

cordes intermédiaires, la première ligne nommée “ratio corde”, et la suivante nommée

“offset corde”.

Dans la ligne “ratio corde” nous entrons le résultats de nos calculs, et notre élément

d'aile fait une drôle de tête :

(voir image page suivante)

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Position des cordes

Il faut jouer maintenant sur le décalage (offset), c'est à dire la position longitudinale de

la corde, qui peut glisser d'avant en arrière, avec un signe “moins” vers l'avant, et un

signe “plus” vers l'arrière.

Voici notre arrondi définitif, avec les lignes “ratio corde” et “offset corde” remplies :

Annexe : arrondir l'extrémité des empennages.

Il a été décidé de ne pas arrondir nos empennages, pour les raisons expliquées plus haut

dans le texte. Néanmoins, sur de petites pièces et à bonne distance, les petits défauts

dus à l'arrondi ne se voient pas tant que ça. Voici les données pour arrondir :

Empennage horizontal : Divers aile 2 et 4.

ratio corde 1,105 1,228 1,340 1,457 1,500

offset corde -0,026 -0,045 -0,049 -0,051 -0,031

Empennage vertical : Divers aile 5 (Divers aile 6 trop gros, pas traité).

ratio corde 1,094 1,190 1,294 1,371 1,414

offset corde -0,040 -0,060 -0,080 -0,080 -0,060

(voir image page suivante)

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Vérifier la présence des polaires

Les polaires sont les courbes ou des tables qui vont permettre le calcul du comportement

des ailes.

Mea culpa, j'ai longtemps traduit “airfoil” par “profil”, or le contenu du dossier “Airfoils”

de X-Plane ne contient pas de profils, mais simplement leurs polaires. Un profil d'aile est

une description géométrique, une répartition de points qui permet de donner la forme

physique à une aile, alors que les polaires permettent de prédire le comportement de

l'aile construite à partir de ce profil.

Une polaire est valable pour un seul “nombre de Reynolds”. Si on ouvre un “profil” dans

Airfoil-Maker, on ne trouve bien qu'un seul nombre de Reynold, ce “profil” est donc une

polaire. Il aurait été possible de parler de “profil” si Airfoil-Maker, pour un même fichier,

affichait plusieurs nombres de Reynolds et les courbes correspondantes.

Une recherche internet avec “Reynolds” et “polaire” devrait vous en apprendre

davantage.

Revenons à notre avion : il s'agit ici d'un simple contrôle, car travailler sur un profil d'aile

et en déduire ses polaires est un travail de spécialiste, ou au moins, de personne initiée,

et c'est pour l'instant nettement hors de portée de ce tutoriel.

Lorsque nous avons construit nos ailes, Plane Maker a automatiquement attribué le

fichier NACA 2412 (popular).afl, présent dans le dossier “Airfoils” de X-Plane. Les écrans

recensant les polaires utilisées sont accessible par le menu “Expert”, choix “Profils”.

L'onglet “Ailes” reprend les éléments définis dans le menu “Standard / Ailes Principales”,

et les onglets “Autres ailes” recensent les “Divers aile” ou “Misc wing” :

(voir image page suivante)

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Nous constatons que deux types de profils ont été utilisés, un pour les ailes et un pour

les autres surfaces portantes. Ceci s'explique par la fonction différente de ces surfaces,

les ailes assurant la portance de l'aéronef et les empennages horizontal et vertical

assurant la stabilisation.

Nous savons maintenant que le Norécrin que nous créons dans Plane Maker utilise le

profil NACA 2412 pour les ailes et NACA 0009 pour les surfaces stabilisatrices, en

attendant de pouvoir, nous-mêmes, créer et intégrer les polaires correspondant aux bons

profils.

Voici pour “Aile 1” les fichiers profils utilisés. Ils s'agit de quatre fois le même fichier,

mais cet exemple illustre qu'on peut faire appel à quatre fichiers différents :

Les deux lignes de gauche concernent le profil d'emplanture, et les deux lignes de droite

concernent le profil d'extrémité. Pour chacun de ces profils nous avons deux polaires, une

mesurée à un grand nombre de Reynolds (Hi Re) et l'autre mesurée à faible nombre de

Reynolds (Lo Re), ce qui nous donne bien quatre fichiers. Le comportement d'un profil à

haut et à bas Re est différent, d'où l'utilisation de deux polaires par profil pour couvrir le

domaine de vol, ainsi nous aurions pu avoir un NACA_2412_Hi_Re.afl et un

NACA_2412_Lo_Re.afl.

Si vous avez opté pour une aile construite avec des “misc wing” ou “divers aile”, il faut

placer ces profils dans les onglets “Autres ailes” présents sur le même écran. Chaque

onglet comporte 5 ailes qui ne sont pas numérotées, mais les misc wing 1 à 5 sont sur le

premier onglet, les 6 à 10 sur le second, etc... Les “divers aile” concernés sont les n°7 à

12. L'extrémité de notre aile reste la “wing 4”.

Un clic sur le carré à gauche du nom de fichier ouvre le dossier des profils et permet d'en

changer.

La série de chiffres suivant l'appellation NACA n'est pas un numéro d'ordre mais permet

une description physique du profil.

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5. Tester le planeur

5.1 Préparation du premier essai en vol sans moteur

Nous sommes encore loin d'avoir fini notre travail, mais notre Norécrin sera apte à voler

dès que nous aurons spécifié son centre de gravité, et la position du regard du pilote.

Placer le pilote dans l'habitacle

C'est, en fait, la position des yeux du pilote que nous allons indiquer à Plane Maker. Tel

qu'elle est définie, elle est actuellement aux coordonnées (0,0,0), ce qui correspond sur

notre Norécrin, à la pointe avant du cône d'hélice. Nous allons la mettre à un

emplacement plus naturel, que nous estimerons vraisemblable, par exemple comme ici :

Les données à entrer dans Plane Maker sont :

long arm : 2,80 m

lat arm : -0,20 m

vert arm : 0,25 m

Nous entrons ensuite ces données dans l'écran "Point d'observation", onglet "Défaut" :

(voir image page suivante)

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Déterminer la position du centre de gravité

La position du centre de gravité (CG) n'est pas toujours facile a appréhender sur un plan

3-vues, on ne peut que l'estimer sommairement au tiers ou au quart avant de la corde

moyenne, et, dans le plan vertical, l'approximation est encore plus délicate.

Cependant, un document nommé “carte de service” du Norécrin, m'a permis de reporter

la position du centre de gravité sur les illustrations suivantes, et à en tirer les données

pour Plane Maker : la position longitudinale est facile à reporter, sachant qu'elle est à

23,8% en arrière du bord d'attaque de la nervure 1 de l'aile :

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La position verticale est plus difficile à cerner : la seule méthode fiable et universelle

consiste à utiliser les données constructeur. A défaut, nous pourrions, pour notre projet,

décider que le centre de gravité du fuselage est au centre, puisque le moteur tire le CG

vers le haut, la masse de l'aile le tire vers le bas, la cellule étant relativement homogène,

l'amène vers le centre. La démonstration qui suit est simplement adaptée à notre cas

particulier, est relativement imprécise du fait de certaines approximations, et n'a pas

d'autre but que d'expliquer comment j'obtiens une position verticale de -0,13 mètres,

vous pouvez directement passer au paragraphe décrivant l'intégration du centre de

gravité dans Plane Maker.

Nous allons nous en tenir aux données chiffrées (petit extrait de la “Carte de Service de

l'Avion NORECRIN_II”, fourni à titre d'illustration, document SNCAN datant d'août 1948).

Le point G est le centre de gravité :

Le croquis indique la longueur du profil au centre de surface : 1,37 m. On recherche, sur

la vue du dessus, à quel endroit ce profil se trouve :

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et on note sa position latérale que nous reportons sur la vue de face :

Nous avons maintenant l'écart vertical entre la Nervure 1 et le profil au centre de surface

donc nous pouvons déduire, en utilisant les proportions, la position verticale du point G

sur notre plan 3-vues : -0,13 m (la mesure est en dessous de l'axe, donc négative). Les

rectangles bleus ont même proportions verticales sur les deux schémas, même si cette

vue semble donner l'impression du contraire.

Nous pouvons maintenant rentrer ces données dans Plane Maker.

Spécifier le centre de gravité dans Plane Maker

Sur notre plan 3-vues, notre centre de gravité est ainsi défini :

position longitudinale : 2,71 m

position verticale : -0,13 m

Lancez Plane Maker, et aller dans le menu “Standard / Point d'Observation”, pour cocher

“edit in METRIC dimensions” (parce que cette case ne reste pas cochée d'un lancement

sur l'autre, vous avez déjà dû vous en apercevoir avec la version 9)

Affichez la page relative aux masses et à l'équilibrage : menu “Standard / Masses &

Équilibrage”

En plus de la position du centre de gravité, Plane Maker demande l'étendue longitudinale

dans laquelle ce centre peut évoluer en fonction du chargement de l'avion : nous ne nous

en occupons pas pour l'instant, donc nous spécifions des chiffres bidons, comme

approximativement - et + 20 ou 30 cm (nous calculerons ces données lors de la mise au

point).

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Deux lignes permettent de caractériser le centre de gravité :

première ligne 2,50 2,71 2,92

deuxième ligne

-0.13

5.2 C’est parti

Test en vol : le grand saut dans le vide...

Ce petit test en vol, bien au chaud dans son salon, est là pour s'assurer que X-Plane

reconnaît bien l'avion, que les commandes répondent bien comme il faut, et peut-être

aussi pour oublier toutes ces heures de modélisation parfois rébarbatives.

Le pilotage à la souris est un plus, car il affiche sur l'écran un carré représentant le

débattement des gouvernes, et un pointeur qui indique leur position, système intuitif qui

aide beaucoup en l'absence de toute autre instrumentation. Il vous faut aussi garder la

vue sur l'horizon, ce qui implique de voler par beau temps.

Sauvegardez l'appareil. Vous pouvez laisser Plane Maker ouvert sauf si votre ordinateur

est trop léger en mémoire.

Lancez X-Plane. Après avoir navigué dans son menu “Appareil / Choisir Appareil” vous

devriez avoir abouti ici :

(voir image page suivante)

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(X-Plane v9)

Les infos correspondent avec celles que nous avons entré à la première étape de notre

travail, il n'y a plus qu'à cliquer sur "Ouvrir", et vous vous retrouvez à l'intérieur de votre

Norécrin, qui tombe assez lourdement sur la piste : ne vous en souciez pas, il supporte

sans broncher (même s’il n’a pas encore de train d’atterrissage).

Bon, maintenant il s’agit de voler, donc allez dans la carte, spécifiez une altitude 10 000

pieds plus élevée que l'altitude actuelle. Spécifiez aussi une vitesse, 100 (pour plus

d'émotions fortes, laissez “0”) :

Dès que vous fermez la carte vous vous trouvez dans le vide. Si tout se passe bien, notre

oiseau volerait presque sans qu'on touche aux commandes : laissez-le faire, il y en a

pour quinze minutes de vol plané :

(voir image page suivante)

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Youpi !

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6. Modélisation du train d'atterrissage

Comment Plane Maker modélise les trains d'atterrissage

Plane Maker connecte une ou plusieurs roues aux dimensions que vous lui aurez fourni,

sur une tige qu'il connecte à son tour sur votre avion, selon l'endroit et les orientations

que vous aurez défini, tant pour le train rentré, que pour le train sorti.

La représentation Plane Maker d'un train d'atterrissage est très basique. Nous pouvons

ajouter des trappes de train qui s'ouvrent et se ferment, mais c'est tout, ne comptez pas

faire des détails sur la jambe autrement que dessinés sur l’image bitmap de texture, et

ne cherchez pas à créer d'ouvertures dans le fuselage pour y mettre le train rentré :

restez simple. Voici un exemple de ce qu'on obtient. Les jantes, les pneus et la jambe

sont texturés :

Tout détail supplémentaire créé avec un “Misc-Body” (ou “Corps divers” dans l'actuelle

traduction française) ajouterait sa traînée aérodynamique à celle du train. Pour la

texture, toutes les roues reçoivent la même zone de l’image bitmap de texture, on ne

peut pas personnaliser une roue.

Le moyen d'obtenir plus de détail s'appelle Blender, ou AC3D, et sera à mettre en œuvre,

si vous y tenez, une fois que notre Norécrin purement Plane Maker sera au point.

La roue du train sorti est toujours verticale. La jambe part du point que vous avez

spécifié sur l'avion, jusqu'au moyeu de la roue :

(voir image page suivante)

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Nous allons utiliser le plan 3-vues pour relever les dimensions du train car les roues sont

relativement grosses par rapport à la taille de l'avion. Il est évident que pour un gros

oiseau il vaudrait mieux chercher les dimensions du train ailleurs.

Divergences de vues

Nous rencontrons un petit souci, typique de notre méthode à base de plan 3-vues

complété par quelques recherches basiques. Un même élément peut avoir des

dimensions différentes sur chacune des vues : si nous mesurons le train principal, il est

bien plus court une fois rentré dans l'aile que lorsqu'il est sorti.

Pourtant l'attitude du Norécrin dans X-Plane semble correcte, la longueur du train avant

semble cohérente sur toutes les vues du plan avec un pourcentage d'erreur acceptable,

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 74/136

la vue latérale est d'accord avec la vue de dessous pour la longueur de train principal,

donc le train principal trop court veut dire que l'aile est trop haute.

Après avoir regardé quelques photos, on peut éventuellement penser que l'aile de notre

avion est un tantinet trop haute. Nous pourrions envisager de l'abaisser de quelques

centimètres, mais nous sommes loin de rattraper le manque de longueur du train. Il faut

alors abaisser le fuselage, mais le train avant deviendrait faux, ou cabrer exagérément le

fuselage... Aller mesurer sur l'avion le plus proche de chez soi n'est pas forcément une

solution, le réel et le plan 3-vues étant deux choses bien différentes, et mélanger ces

deux sources dans notre projet peut aboutir à plus de confusion que si on en reste à

l'une ou à l'autre.

Nous sommes donc dans une voie sans issue. En plus, cette erreur peut ne pas en être

une : il existe des méthodes utilisées en aviation réelle pour comprimer un train lorsqu'il

rentre, et économiser ainsi de la place.

Il est peu probable que le Norécrin réel soit équipé d'un tel dispositif, mais Plane Maker

offre cette possibilité, et c'est la réponse que nous allons apporter à cette divergence

entre vues, divergence que nous n'avons pas pu résoudre.

Relevé des dimensions du train

Nous allons suivre l'ordre des données de l'onglet “Gear Loc” accessible par le menu

“Standard/Train atterrissage”, et terminer par une incursion sur l'onglet “Gear Dat” du

même écran, lequel nous offrira une case permettant de rentrer et sorti le train, et

éventuellement de connecter le train avant au palonnier. Ici les longueurs sont exprimées

en feet, il faudra penser à demander à Plane Maker qu'il les exprime en mètres :

Il y a trois trains sur notre Norécrin, le train avant et les deux trains principaux, chacun

munis d'une roue. Dans Plane Maker, nous aurons donc trois colonnes récapitulant les

données de chacun de ces trains.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 75/136

Plane Maker détermine les orientations des trains au degré près. La précision des angles

à deux chiffres après la virgule est donc illusoire, mais c'est l'outil informatique utilisé

pour les mesures qui en fait le calcul, il nous est très facile d'arrondir après. Et c'est plus

parlant pour nous, car nous savons pertinemment comment et pourquoi nous avons

arrondi. Les longueurs et angles mesurés feront l'objet d'inévitables ajustements dans

Plane Maker.

Nous avons mesuré la position verticale de l'aile sur la vue de face. Le train principal

étant fixé aux ailes, nous nous baserons aussi sur cette vue pour les longueurs et

positions du train, malgré les réserves que nous avons formulé sur sa justesse, et elle est

de toute manière la seule qui permette aux roues de toucher terre.

Position du pivot de la jambe sur l'avion

Il s'agit de la position que nous avons estimé sur le plan 3-vues.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 76/136

D’où le tableau :

Train 1 2 3

long arm 2,951 0,750 2,951

lat arm -0,987 0,00 0.987

vert arm -0,57 -0.719 -0,57

Positions angulaires des jambes de train

Nous allons maintenant nous intéresser à l'orientation des trains. Plane Maker demande

deux données par train : l'angle des jambes lorsque le train est sorti, et lorsqu'il est

rentré, relevé sur les plans longitudinal-vertical et latéral-vertical.

Tel que l'entend Plane Maker, la jambe de train va de son point d'ancrage sur l'avion,

jusqu'au moyeu de la roue, ce n'est donc pas forcément l'angle de l'élément principal du

train.

Angles latéraux

Puisque nous avons la vue de face, l'angle est positif en tournant dans le sens des

aiguilles d'une montre. L'angle du train 1 possède logiquement la valeur opposée de celle

du train 3.

Nous faisons la mesure de l'angle latéral lorsque le train est rentré (retracted), et

lorsqu'il est sorti (extended) :

Train 1 2 3

Lon angle extended

Lat angle extended -5,85° 0° 5,85°

Lon angle retracted

Lat angle retracted -99,33° 0° 99,33°

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Angles longitudinaux

L'axe vertical orienté vers le bas est la référence pour les mesures d'angles, une rotation

vers l'avant de l'appareil porte un signe positif. D'après la vue latérale montrant le

Norécrin avec le train rentré, la roue avant reste un peu visible, ce qui laisse présager la

position rentrée du train à -90°.

Une mesure qui n'a pas pu être faite sur cette vue parce que beaucoup trop hasardeuse,

c'est l'angle longitudinal du train principal rentré. La vue adaptée est la vue du dessous :

Sur cette vue, l'angle sera positif vers l'avant de l'avion, alors qu'il y a une apparente

incohérence entre les angles relevés sur chaque train, la même valeur donnant deux

directions différentes. Plane Maker s'y retrouve, probablement grâce aux angles latéraux

déjà fournis. Et si nous nous plaçons sur une vue latérale, les deux trains ont bien le

même mouvement vers l'avant lorsqu'ils rentrent.

Train 1 2 3

Lon angle extended 1° 7,23° 1°

Lat angle extended -5,85° 0° 5,85°

Lon angle retracted 17,13° -90° 17.13°

Lat angle retracted -99,33 0° 99,33°

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Dimension des jambes de train et des pneus, orientation des roues dans l'aile,

compression du train

La longueur de la jambe (leg length) se mesure du point d'attache du train sur l'avion,

jusqu'au moyeu de roue :

En ce qui concerne les pneumatiques, Plane Maker demande la moitié de la largeur du

pneu (tire semi-width), il ne faut pas oublier de diviser par deux la valeur que nous

avons mesurée.

Dimension des roues, tire radius (tire = pneu, donc rayon de la roue) : tout comme pour

la demi-largeur des pneus, Plane Maker demande le rayon de la roue mais il est plus

facile de mesurer le diamètre et de le diviser par deux.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 79/136

Le tableau devient :

Train 1 2 3

Leg length 0,892 0,784 0,892

Tire radius 0,48/2 = 0,24 m 0,4/2 = 0,2 m 0,48/2 = 0,24 m

Tire semi-width 0,149/2 = 0,0745 m 0,13/2 = 0,065 m 0,149/2 = 0,0745 m

Retract axis - strut

compress

Sur la vue du dessous de l'appareil, nous avons vu un peu plus haut, que le train

principal n'est pas rentré perpendiculairement, mais en biais, à 17° vers l'avant.

Si nous rentrons un tel train, nous nous apercevrons que la roue se met de travers, et

dépasse au dessus et au dessous de l'aile. Le paramètre “retract axis” permet de rendre

la roue parallèle à l'aile. Dans notre projet, la valeur de “retract axis” est la même que le

“lon angle retracted”, munie du signe opposé. (n'est plus nécessaire avec la v10).

Sur la même ligne, comme nous n'avons pas vraiment trouvé la cause de la différence de

longueur de jambe train rentré et sorti, nous allons utiliser le “strut compress” pour

mettre en accord nos vues de face et de dessous, en mettant la différence de longueur

entre la même jambe sur ces deux vues.

La différence est 0,892-0,738 = 0,154 m, qu'il nous faut convertir en ft, cette donnée

étant restée en ft dans Plane Maker, même quand il parle en mètres. 15,4 cm = 0,5 ft.

Train 1 2 3

Leg length 0,892 0,784 0,892

Tire radius 0,48/2 = 0,24 m 0,4/2 = 0,2 m 0,48/2 = 0,24 m

Tire semi-width 0,149/2 = 0,0745 m 0,13/2 = 0,065 m 0,149/2 = 0,0745 m

Retract axis - strut

compress -17,13° 0,5 ft 0° 0.0 ft -17,13° 0,5 ft

Toutes les mesures ont été faites, nous pouvons les entrer dans Plane Maker

Application dans Plane Maker

N'oubliez pas de vérifier que Plane Maker 9 est bien paramétré en mètres.

Une roue par train se dit, en langage Plane Maker, “single” :

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Tableau récapitulatif (entre parenthèses, les valeurs mesurées)

Train 1 2 3

Long arm 2,95 m (2,951 m) 0,75 m (0,75 m) 2,95 m (2,951 m)

Lat arm -0,99 m (-0,987 m) 0,00 m (0,00 m) 0,99 m (0,987 m)

Vert arm -0,54 m (-0,570 m) -0,72 m (0,719 m) -0,54 m (0,570 m)

Lon angle extended 1° (1°) 7° (7,23°) 1° (1°)

Lat angle extended -6° (-5,85°) 0° (0°) 6° (5,85°)

Lon angle retracted 17° (17,13°) -90° (-90°) 17° (17,13°)

Lat angle retracted -100° (-99,33°) 0° (0°) 100° (99,33°)

Leg length 0,91 m (0,892 m) 0,78 m (0,784 m) 0,91 m (0,892 m)

Tire radius 0,24 m (0,24 m) 0,20 m (0,20 m) 0,24 m (0,24 m)

Tire semi-width 0,07 m (0,0745 m) 0,06 m (0,065 m) 0,07 m (0,0745 m)

Retract axis - strut

compress -17° 0,5 ft 0° 0,0 ft -17° 0,5 ft

Durée de transition

il s'agit du temps nécessaire à la rentrée et à la sortie de chaque train. Arbitrairement

nous avons gardé 5 secondes, mais il est possible que dans le réel, le système soit

manuel, et que le temps réel soit bien plus long.

Roue(s) directrice(s)

Nous allons maintenant décider quel train dirige l'avion au sol. Rechercher la ligne “this

gear steers”, en cochant le train avant :

Autoriser la rentrée du train

Il faut cocher une case pour permettre la rentrée et la sortie du train, il s'agit de la case

“gear is retractable”, présente dans le cadre “rentrer train et roulette de nez”, dans

l'onglet “Gear dat” .

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 81/136

Choisir de connecter le train au palonnier

Toujours dans l'onglet “Gear Data”, nous pouvons choisir de connecter le train avant au

palonnier, ou non.

Le plan ne dit pas si la roulette de nez est asservie à la direction. Si elle est libre, il faut

se servir du freinage différentiel et/ou d'un coup de gaz sur la dérive pour tourner, c'est

sportif et un tantinet déroutant. Il est nettement plus sécurisant de coupler le train avant

avec les palonniers, le train pivote alors d'un angle proportionnel à celui du palonnier.

Nous n'avons aucune idée de la valeur de braquage du train avant, nous allons l'estimer

à 50° pour être à l'aise sur le tarmac et tourner dans un mouchoir de poche. Il y a trois

paramètres à renseigner :

l'angle maximal de braquage à faible vitesse,

l'angle maximal de braquage à haute vitesse,

la vitesse de transition entre faible et haute vitesse.

Omettre un de ces paramètres amène un résultat bizarre : les deux angles s'ajoutent, ou

la connexion aux commandes ne se fait pas.

Le quatrième paramètre est la force du ressort de rappel du train en ligne droite, si

l'avion en est muni. Nous pouvons très bien le laisser à zéro, il n'y aura pas de ressort de

rappel.

Nous supposons que le Norécrin n'a pas de système de réduction du braquage en

fonction de la vitesse, le braquage sera donc le même pour chaque case "nosewheel

steering". Le paramètre “transition speed” doit être supérieur à 0, et nous n'installons

pas de ressorts de rappel du train :

Première et seconde cases “nosewheel steering” : 50,0°

case “transition speed” : 10 kts

case “nosewheel spring force” : 0 lb per degree offset

Pour un train non connecté au palonniers, ce qui est quand même plus fun, surtout par

vent de travers, laisser ces paramètres à “0”, mais il vous faudra un joystick avec un axe

de torsion, ou un palonnier.

Résultat de nos efforts

Vous devriez avoir obtenu ceci :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 82/136

Un dernier contrôle visuel en mettant une image bitmap de fond dans Plane Maker, avec

notre train “strut compressé” pour tenir dans son logement :

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7. Modélisation du moteur et de son hélice

7.1 Le moteur

Difficile en regardant le plan 3-vues, de déterminer les performances du groupe

motopropulseur. Difficile aussi, en notre qualité d'amateur à qui la technologie a mis

dans les mains un outil génial, d'avoir toutes les connaissances permettant de l'exploiter.

Mais avec un peu de bon sens et de recherches dans le côté lumineux d’Internet, nous

devrions pouvoir rester dans le plausible.

Pour un avion à hélice, derrière l'appellation “Groupe Moto Propulseur”, GMP, se cachent

trois organes : l'hélice, le réducteur, et le moteur. En simplifié, le réducteur permet à

l'hélice de tourner à son meilleur régime lorsque le moteur est le plus à l'aise.

Quelles données Plane Maker demande-t-il ?

Menu “Standard/Specs Moteur”

Nous trouvons cinq onglets, avec une foultitude de données à remplir. Fort

heureusement, elles ne sont pas toutes utilisées :

Même avec des connaissances limitées de notre Norécrin, nous savons, par sa date de

conception et son usage prévu, qu'il n'y aura pas de système sophistiqués de contrôle

des gaz ou de réglage de pas d'hélice, ce qui devrait déjà faire un tri dans la liste des

paramètres demandés.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 84/136

Onglet “Description” cadre “SPECS GENERAL MOTEUR”

A notre stade préliminaire, la seule donnée qui pourrait nous intéresser est “ratio masse

hélice”, qui compare la masse de notre hélice à la même hélice réalisée en aluminium

massif. En effet, notre Norécrin pouvait être équipé d'une hélice en bois, massif elle

aussi, et il n'y aurait qu'à réaliser le rapport densité du bois/densité de l'aluminium.

Elle était très certainement faite de bois dur, comme le hêtre, par exemple, d'une densité

de 0,7. L'aluminium possède une densité de 2,7 kg/dm3, donc le ratio masse helice vaut

0,7/2,7 = 0,26. Ratio Mass Hélice : 0,26.

Cadre “CRITICAL ALTITUDE ”

Dans ce cadre, nous trouvons la donnée du même nom, que nous allons laisser à 0.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 85/136

L'altitude critique est l'altitude à laquelle les compresseurs du moteur ne permettent plus

d'apporter assez d'oxygène au moteur, qui perd ainsi de sa puissance. A ma

connaissance le moteur du Norécrin n'est pas muni de compresseurs, donc l'altitude

critique est celle du sol, 0 mètres.

Il y a trois cases intitulées “FADEC”. Le FADEC est un système moderne et complexe de

gestion des moteurs, qui n'existait pas à l'époque de notre projet, il faut donc décocher

ces trois cases, si elle sont cochées.

7.2 L’hélice

Cadre “PROP ENGINE SPECS”

Puissance maximale autorisée (maximum allowable power) : 145. la puissance du

moteur, en CV

Zone rouge (redline) : 2500 tr/min, estimation, vitesse de rotation à partir de

laquelle le moteur est en danger.

Idle : 800 tr/min, estimation, régime de ralenti

Pertes de transmission : 0.01, estimation. Ceci sous-entend qu'il y a un réducteur

entre l'arbre moteur et l'hélice. Nous décidons que l'hélice du Norécrin est en prise

directe sur l'arbre du moteur, et qu'il n'y a donc pas de pertes dans des

engrenages de transmission. (Considérations ayant abouti à cette affirmation

péremptoire disponibles sur cette page17), mais il y a toujours les pertes dues aux

accessoires connectés sur le moteur.

Max arc vert : vitesse maxi de la zone verte sur le cadran du compte-tours.

Laissons 1.

Mini arc vert : vitesse mini de la zone verte sur le cadran du compte-tours.

Laissons 0.

Minimum prop governor engine RPM : 0, ne concerne que les systèmes

sophistiqués permettant d'ajuster la vitesse de rotation d'hélice à une valeur

souhaitée lorsqu'on tire au maximum la commande de pas d'hélice. Nous n'en

aurons pas besoin pour notre Norécrin.

temps intro fuel démarrage moteur : la durée entre l'action sur le démarreur et

l'arrivée effective de l'essence dans les cylindres pour une mise au ralenti, laisser

la valeur par défaut.

throttle advance time from idle to max : 2,5, estimation, durée nécessaire en

secondes pour la prise de régime du moteur lorsque la manette des gaz est

brusquement amenée de “ralenti” à “plein gaz”.

Montant boost : 0, ne concernent que des techniques très particulières

d'augmentation de puissance18 par injection d'eau ou de carburant particuliers, il

serait très surprenant que notre Norécrin soit équipé de tels systèmes.

capacité boost : 0, idem que pour “Montant boost”

(voir image page suivante)

17 http://wiki.x-plane.fr/index.php?title=Perso:Ac:PM:PM9norecrinGMPreducteur 18 comme la post combustion des avions militaires à réaction.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 86/136

(sur l’image ci-dessus les pertes de transmission ne sont pas renseignées : mettre

0.001)

Onglet “Emplacement”

Il est... vide. C'est normal, les données n'apparaissent qu'en fonction des moteurs

installés.

Nous allons installer un moteur : cliquer sur la petite flèche au dessus de la case “#

engn” (numéro du moteur) pour afficher 1. Nous avons maintenant une liste de

renseignements à fournir.

A droite de #engn nous choisissons le type de moteur : pour notre moteur à pistons nous

avons le choix entre type à carburateur ou à injection. La consultation d'Internet nous a

appris que le Norécrin 1203 était motorisé par un Reignier 4LO à carburateur, donc nous

allons choisir “carb recip”

Type d'hélice, nombre de pales, sens de rotation, et équipement divers

Nombre d'hélices (#prop) : 1, il peut y avoir plusieurs hélices sur un moteur.

Type d'hélice : fixed, hélice à pas fixe.

Nombre de pales : 2

Sens de rotation : CW (clockwise19). Quand on est assis dans le Norécrin et qu'on

regarde l'hélice, elle est “CW” si elle tourne dans le sens des aiguilles d'une

montre, et “CCW” (counter clockwise) si elle tourne en sens inverse. Il est parfois

délicat d'interpréter un “sens négatif” figurant sur une notice : il suffit qu'on

regarde le moteur de l'autre côté pour que le sens devienne positif. Pour lever le

doute, la recherche d'informations s'est basée sur les photos de Norécrin

disponibles sur le net, sans connaître le moteur qui était sous le capot.

Les trois cases à cocher dans l’image ci-dessous ne concernent pas notre Norécrin, c'est

un parti-pris : il n'y a pas d'embrayage et l'hélice n'est pas carénée.

19

Clockwise : sens des aiguilles d’une montre, counter clockwise : sens contraire.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 87/136

Position et orientation de l'hélice

Les trois données suivantes donnent la position de l'hélice, qui est très voisine du point

de référence. La position latérale et la position verticale sont confondues avec l'origine

des axes, et la position longitudinale est légèrement en arrière :

long arm = 0,22 m

lat arm = 0

vert arm = 0

Puis viennent deux cases pour l'orientation de cette hélice. Nous n'avons pas la valeur de

ces paramètres, qui doivent se trouver sur la liasse de plans originale, mais ils ont

malheureusement peu d'intérêt pour les lecteurs potentiels des fiches descriptives

accompagnant souvent les plans 3-vues. Donc nous sommes dans l'inconnu. De toute

manière, ces paramètres sont intimement liés à l'efficacité de l'hélice et de son moteur,

et rien ne garanti, à ce stade de la réalisation, que l'hélice que nous allons créer pour

notre Norécrin aura les caractéristiques de l'hélice réelle...

vert cant : 0

side cant : 0

X-Plane v9

Nota : pour la première de ces cases, une erreur de traduction pour la version 9 a

positionné un libellé “vue centre x” qui n'a rien à voir avec cette partie consacrée à

l'hélice20. Cependant le paramètre renseigné est bien l'orientation verticale de l'hélice au

dessus ou au dessous de l'axe longitudinal, et a pour nom “vert. cant (deg)”.

20 Bug corrigé avec la version 10 de X-Plane.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 88/136

Nous ne renseignerons ces paramètres qu'au moment des essais en vol.

Rayon de l'hélice et largeur de pale

Le “prop radius” est le rayon de l'hélice, il est plus facile de mesurer le diamètre que

nous n'oublierons pas de diviser par deux : prop radius = 1,05 m.

La case “vecteur” permet, si cochée, de pivoter l'axe de l'hélice pour orienter sa traction,

ne pas cocher cette case.

Corde base et extrémité

La mesure de la corde d'emplanture et de la corde d'extrémité sur notre plan 3-vues

n'est pas précise. De plus, nous avons décidé d'utiliser une hélice en bois, et l'auteur du

dessin a dessiné une hélice qu'on imagine métallique mais qui pourrait être en bois, si on

en croit la largeur à l'emplanture. Les dimensions mesurées seront donc utilisées “à titre

indicatif”.

Malgré le mètre utilisé comme unité, la longueur de ces cordes est exprimée en pouce,

un pouce, ou inch, = 25,4 mm.

Nous estimerons la largeur du milieu de la pale à environ 14 cm, soit 5,51 pouce.

Largeur de l'extrémité de pale selon le plan 3-vues : 0,076m, arrondi à 8 cm qu'il nous

faut convertir en pouces, soit 3,15 pouces. Nous donnerons un peu plus loin un joli galbe

à l'allure de notre pale, avec le même système que pour l'arrondi des ailes.

3,1 pouces à l'extrémité, 5,5 à l'emplanture de pale :

Pas minimum et maximum, design speed

Pas min et max : Nous laissons 0,00° pour chaque paramètre. L'hélice étant à pas fixe,

Plane Maker calculera lui-même le bon pas.

Design rpm, design speed acf, helice. Si on en croit la bulle d'aide de Plane Maker, Le

“design speed acf” est la somme de deux données : la vitesse de déplacement de l'avion,

et la moitié de la vitesse du flux d'air généré par l'hélice. Nous reviendrons sur ces

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 89/136

paramètres lors des essais en vol. Pour le moment le couple 125 kts - 2600 tr/min

semble convenir.

Un troisième paramètre permet aux automatismes de contrôle d'un aéronef, de ne pas

dépasser une vitesse d'extrémité de pale que nous aurions défini. Nous supposons que le

Norécrin n'est pas muni d'un tel dispositif, donc nous entrons la valeur maximale dans ce

champ : 9,9999

Design RPM : 2600

Design speed acf : 125

Helice : 9,999, hélice non limitée

Coefficient de réduction

Nous avons estimé lorsque nous avons étudié le moteur, que l'hélice du Norécrin était en

prise directe avec l'arbre du moteur, le rapport de réduction est donc 1:1

Onglet “Transmission”

Nous avons bien un seul moteur relié à une seule hélice par une seule transmission, et il

n'y a pas, à priori, de système de roue libre sur l'arbre moteur, donc laisser les données

telles qu'elles sont :

7.3 Bruit du moteur, fumées d’échappement et toutes

ces sortes de choses

Onglet “SFC/Son”

Dans cet onglet, nous pouvons définir les consommations du moteur, la position des

échappement, l'opacité des gaz d'échappement, et renseigner X-Plane sur les conditions

d’enregistrement du fichier sonore reproduisant le fonctionnement du moteur. Bien des

données resteront par défaut.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 90/136

Consommations spécifiques

Les consommations spécifiques de notre moteur sont renseignées dans le cadre

RECIPROCATING OR TURBOPROP SPECIFIC FUEL CONSUMPTION, il s'agit de la

consommation en livres de carburant par cheval et par heure.

Nous allons laisser les données par défaut, 0,440 quelle que soit l'altitude, quitte à y

revenir au moment des essais, si nous constatons que l'appareil a une autonomie très

inférieure ou supérieure à l'autonomie attendue.

Bruit du moteur

C'est ici qu'il faudra venir pour renseigner X-Plane lorsque nous aurons fait un

enregistrement du son du moteur et de l'hélice. Pour le moment nous n'avons pas ces

renseignements ni le fichier WAV, donc nous laisserons X-Plane utiliser le son par défaut.

Position de l'échappement

Il n'y a qu'un seul échappement par moteur. Si dans le réel il y en a plusieurs, il faut

trouver un point médian réaliste. Pour notre Norécrin, nous définirons l'échappement tel

que figuré ci-dessous.

La mesure se fait par rapport au point central de l'hélice :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 91/136

Le moteur étant sur l'axe de symétrie, la cote latérale vaudra zéro.

Pour ces valeurs, l'unité de mesure est le pied, même quand on demande à Plane Maker

de parler en mètres. Il faut donc convertir nos mètres en feet.

Position sortie échappement

première ligne : position longitudinale, 1.26 * 3.28083 = 4.13 ft

seconde ligne : position latérale, 0 ft

troisième ligne : position verticale, -0.844 * 3.28083 = -2.77 ft

Opacité des gaz d'échappement

Pour un contrôle visuel de la bonne position de l'échappement lors d'un futur vol d'essai,

mette l'épaisseur de la fumée au maxi (paramètre "saleté échappement"=9.99, dans le

cadre ci-dessus).

Onglet “Hélice”

Nous allons donner une forme à notre pale d'hélice, pour qu'elle soit moins

"trapézoïdale".

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 92/136

Notez dans un coin la valeur de “Design speed” vue sur l'écran “emplacement” puis

remplacez-la par une valeur très faible, comme 10 kts, par exemple : la pale devient

plane, comme si elle était perpendiculaire à notre regard, et nous pouvons jouer sur ses

cordes pour adapter ses contours.

Tableau reprenant les deux premières lignes :

ratio

corde 1,000 1,030 1,060 1,090 1,120 1,120 1,130 1,120 1,090

offset

corde -0,200 -0,200 -0,200 -0,200 -0,200 -0,200 -0,200 -0,200 -0,190

N'oubliez pas de remettre le design speed à sa valeur initiale, 125 kts, et vous devriez

obtenir le résultat ci-dessous :

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 93/136

8. Le tableau de bord du cockpit

Nous allons définir deux tableaux de bord : le premier pour les essais en vol, dans lequel

nous ne tiendrons compte que des données nécessaires aux essais, et le second, que

nous essaierons de faire au plus approchant du vrai Norécrin.

Tel que l'entend Plane Maker, un cockpit se compose d'une image bitmap de fond qui

donne le décor, sur lequel nous plaçons les instruments. Il y a 9 fonds disponibles,

correspondant chacun à une catégories d'aéronefs. Le choix du cockpit se fait en bas de

l'écran “Point d'observation” accessible par le menu “Standard”. Pour mémoire, on peut

changer le fond pour un fond personnalisé, il suffit de placer une image bitmap nommé

“Panel.png” (ou “Panel.bmp” dans un dossier “cockpit/-PANELS-” situé dans le dossier de

l'avion).

8.1 Tableau de bord pour essais en vol

Choisir le fond d'écran

Le fond “General Aviation ” convient très bien

Nous allons ajouter les instruments dits “standard 6”, une commande de sortie de train,

une commande de sortie de volets, un pilote auto et incidence-mètre, c'est tout ce dont il

y a besoin pour voler. la puissance moteur peut être modifiée par la manette du joystick,

la molette de la souris ou les touches F1 et F2 du clavier.

Il n'y a pas besoin de plus pour nos essais, car nous utiliserons aussi l'affichage de

données sur l'écran, bien plus précis que ce que peuvent apporter les instruments.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 94/136

Placer les instruments

Allons dans le cockpit : menu “Standard/Panneau 2D”:

Nous allons maintenant placer pêle-mêle les instruments et commandes dont nous avons

besoin à cheval sur le tableau de bord et sur le pare-brise, on les rangera après.

Dans la liste à gauche de l'écran, nous naviguons jusqu'à trouver la manette de

commande des volets.

Elle est accessible en cliquant dans le petit triangle, à gauche du mot “flaps”.

Rechercher : han_flap_GA (GA signifie General Aviation) dans la liste, puis cliquer sur le

nom, ou sur le dessin dans le cadre “Prévisualisation” et, tout en maintenant le clic,

déplacer la souris en dehors de la liste : le dessin du levier de commande des volets

apparaît en demi-transparence et suit les mouvements de la souris.

Mettez la commande n'importe où et lâchez votre clic droit.

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 95/136

Pour effacer une commande ou un instrument, le sélectionner et appuyer sur la touche

“retour arrière”, ou cliquer sur l'icône ressemblant à notre panneau routier de

stationnement interdit, dans le bandeau en haut de l'écran :

Une fois la commande de volets posée quelque part, procédez de même pour les autres

commandes et instruments :

COMMANDE DE TRAIN, accessible dans la hiérarchie “buttons", 'landing gear” :

but_gear_handle_GA

PILOTES AUTO. Il y a plusieurs pilotes automatiques indépendants, chacun spécialisé

dans une fonction. Tous ces équipements peuvent donc être mis en service ou arrêtés

sur demande et indépendamment, ce qui est très commode pour les essais. En temps

utile nous irons modifier l'angle d'incidence à partir duquel les pilotes auto se

déconnectent automatiquement. Ces pilotes automatiques possèdent un interrupteur

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 96/136

général appelé “but_flightdir_modeDC” qu'il est obligatoire d'installer. Vous le trouverez

dans la liste “buttons” et non “Autopilot”.

enclenchement maintien de cap, accessible dans “autopilot/autopilot engage” :

ott_HDG_eng_GA.

enclenchement manette de gaz automatique (très, très commode pour les essais) :

ott_ATR_eng_GA.

enclenchement maintien de vitesse ascensionnelle : ott_VVI_eng_GA.

enclenchement maintient d'altitude : ott_ALT_arm_GA.

choix et affichage de cap, accessible dans «autopilot/autopilot select” : ott_seldisp_HDG.

choix et affichage de vitesse indiquée : ott_seldisp_SPD.

choix et affichage de vitesse ascensionnelle : ott_seldisp_VVI.

choix et affichage altitude : ott_seldisp_ALT_GA.

INCIDENCE-METRE, accessible dans “standard six/airspeed” : AOA_linear.

Cet instrument donne une vue plus rapidement interprétable que la donnée affichée à

l'écran, laquelle “oublie” d'afficher le signe (bug?), les deux sont complémentaires. Ne

pas hésiter à doubler la dimension de cet instrument.

STANDARD SIX, les six instruments qu'on utilise pour pouvoir voler par tous les temps et

à toute heure du jour et de la nuit.

Badin, accessible dans “standard six/airspeed” : asi_adap_GA. La série “adap”, pour

adaptatif, est intéressante car elle se cale sur les données entrées dans Plane Maker.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 97/136

Ainsi l'instrument affichera une graduation compatible avec la vitesse max déclarée dans

Plane Maker.

Bille, accessible dans “standard six/turnsleep” : needle

Indicateur de vitesse verticale (ascension ou descente), accessible dans “standard

six/vertical speed” : VVI_3000_GA

Conservateur de cap, ou gyro-compas, accessible dans “standard six/DGs” :

DG_HDG_SYN

Horizon artificiel, accessible dans “standard six/artificial horizon” : all_attitude

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 98/136

Altimètre, accessible dans “standard six/altimeters” : alt_GA

Voici notre tableau de bord prêt à être agencé :

Feeling

Vous pouvez masquer la liste en cliquant sur son onglet, et positionner les instruments à

leur place définitive.

Pour sélectionner plusieurs instruments simultanément, maintenir le clic gauche enfoncé,

et déplacer la souris jusqu'à englober les instruments désirés.

Pour placer un instrument au pixel près, sélectionnez-le : son nom, sa position et sa taille

apparaissent dans un bandeau en bas de l'écran.

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 99/136

Un clic dans la case du paramètre fait apparître la donnée en orange : vous pouvez alors

entrer la valeur directement au pavé numérique du clavier.

Le déplacement par les touches fléchées de votre clavier est possible au pixel près, ou au

pas de 10 pixels si vous avez auparavant appuyé et maintenu la touche "shift" (sur PC).

Le zoom utilise la molette de la souris.

Les coordonnées sont celles du centre de l'instrument :

La case “X” est la distance horizontale en pixels à partir du bord gauche du

tableau de bord.

La case “Y” est la distance verticale en pixels mesurée à partir du bas de la partie

visible du tableau quand on est dans X-Plane. Les instruments avec une

coordonnée Y négative seront visibles dans X-Plane lorsqu'on utilisera la flèche

“bas” du clavier.

La case “Size” permet de dimensionner l'instrument par rapport à sa taille initiale.

Tableau de bord final. Notez la taille de l'indicateur d'incidence, doublée par rapport à sa

taille initiale.

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 100/136

Ce tableau de bord est succinct mais pleinement satisfaisant pour nos essais, et il sera

complété par l'affichage de données sur l'écran, bien plus précis que ce que peuvent

apporter les instruments. Il n'y a plus qu'à sauvegarder votre travail, et contrôler dans X-

Plane que les instruments attendus sont bien à la place qu'on espérait.

8.2 Tableau de bord définitif

ce travail n'est pas d'actualité en ce moment, patience...

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 101/136

9. Essais en vol avec le moteur

9.1 Paramétrage initial

Nous allons d'abord dans Plane Maker pour modifier le paramètre “Alerte décrochage

alpha”, en spécifiant un angle supérieur à l'angle supposé de décrochage de notre avion.

Cette manipulation est nécessaire, car nous allons beaucoup nous servir des pilotes

automatiques, et cette fonction les désactive lorsque l'avion atteint l'incidence indiquée.

Nous trouvons ce paramètre en bas de l'écran “Défaut” accessible par le menu

“Standard/point d'observation”. Mettez 20°.

Lors de son lancement, X-Plane vous place dans le dernier appareil utilisé. Le moteur

devrait être en marche. Si ce n'est pas le cas, aller dans le menu “Réglages / opérations

et alarme”, et cocher “démarrage moteur tournant”:

Charger le Norécrin : menu “Appareil/Choisir appareil”

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 102/136

Nous vérifions que nos équipements de contrôles sont pleinement calibrés et

opérationnels, même si tout faire à la souris nous prendra 98 % de notre temps, les 2%

restants seront pour nous changer les idées.

9.2 Préparation de X-Plane pour un vol de croisière

Préparation de X-Plane pour un vol d'essai en croisière

9.2.1 L'avion peut-il voler ?

Nous pouvons légitimement nous poser la question, compte-tenu de la nature très

“basique” de notre projet partant d'un plan 3-vues et de quelques données glanées sur

Internet, et mené par des amateurs en notre genre. Mais X-Plane va (beaucoup) nous

aider, par l'utilisation intensive du pilote automatique, et des possibilités d'affichage de

données en cockpit ou sur fichiers.

Le premier test à faire est la vérification de la position du centre de gravité, par rapport à

celle du foyer aérodynamique. Le foyer aérodynamique est le point où s'applique la

résultante des forces générées par le vent relatif sur l'ensemble des surfaces portantes.

Sur un avion classique comme le nôtre, avec les ailes en avant et l'empennage en

arrière, ce foyer doit être derrière le centre de gravité de l'avion : plus le centre de

gravité se rapproche du foyer, plus l'avion est instable, et il devient impilotable si le

centre de gravité est après le foyer. Il est donc capital de s'assurer que le centre de

gravité est bien en avant du foyer.

Pour faire cette vérification, il faut lancer X-Plane et charger le Norécrin, puis faire la

combinaison de touches “CTRL /” (ou aller dans le menu “Special/Sortie modèle de vol”).

Cette commande va créer un fichier “Cycle Dump.txt” contenant toutes les données

relatives à l'appareil à cet instant, et dans lequel nous allons rechercher la phrase”The

centroid of all foils isat”.

La valeur que vous devriez trouver est exprimée à partir du centre de gravité que nous

avons spécifié dans Plane Maker, et doit être positive. Le “Cycle Dump” indique +0,78m,

c'est correct :

Le second test est à faire sur la piste, et consiste à vérifier que l'avion avance bien

lorsqu'on met plein gaz : nous devons pouvoir atteindre 55-60 kt après une accélération

“normale” comparable à celle des autres avions légers (au delà de cette vitesse vous

risqueriez de décoller).

Cet essai permet de vérifier que le moteur et l'hélice sont capable de fournir de la

puissance. Si la vitesse atteinte est ridiculement faible ou si le moteur s'emballe, ou cale,

il y a un souci et il faut retourner dans Plane Maker pour corriger une coquille dans les

paramètres du groupe moto-propulseur. Ce test permet aussi de vérifier le bon

fonctionnement du rôle directeur de la roue avant, si nous avons opté pour une roulette

de nez couplée au palonnier.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 103/136

9.2.2 Paramétrage de X-Plane

Nous sommes prêts maintenant à aborder les tests qui vont nous permettre d'optimiser

notre avion, en commençant par définir un scénario permettant de “dégrossir” le

domaine de vol.

Gestion des pannes

Pour être tranquille durant nos test, il est bien de vérifier que nous n'aurons pas de

pannes, en allant, par le menu “Appareil/Défaillances équip.”, cliquer sur “Réinitialiser

tous les systèmes à opérationnels” et en vérifiant que tous les paramètres sont bien

affichés à “fonctionne toujours”. Décocher également la case “temps moyen entre pannes

/ pannes aléatoires” :

Gestion des dégâts

Durant les essais, notre cobaye peut en voir de toutes les couleurs. Comme il ne s'agit

fort heureusement que du virtuel, nous pouvons aussi désactiver les dégâts, par le menu

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 104/136

“Réglages / Opérations et Alarme”, décocher “retirer les surfaces portantes” et la rentrée

automatique des volets et des trappe de train.

Aéroport de départ

L'aéroport de départ importe peu, mais préférez en bordure de mer, vous pourrez ainsi

prévoir des vols à basse altitude sans avoir à vous interroger si, lorsque vous utilisez la

carte pour positionner votre avion, vous ne le placez pas à une altitude de vol

souterraine... Une île est l'idéal, vous n'aurez pas à vous soucier du cap de départ.

Affichage de données à l'écran

Aller dans “Réglages / 'Données entrée et sortie'“ :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 105/136

Cocher :

speeds

AOA, side-slip , paths

lat, lon, altitude

commande gaz

puissance moteur

moteur RPM

total poids CG

lift over drag & coeffs

prop efficiency

defs, gouvernes

9.2.3 Conditions d’un vol de croisière

Nous allons créer une situation bien précise que nous allons adopter comme régime de

croisière. Ce régime de croisière nous permettra d'optimiser l'avion pour ce régime.

L'avion ainsi optimisé servira de base pour déterminer les autres paramètres du domaine

de vol, comme les phases de décollage, de montée ou d'atterrissage, avec des charges et

au travers des conditions de température/altitude diverses.

La “situation” que nous allons créer va permettre de retrouver à volonté les paramètres

de météo, d'altitude, de vitesse, de charge utile et de carburant pour lesquels nous

désirons mener les tests. La position du centre de gravité sera à vérifier au début de

chaque vol.

Comme nous avons des informations parcellaires sur les caractéristiques du Norécrin,

nous allons devoir “imaginer” les caractéristiques manquantes. Il y aura donc une part

d'arbitraire, qui se révèlera sans doute plus facile à gérer, pour nous, que si nous devions

respecter à la lettre un modèle de vol connu.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 106/136

Internet nous a appris que la vitesse de croisière de notre Norécrin était aux alentours de

210-215 km/h pour un régime moteur de 2160 tr/min. Nous ne savons rien, par contre,

de l'altitude et de la masse à laquelle ce couple vitesse/rpm est applicable.

Ainsi, dans notre scénario, nous supposons qu'il s'agit de la vitesse sol, identique par

nature quelle que soit l'altitude (tant qu'elle reste négligeable par rapport au rayon

terrestre) alors que la vitesse indiquée par l'anémomètre du tableau de bord dépend de

la pression atmosphérique et de la température à une altitude donnée. Cette hypothèse

de départ est confortée par le fait que les avions de tourisme n'ont pas vocation à voler

très haut, il faut que les pilotes et leurs passagers puissent respirer dans des conditions

acceptables, et il est toujours plus facile de calculer un temps de parcours à partir d'une

vitesse vraie plutôt qu'à partir d'une vitesse indiquée. Ces 210 km/h seront donc une

vitesse vraie, ou vitesse sol.

Pour notre scénario de croisière, nous avons déjà notre vitesse de vol et la vitesse du

moteur, et nous allons arbitrairement choisir une altitude de croisière au 2/3 du plafond,

un chargement aux 2/3 de charge utile, un niveau de carburant ½ réservoir.

Toujours d'après Internet , le plafond pratique du Norécrin est de 5000 mètres, la masse

de carburant vaut 84 kg, et la charge utile est de 306 kg.

Donc selon nos conditions, le vol de croisière se fera :

à l'altitude de 5000*2/3 = 3,333 m soit 10925 ft, arrondi à 10900 ft

avec une masse carburant 84/2=42 kg = 42 kg, soit 93 lb.

avec une charge aux deux tiers de sa capacité : 306*2/3 = 204 kg = 450 lb

vitesse à obtenir : 210 à 215 km/h réels, arrondis à 115 kt vrais (98 kt indiqués)

Il y aura aussi la position du centre de gravité qu'il faudra prendre en compte. Pour cette

étape, nous le laissons à la position définie dans Plane Maker.

9.2.4 Le pilote prépare son vol

Réglage de l'atmosphère :

Les essais se font en atmosphère calme et toujours reproductible: onglet météo, choisir

VFR ou CAVOK, vérifier l'absence de vent, l'absence de mise à jour météo par internet, et

se rapprocher de l'atmosphère standard : 1013 Hpa et 15° au niveau de la mer.

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 107/136

Vérifier ces paramètres à chaque début de session de travail est une bonne habitude, et

permet de s'assurer que les tests faits lors de session différentes sont bien comparables

entre eux.

Fermons la fenêtre météo pour revenir au cockpit, et vérifiez que l'altimètre est bien

calibré : 1013 hPa.

Masse et centrage

Menu “Appareil”, choisir “Poids & Carburant”. Les données à fournir dans cette fenêtre

sont présentées sous la forme de curseurs, qu'il faut déplacer à la souris. Si nous ne

pouvons pas entrer une valeur précise telle que celles définies dans notre scénario, nous

prendrons alors la valeur la plus approchante.

Le centre de gravité reste à “0.0”.

La charge de l'avion est de 404 lb.

La quantité de carburant est de 93 lb. X-Plane remplit par défaut les réservoirs à moitié,

mais compléter le plein en cours de vol entre deux essais pour rétablir les conditions

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 108/136

d'origine ne permet pas de retrouver cette valeur. Autant entrer alors une valeur possible

par le curseur, comme 91 lb.

Vous pouvez fermer la fenêtre pour revenir dans le cockpit.

Programmation du pilote automatique

Enclencher le pilote automatique : bouton flight dir sur “auto” :

Enclencher le maintien de cap, et afficher le cap actuel, lisible en haut du conservateur

de cap :

Ne pas enclencher le maintien de vitesse, mais le positionner sur 98 kt indiqués, ou IAS.

Enclencher et sélectionner l'altitude : 10900 ft. L'affichage du mot “ARM” en ambre

apparaît sur le bouton, et est repris en rouge sur l'afficheur.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 109/136

Vitesse et altitude souhaitées

Ouvrez la carte : menu “Position / Voir de la carte”

spécifier l'altitude 10900 ft

spécifier la vitesse : 115 kt TAS

Fermer la carte : notre avion se trouve propulsé à 115 kt à 10 900 ft. Rentrer le train,

vérifier que les volets sont eux aussi rentrés.

Enclencher le maintien de vitesse, le bouton passe alors au vert, et le pilote automatique

ajuste les gaz pour maintenir la vitesse choisie. Cela commence par une décélération, un

peu comme si le pilote auto avait besoin de mettre la manette des gaz à 0 avant de ré-

accélérer.

Le bouton "ARM" ,qui était éclairé en ambre,devrait être éteint, et le mot “CAPT”, pour

“capturé”, doit avoir remplacé “ARM” sur l'afficheur.

Si ce n'est pas le cas, il y a sans doutes une grosse différence entre l'altitude que vous

avez indiqué dans la carte, et l'altitude réglée au PA. Vérifier votre altitude affichée au PA

et celle affichée sur la carte, qui doivent être les mêmes. Pour plus d'infos sur le

fonctionnement du pilote automatique, voyez ici (lien vers page wiki correspondante)

Laisser l'avion se stabiliser (environ 2 minutes).

Enregistrer la situation

Nota : Si on modifie un fichier-situation, il vaut mieux effacer ou déplacer le précédent

avant de sauvegarder le nouveau fichier. En tentant de réécrire “par dessus”, nous avons

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 110/136

parfois des surprises, soit qu'il y ait un bug, soit que X-Plane ne nous dit pas qu'il n'a

peut-être rien sauvegardé parce qu'il a trouvé un fichier du même nom.

Le fait d'avoir un seul fichier-situation est aussi très commode, car nous chargerons très

souvent la même situation, et il devient alors assez pénible de choisir dans une longue

liste dans laquelle une erreur de choix est vite arrivée.

Donc un seul fichier-situation dans le dossier, et tout ira bien :

Revenons à X-Plane : l'appareil devrait être en vol stabilisé, la vitesse de vol en haut à

gauche de l'écran, n'évolue plus et correspond à la vitesse affichée au PA. Aller dans le

menu “Fichier / Enregistrer Situation”, qui vous donnera une fenêtre listant le contenu du

dossier dédié aux situations. Nous retrouvons l'organisation décrite ci dessus.

Entrons alors le nom de la situation,”N1203 croisiere 10900ft 115kt”, puis cliquons sur

“save”. Rester bref dans les noms est une bonne chose, il semblerait que la présence

d'espaces dans le nom de la situation limite son nombre de caractères :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 111/136

X-Plane rajoute automatiquement l'extension «.sit”, vous n'avez pas besoin de la mettre.

X-Plane placera bien le fichier-situation dans son dossier “situations”, et pas dans le

dossier “situations/dispos” : l'endroit où l'on se trouve est écrit en vert sur le haut de la

fenêtre, en gris et en dessous c'est le contenu du dossier “situations”.

Test de la situation

Recharger le Norécrin : il devrait réapparaître au sol, sur la piste et prêt au départ.

Charger maintenant la situation, par le menu “Fichier / Charger Situation” :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 112/136

Au clic sur “Ouvrir”, vous devriez alors vous retrouver à 10900 ft et 98 kt IAS, avec un

avion qui oscille un peu le temps de trouver son équilibre, avec une vitesse descendant

vers 90 ks puis remontant vers 98 kt. Si ce n'est pas le cas, quelque chose a échoué

dans la sauvegarde de la situation.

9.3 Optimiser l'avion pour un vol de croisière

Optimisation de l'appareil pour les conditions de croisière

A une vitesse de croisière correspond une assiette de vol qu'on peut imaginer

horizontale. En effet, aucune loi n'oblige les constructeurs à voler en croisière à 0°

d'incidence, mais, au vu du peu d'informations dont nous disposons, c'est un postulat de

départ disant que c'est plus confortable pour les passagers de voler “à plat”, et qu'en

conséquence, l'avion a été conçu pour. Cela sous-entend que la vue latérale du plan

représente aussi l'avion en ligne de vol, ou que nous nous sommes arrangé pour que le

fuselage numérisé dans Plane Maker soit en ligne de vol.

Donc nous recherchons une assiette de vol horizontale.

Dans cette assiette de vol, le profil d'aile utilisé doit présenter le moins de traînée

possible, ce qui va nous amener à jouer sur le calage de l'aile tout en recherchant la

meilleure portance possible. Ouvrir Airfoil-Maker, chargez le NACA2412.afl, et regardez

l'allure de la courbe rouge : la traînée minimale est assez constante sur la plage -2 à +

2°, ce qui laisse une certaine marge de manœuvre. Vous pouvez fermer Airfoil-Maker.

Calage des ailes pour une assiette de croisière horizontale

Nous allons ouvrir Plane Maker pour vérifier le calage des ailes, qui devrait être de deux

degrés.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 113/136

Nous ne connaissons pas le profil d'aile du Norécrin, que nous avons remplacé par un

profil fourni avec X-Plane : rien n'indique que le calage de 2° fourni pour les ailes

conviendra à ce profil. Mais voyons déjà ce que donne le profil X-Plane, le NACA 2412,

sur notre réalisation.

Retournons à X-Plane, chargeons le Norécrin, puis la situation “N1203 croisiere 10900ft

115 kt” et laissons l'avion se stabiliser à 115 ktas 98kias. Puis notons la valeur de

l'incidence : donnée “alpha”, seconde ligne de données affichées.

Le signe est donné par l'incidence-mètre (bleu = positif, marron = négatif)

Nous lisons : + 0,538 °

Alpha est positif, et nous le souhaitons nul. S'il est positif, c'est parce que le profil d'aile

n'offre pas assez de portance, donc l'avion se cabre davantage pour augmenter la

portance de ses ailes. Il faut alors augmenter le calage des ailes. Retournons dans Plane

Maker pour ajouter un degré au calage des éléments de l'aile (aile 1 à 4, ou ailes

diverses 7 à 12 et aile 4, selon votre construction). Voici pour l'“aile 4”, qui présente la

particularité d'avoir plusieurs “tranches” qu'il faut toutes mettre au même calage :

Maintenant, nous allons nous initier à un rituel intervenant après chaque modification de

l'appareil dans Plane Maker :

sauvegarder l'appareil, même nom même emplacement, à partir de Plane Maker,

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 114/136

charger l'appareil dans X-Plane,

charger la situation dans X-Plane.

attendre que les paramètres se stabilisent, et constater le changement...

Nous voyons cette fois-ci notre alpha négatif (l'index de l'indicateur d'incidence est dans

la zone marron), donc nous savons que alpha=0° se trouve pour un calage de l'aile

compris entre 2° et 3°. Plane Maker propose un calage avec une décimale, et nous

déterminons la décimale par toute méthode à notre disposition, comme la méthode

graphique, par exemple :

Calage aile, ° Incidence, °

2 +0.538

3 -0.415

Nous constatons que pour alpha=0°, le calage de l'aile est plus proche de 2,6 que de 2,5,

notre calage définitif de l'aile sera 2,6°, les caractéristiques de traînée et de moment du

profil à 2° et à 2,6° sont encore voisines et pas très éloignées de la plage -2+2° que

nous nous étions fixés au départ, il n'y aura pas besoin de modifier le profil dans Airfoil-

Maker, et nous pouvons caler chacun de nos éléments d'aile 1 à 4 à 2,6°.

(Si vous envisagez de travailler dans le fichier profil en ajustant la pente de la courbe de

portance pour trouver la bonne portance à 2° d'incidence, placez un dossier “airfoils”

dans le dossier du Norécrin, faites une copie du NACA2412 et placez-la dans ce dossier

airfoils, puis travaillez à partir d'Airfoil-Maker, mais nous sortons du cadre de ce tuto, le

NACA2412 convient tel qu'il est)

Pour en revenir à notre calage définitif, voici ce que cela donne pour notre “Aile 4” :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 115/136

Il reste à faire une sauvegarde de l'appareil suivi du rituel “chargement appareil dans X-

Plane et chargement de la situation”, pour contrôler que notre avion vole à une incidence

très proche de 0° : (image à revoir, alpha est plutôt proche de 0.06)

Calage de l'empennage

Maintenant que nous sommes satisfaits du calage de l'aile, nous nous intéressons à

l'empennage horizontal, en particulier au braquage de sa gouverne de profondeur :

puisque nous sommes dans les conditions de croisière, que l'aile est calée pour donner

une assiette de vol horizontale, il est logique de caler notre empennage pour que le

braquage de sa gouverne soit nul.

Retournons dans Plane Maker pour vérifier le calage de l'empennage : éléments Horiz

Stab et Ailes Diverses 1 à 4 doivent être calés à -2°. Revenons dans X-Plane,

rechargeons l'appareil et la situation, et regardons le braquage des gouvernes que le

pilote auto utilise pour maintenir l'avion à l'altitude choisie. Cette donnée est sur la

dernière ligne de bloc de données à droite de l'écran :

Le braquage est de 3,582°. Nous recherchons un braquage le plus proche de zéro

possible. Nous allons retourner dans Plane Maker rectifier le calage de l'empennage

horizontal, en le faisant passer de -2° à -1°.

Toujours, et encore, après le rituel “sauvegarde à partir de Plane Maker, chargement de

l'avion dans X-Plane, chargement de la situation, attente de la stabilisation”, nous

obtenons un braquage de 2,187° :

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 116/136

Nous sommes sur la bonne voie, mais ce n'est pas encore suffisant, et nous pouvons

encore ajouter un degré, et ainsi de suite jusqu'à ce que le braquage gouverne change

de signe.

Voici le tableau récapitulatif de ces essais, donnant le calage de l'empennage ( = de

TOUS les éléments constituant l'empennage : "ailes diverses" 1 à 4 et "horiz stab")

Calage

empennage, °

Braquage

gouverne, °

-2 +3.582

-1 +2.187

0 +0.812

+1 -0.545

Et le graphique correspondant, d'où nous déduisons le calage de notre empennage,

+0,6° :

Il peut sembler surprenant que l'empennage ait un calage positif. En fait, le "Cycle

Dump" comme l'affichage du modèle de vol (se mettre en vue exterieure, touche A,

après avoir choisi le menu “Special / Voir Modèle de Vol”) confirment que la portance est

légèrement négative, malgré ce calage légèrement positif.

Un dernier vol d'essai, après le rituel, confirme la justesse des réglages :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 117/136

9.4 Réglage du pas de l'hélice

Détermination des paramètres Design Spd et Design RPM de l'hélice.

Nous désirons qu'aux conditions de notre vol de croisière, l'hélice tourne à 2160 tr/min,

ou encore 2160 RPM.

Les paramètres de Plane Maker sur lesquels nous allons intervenir sont la “Design Speed”

et le “Design RPM”.

“Design Spd”, design speed

C'est la vitesse de l'air à travers le disque de l'hélice. Elle est égale à la vitesse de

déplacement de l'avion, à laquelle on ajoute la moitié du “propwash”. L'aide de Plane

Maker ne nous éclaire pas beaucoup sur ce “propwash” car on parle d'une vitesse avec

un terme qui laisserait plutôt imaginer une masse d'air en mouvement, une sorte de

“douche de propulseur”.

Une recherche internet avec “hélice”, “rendement”, et “propulsif” en critères de

recherche, devrait vous permettre de trouver une formule, parmi d'autres, faisant

intervenir la vitesse de l'avion V0, la vitesse du flux d'air au travers de l'hélice V1, et le

rendement propulsif Rp :

Nous ne connaissons pas V1, mais il nous est beaucoup plus simple pour nous, profanes,

d'estimer un rendement propulsif à 70 à 75 % pour une hélice simple, et 90 à 95 % pour

deux hélice contra-rotatives, plutôt que de chercher à savoir à quelle vitesse l'air passe

au travers de l'hélice. Nous pouvons réécrire l'équation du rendement propulsif de sorte à

calculer V1 en fonction de V0 et de Rp :

Avec V1 nous pouvons calculer le demi-propwash, et définir la Design Speed selon les

critères de Plane Maker :

Si nous choisissons un rendement propulsif de 75%, notre application numérique nous

donne :

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 118/136

La Design Spd est de 153 kt

Design RPM

Nous allons maintenant jouer sur le design RPM jusqu'à trouver un RPM affiché de 2160

aux conditions de notre vol de croisière, et nous allons utiliser la même méthode que

pour le calage de nos ailes : nous cherchons les deux valeurs encadrant au plus proche

2160 RPM, et nous extrapolons le design RPM.

Design RPM RPM constatés

2000 1540

3000 2038

3200 2129

3400 2218

Paramètres définitifs pour notre hélice

La modélisation d'une hélice est réputée difficile, et devant tenir compte de phénomènes

difficilement chiffrables. Plane Maker doit probablement simplifier les connaissances

techniques actuelles sur le sujet pour les adapter à sa modélisation. Les paramètres

Design Spd et Design RPM ne définiraient que le pas de l'hélice.

Voici notre hélice définie :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 119/136

9.5 Définir le domaine de vol

(Détermination des vitesses minimales et maximales, de finesse max, de décollage, de

montée, d'approche, d'atterrissage, en fonction de charges et de températures diverses,

autant de petits plaisirs dans lesquels je ne suis pas assez avancé pour les publier ici. En

attendant vous avez déjà une bonne base à disposition pour tenter vous-même ces

expériences.)

A venir…

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 120/136

10. L'atelier de peinture

Comme pour les autres parties de ce tutoriel, on peut trouver l'information en allant

directement dans le chapitre adéquat, mais le tutoriel a été rédigé en suivant le fil de ces

étapes, donc pour réaliser l'avion du tutoriel, il est bon de suivre chapitre après chapitre

l'évolution du projet.

10.1 Finaliser la modélisation 3D

Depuis que nous avons fini la modélisation du fuselage, nous avons fait bien d'autres

tâches, et nous revenons aux maillages avec un regard neuf. C'est en général à ce

moment-là qu'on voit que "c'est de travers", qu'il y a "quelque chose qui jure", qu'un

supposé rond est plus ou moins ovoïde, et que bien d'autres petits détails inattendus et

irritants semblent s'être invités sur notre réalisation. Plutôt que de modifier une texture

parce qu'on a entre-temps, déplacé des points du fuselage, autant texturer sur une base

saine, et modifier maintenant la position des points litigieux.

Jusqu'à présent, notre Norécrin était d'un gris moyen uniforme, ce qui ne facilitait pas

forcément la bonne préhension de la 3D. Nous pouvions voir la structure en mode fil de

fer, en appuyant sur la barre "espace", mais cela faisait beaucoup de lignes. L'application

des fichiers de texture simplifiera le rendu visuel en montrant la seule structure que nous

avons donné aux volumes.

Nous allons donc texturer notre avion avec les guides que Plane Maker nous propose de

créer, comparer le résultat avec les vues issues du plan, et au besoin, rectifier le maillage

des objets en volumes, puis texturer de nouveau. Nous serons amenés à refaire plusieurs

fois cette procédure avant d'aboutir à un résultat satisfaisant. La perfection n'étant pas

de ce monde, s'arrêter seulement au bien, ou au correct, est une sage décision.

Dans le dossier de l'avion, s'il y a déjà des fichiers nommés "Nord1203_paint.png" et

"Nord1203_paint2.png", supprimez-les. En effet, en l'absence de ces fichiers, Plane

Maker les créera directement, avec leur nom définitif reconnu par X-Plane. Sinon, il ne

touche pas aux fichiers déjà présents, et il ajoute deux fichiers supplémentaires en

complétant leur nom avec la mention "_new". C'est une excellente protection si nous

avons déjà finalisé une texture et que nous demandons un guide pour en réaliser une

nouvelle, mais pour le chapitre en cours, elle est inutile et lourde, puisqu'il faudra à

chaque fois effacer les anciennes textures, et renommer les nouvelles.

Nota : le dossier "stock" est un ajout personnel créé lors des premiers essais en vol, il

n'existe pas forcément sur votre système

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 121/136

Création des deux fichiers de texture

La commande à utiliser est "Sortir points de départ texture-plan", dans le menu

"Spécial" :

Plane Maker nous affiche gentiment un petit mot disant qu'il va créer les fichiers texture :

Cliquer sur "Compris" lance l'opération, qui peut durer quelques secondes durant

lesquelles l'ordinateur semble ne pas réagir : ne pas s'en inquiéter. La fenêtre disparaît

une fois que les fichiers-texture sont créés. Leur format est bien "png", malgré la

mention "bmp" dans l'avis, qui doit dater d'une version antérieure de Plane Maker. Voici

le contenu de votre dossier avion après cette opération :

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 122/136

Application de la texture

Aller dans le menu "Spécial" et choisir "Recharger texture" (ou appuyez sur la touche

"t") : notre Norécrin se pare de couleurs plus claires et des lignes représentant le

maillage des objets en volume. Les surfaces gris clair (blanches sur la texture) sont les

surfaces visibles, les surfaces grises représentent les gouvernes, et les lignes grises

reprennent la structure des objets en volume. Les surfaces rouges de l’image bitmap

sont celles qui ne seront pas reproduites, hormis pour le train et l'hélice, qui ont bien un

position définie sur l’image bitmap.

Quant aux zones noires que nous voyons sur l'avant du fuselage, ce sont les pixels en

limite de zone texturée/non texturées, que nous pourrons faire disparaître après une

application soignée de la texture :

Vérification de l'aspect général et ultimes corrections

Faire tourner l'avion à volonté (touches "a", "d", "w", "s" sur clavier français) : il serait

surprenant qu'il n'y ait pas, à un moment, un défaut. Dans ce cas, il faut retoucher la

disposition des points.

Stocker à l'abri une copie de l'avion permettra de revenir à l'état antérieur : il n'y a pas

de fonction d'annulation du déplacement des points.

Chaque fois que nous aurons rectifié un agencement de points, il nous faudra effacer les

textures présentes, les re-créer, puis les recharger.

10.2 Considérations sur les textures de X-Plane

Rendu optique dans le simulateur

Le rendu dans Plane Maker sera toujours conforme à la texture. Par contre, dans X-

Plane, la texture de l'avion sera plus ou moins altérée en fonction des options graphiques

choisies. Le menu X-Plane correspondant est "Réglages/Options Graphiques" :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 123/136

Le choix de la résolution est le premier paramètre de l'écran de réglages, dont voici

l'extrait supérieur gauche :

Voici les différents rendus en fonction de ce paramètre :

Pour voir l'avion tel qu'il apparait dans Plane Maker, il faut utiliser le réglage "très haute"

ou "extrême". Les six images de l'illustration sont prises du même endroit, ce qui permet

aussi de constater les différences apportées au paysage.

Selon les écrans, les technologies, les calibrages plus ou moins correctement effectués, il

est quasiment impossible d'avoir une restitution "à l'identique" des couleurs d'un écran à

l'autre : des harmonies qui semblent belles sur un écran pourraient être quelconques,

voire bizarres, sur un autre écran. Chercher à avoir un rendu le plus identique possible

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 124/136

sur tous les écrans demanderait des études plutôt poussées, très nettement hors de

portée de ce tutoriel.

Dimensions des textures

Lorsque nous demandons à Plane Maker de créer les guides de texture, il sort deux

images bitmap de 1024 pixels de côté, ou moins. Nous ne sommes pas limités à cette

dimension, ni à un carré, et toute dimension à base de multiples de 2 peut convenir,

jusqu'à 2048 pixels de côté.

Quand on multiplie par deux les dimensions d'une image bitmap, on multiplie par quatre

le nombre de pixels que devra gérer le programme. Il serait surprenant que nos seules

deux textures de 2048 pixels de côté mettent à plat nos machines modernes, mais

l'union faisant la force, elles pourraient contribuer à mettre du brouillard sur l'écran

malgré une météo CAVOK. La dimension "habituelle" pour nos textures avion est de

1024*1024, et serait un peu petite s'il y avait une bonne quantité de misc-body dessus.

Il n'y aura pratiquement pas de misc-bodies sur notre texture, nous allons nous

contenter de 1024 pixels de côté. Rien n'empêche d'en mettre 2048 :)

Type de fichier

Les fichiers de texture sont du type bitmap BMP ou PNG, avec une profondeur de couleur

attendue de 24 bits.

Ils peuvent comporter des informations de transparence :

format BMP : la couleur magenta RVB (Rouge = 255, Vert = 0, Bleu = 255) sera

considérée comme transparente.

format PNG : la transparence est prise en compte nativement dans le fichier, sur

un calque particulier. L'opacité de ce calque peut se régler au pixel près.

Utilisation de la transparence

Les textures peuvent porter des zones transparentes, permettant de vérifier ce que voit

le pilote, d'établir un guide grossier pour dessiner les vues latérales du cockpit si on est

sûr de ses textures, ou encore pour certaines tâches marginales que vous pourriez

imaginer ou tester. Cependant, faire des vitres transparentes avec cette méthode laisse

voir la partie opposée du fuselage, la texture appliquée à l'intérieur de la carlingue étant

celle de l’extérieur. Les vitrages resteront donc opaques.

Dimension du plus petit détail possible

Pour ceux qui aiment bien compter les rivets, et par conséquent, les placer au bon

endroit. Le rivet est sans doute le plus petit détail que nous désirerions reproduire sur

une texture, et le plus petit détail possible sur une image bitmap est le pixel. Ainsi, le

fuselage numérisé de notre Norécrin fait 6,90 m de long. Si nous utilisons 1000 pixels

pour couvrir cette distance, la taille que le pixel représentera sur le fuselage réel sera de

6,90/1000=0,0069, quasiment 7 mm.

Le mode de texturage utilisé par Plane Maker fait que certaines parties de la texture ne

pourront pas être détaillées, comme les faces de notre objet qui sont verticales et

parallèle à l'axe de notre regard.

Mode de texturage des volumes

Voici un coloriage sur la texture générée par Plane Maker.

Les bandes vertes en haut et en bas du fuselage ont approximativement la même

hauteur que la bande bleue au milieu :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 125/136

Voici maintenant le résultat de la mise en texture :

En comparant la largeur des bandes extrêmes et centrale, nous venons de comprendre

que :

la vue en perspective aplatit les zones parallèles à notre regard,

en conséquence, il ne suffit pas de plaquer la vue latérale sur la texture latérale, il

faudra aussi tenir compte des vues du dessus et du dessous.

Inconvénient du mode de texture

Le tube du fuselage est donc déroulé verticalement, ce système ne fonctionne

malheureusement pas pour les extrémités avant et arrière, qui gagneraient à être

déroulées latéralement. Voici une nacelle moteur de B-29, (travail perso), sur laquelle le

grand à-plat vert figure le moteur et la prise d'air :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 126/136

Voici maintenant la texture qui recouvre cette nacelle, qui nous apprend que le grand à-

plat vert ne fait que deux pixels de large, et qu'il est impossible de faire figurer quelque

détail que ce soit sur ces deux pixels. Il faut, de plus, un ajustement précis de la texture

pour que nos deux pixels tombent au bon endroit :

Textures jour/nuit

Tout simplement pour faire un jeu de texture montrant l'avion de nuit. La texture de jour

convient très bien pour notre projet et nous n'avons pas besoin d'en créer spécifiquement

pour la nuit. Si vous désirez réaliser une texture pour la nuit, il faudra ajouter le suffixe

_LIT entre le nom et l'extension des fichiers de texture.

10.3 Position et dimension des éléments sur le

fichier de texture

Liberté d'action

Plane Maker ne peut pas savoir à l'avance comment nous voulons texturer, ni quelles

sont les parties que nous voudrons détailler davantage, le guide de texture qu'il sort est

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 127/136

donc générique, et nous pouvons à loisir modifier la position et la dimension des objets

qu'il porte, et les changer de fichier.

Plus on désire qu'un objet soit détaillé, plus il faut lui accorder de place sur la texture.

Nous pouvons considérer que le fuselage et les ailes auront le même niveau de détail, et

décider qu'on les dessinera a la même échelle. Et on peut avoir envie de détailler la roue,

ou l'hélice, et leur donner une dimension démesurée sur la texture.

Les zones représentant les objets peuvent se chevaucher sur l’image bitmap de texture,

à condition que les parties réellement dessinées ne se chevauchent pas. Il y a une

foultitude d'organisations possibles, et pour faciliter le dessin de la décoration, nous

allons essayer de mettre en de grands sous-ensemble les éléments qui sont en une seule

pièce dans le réel : demi-ailes, demi-empennages horizontaux, empennage vertical, et

fuselage.

Nous ferons tenir tous ces objets sur deux textures de 1024 pixels de côté. Nous

utiliserons la première pour le fuselage, la seconde pour les ailes et empennages. La

place restante sur les deux textures sera comblée par le train d'atterrissage, l'hélice et

d'éventuels misc-bodies de décors, comme les marchepieds, les pitots et autres entrées

d'air, pas encore créés mais qui se contenteront de quelques pixels ou dizaines de pixels,

au vu de leur petite taille.

Disposition des ailes et du fuselage sur les images bitmap de texture

En ce qui concerne les surfaces portantes, utiliser directement le plan 3-vues n'est pas

possible, il faut en effet que les ailes soient verticales, et ce serait par ailleurs un gâchis

de place sur un fichier-texture aux dimensions relativement réduites. Même si nous

pouvons intervertir le sens de texture, il est plus naturel et plus simple de dessiner

chaque élément avec l'avant dirigé vers la gauche, et le haut du fuselage, ou l'extrémité

des ailes, dirigés vers le haut de la texture. Le fuselage, quant à lui, devra être déroulé

verticalement, ce qui exclut un copier-coller direct à partir du plan 3-vues.

Conséquence de la symétrie des éléments d'aile et de l'empennage horizontal

Parce que les éléments "Aile" sont symétriques et n'ont qu'une texture dessus/dessous,

ce qui sera dessiné sur l'aile gauche sera aussi dessiné sur l'aile droite. Or, dans la vie

réelle, il peut y avoir une décoration distincte à gauche et à droite. Dans ce cas, on se

contente d'un compromis avec les ailes existantes, ou on décide de remplacer chaque

"aile" par deux "ailes diverses"', une de chaque côté, et portant chacune leur texture

propre.

Cette méthode est expliquée dans le chapitre concernant les surfaces portantes (lien vers

page "surfaces portantes"). Utiliser le bouton "précédent" ou "reculer d'une page" de

votre navigateur pour revenir ici.

Voici ce que donne un rapide texturage de notre Norécrin équipé d'éléments "Ailes".

Ruser en intervertissant le dessus et le dessous de l'aile gauche n'est pas possible à

cause du dessin très visible du train rentré sous l'aile :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 128/136

La dérive est un seul élément d'aile, tourné à 90° pour le rendre vertical, et n'est pas

concernée par cette symétrie. L'empennage horizontal n'a qu'un tout petit élément

symétrique sans différence de décoration et nous pourrons le laisser tel quel, les autres

ailes constituant l'empennage utilisant déjà des "ailes diverses".

Dans le cas ou on décide de remplacer les éléments "Aile" par des "Divers aile", il faut

terminer l'aile par un élément "Aile" si nous voulons avoir les feux de signalisation.

Recherche du meilleur agencement des éléments sur les fichiers de texture

Nous allons jouer avec des découpages de rectangles, au choix manuels ou

informatiques, reprenant les proportions des éléments que nous voulons texturer :

surfaces portantes et fuselage. Cela nous permettra de rechercher la meilleure

disposition possible de chacun des éléments sur les deux textures à disposition, et de

prévoir assez de place pour les autres éléments, comme l'hélice, le train, ou des

éléments de détails.

Pour les surfaces portantes, nous utiliserons les demi-ailes, allant de l'axe de symétrie de

l'avion, jusqu'à l'extrémité de l'aile en un seul bloc, et le même traitement sera appliqué

à l'empennage horizontal :

4 rectangles pour l'aile : aile droite dessus, aile droite dessous, aile gauche

dessus, aile gauche dessous.

4 rectangles pour l'empennage horizontal : empennage droit dessus, empennage

droit dessous, empennage gauche dessus, empennage gauche dessous.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 129/136

L'empennage vertical n'a pas cette contrainte, et sera représenté de son bord haut à son

bord bas.

2 rectangles : dérive gauche, dérive droite.

Le fuselage amène une difficulté, parce que, du fait de son mode de texturage, son

échelle de reproduction dans le sens vertical est variable. Nous prendrons alors comme

dimension fiable la largeur sur l’image bitmap (donc la longueur du fuselage)

Les dimensions du fuselage peuvent être déterminées par les proportions du rectangle

qu'il occupe sur la texture générée par Plane Maker. Ainsi, fixer sa dimension horizontale

reviendra à fixer sa dimension verticale.

Chaque rectangle doit être le plus petit possible, tout en englobant l'élément qu'il

représente (il n'y a pas de marge). Il est logique, pour ces grands ensembles, de

conserver la même échelle de reproduction, car cela permettra de travailler directement

à partir du plan 3-vues, et présentera l'avion tel que nous pourrions le voir, il n'y aura

pas à interpoler mentalement.

Une situation possible est décrite sur les deux images bitmap ci-dessous. Le carré rouge

représente la texture. Nous l'avons fait au plus petit possible autour de l'agencement le

plus grand, l'assemblage des ailes. Puis nous avons créé un deuxième carré rouge de

même dimension, dans lequel nous avons placé les fuselages, toujours en recherchant la

meilleure optimisation de l'espace.

Laisser quelques pixels entre chaque rectangle facilitera l'ajustement plus tard dans

Plane Maker.

Voici la disposition proposée concernant les ailes :

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 130/136

et concernant le fuselage :

Les surfaces en rouge restent disponibles pour d'autres éléments, tels que le train ou

l'hélice.

Sauvegarder ces dispositions en fichier-texture

Il faut maintenant convertir ces deux dessins en fichier png ayant 1024 pixels de côté.

Chacun ayant sa méthode et ses outils, il est difficile de décrire cette opération de

manière universelle.

Dans le dossier de l'avion, créez une image bitmap Nord1203_paint.png (fuselage) et

Nord1203_paint2.png (ailes).

Comme ces deux fichiers risquent fort d'être effacés par la suite, il pourrait être utile de

faire une copie de sauvegarde de ces fichiers, par exemple en les appelant

disposition_Nord1203_paint.png, et disposition_Nord1203_paint2.png.

10.4 Texture des surfaces portantes

Pour le moment, nous reprenons seulement les dessins du plan 3-vues, ce n'est pas

encore le "vrai" dessin, mais ce qui nous servira de guide pour le dessin.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 131/136

Nous allons plaquer le dessin correspondant à chaque élément du plan 3-vues sur le

guide de texture réalisé au chapitre précédent. Il est intéressant de suivre les

conventions suivantes, non obligatoires mais commodes, parce que tel est le

fonctionnement prévu par défaut : extrémité de l'aile vers le haut, avant de l'aile vers la

gauche.

Après quelques copier-coller et étirements dans notre logiciel de dessin favori, voici nos

ailes au bon endroit sur la texture, que nous allons appliquer tout de suite, ce qui

permettra de voir s'il y a une incohérence dans le dessin, et de la rectifier avant de

passer au vrai travail de dessin.

Normalement, si vous avez obtenu le résultat ci-dessous, vous pouvez le sauvegarder

sous le nom Nord1203_paint2.png dans le dossier de l'avion. Notez la dérive droite,

inversée dans le sens horizontal. Ce sera le cas pour le côté droit de tout objet texturé

avec Plane Maker.

10.4.1 Application des textures

Principes

Nous pouvons utiliser un système à base de valeurs numériques exprimées en ratios,

dans les écrans dédiés aux éléments d'aile, ou agir graphiquement, à la souris, par le

menu Expert / Régions Textures Visuelles.

Le fuselage doit être horizontal, les ailes seront verticales. L'orientation haut-bas et

droite-gauche n'est pas critique, mais il est plus naturel, plus facile à gérer plus tard, de

placer systématiquement l'avant de tous les éléments vers la gauche de l’image bitmap,

et l'extrémité des ailes, ou le haut des volumes, vers le haut.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 132/136

Pour illustration, voici un empennage texturé à partir d'un avion orienté à droite, puis le

même orienté à gauche sur l’image bitmap :

Nous allons maintenant charger la nouvelle texture (touche "t" ou menu

"Special/Recharger textures"), et dire à Plane Maker, la zone de l’image bitmap de

texture il doit prendre pour chacun des éléments d'aile.

Système à base de ratio

Ci-dessous, un panneau extrait de l'écran de paramétrage d'un élément d'aile. Le texte

en rouge a été ajouté pour plus de clarté, il ne figure pas dans Plane Maker :

Chaque nombre est le résultat d'un ratio, calculé en fonction de la dimension de la

texture dont chaque côté vaudra toujours 1, sans unité, quelque soit son nombre de

pixels.

Les référence pour la mesure de ces ratios sont le bord gauche et le bord bas de l’image

bitmap de texture. Sur le panneau ci-dessus, le "haut texture" vaut 0,192 et le "bas

texture" vaut 0,004. Plane Maker délimitera donc, pour le dessus de l'aile, la zone qui

commence à 19,2% de la dimension verticale de la texture, et qui se terminera à 0,4%

de cette même dimension. Le même raisonnement est appliqué sur l'axe horizontal, avec

la limite gauche à 0,2% et la limite droite à 23,6% de la largeur totale.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 133/136

Voici le résultat dans l'écran Expert / Régions Textures Visuelles (pour des raisons de

taille de fichier, la texture n'est pas affichée en totalité, mais la zone correspondant à

notre élément d'aile est bien dans le coin inférieur gauche de la texture, et commence à

0,2% de la texture en largeur et à 0,4% de la texture en hauteur) :

La partie de la texture qui sera appliquée au dos de notre élément d'aile sera celle qui est

entourée d'un cadre rouge clignotant.

Système graphique à la souris

Le travail le plus commode est sans doute l'application de la texture à la souris.

Ouvrez Plane Maker, demandez à recharger les textures ("t" ou menu "Spécial/Recharger

textures").

En choisissant "Régions Textures Visuelles" dans le menu "Expert", nous arrivons sur un

écran affichant le fichier-texture à droite d'une colonne permettant de choisir l'élément à

texturer :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 134/136

Nous pouvons nous déplacer sur la texture en utilisant les flèches du clavier, zoomer

avec les touches "-" et "+" (sur la ligne du haut du clavier français, pas sur le pavé

numérique).

L'élément actif à texturer est repérer par un rectangle virant alternativement du rouge au

noir :

La zone comprise dans ce rectangle sera appliquée sur l'élément d'aile, les traits obliques

représentent les bords de fuite et d'attaque de l'élément d'aile. Ils semblent bizarrement

inclinés ? Ce n'est qu'une histoire de proportions.

Il faut amener ce rectangle au dessus du dessin représentant l'élément d'aile, et pour

cela il faut déjà identifier l'élément que nous allons texturer : la colonne de gauche nous

apprend que nous travaillons sur le dessus ("edit top side of wing") de l'élément DIVERS

AILE 1 placé sur la deuxième texture (fichier "_paint2.png"). S'il n'en est pas ainsi, faites

en sorte que cela le devienne :

(voir image page suivante)

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 135/136

Il s'agit du dessus de l'élément principal droit de l'empennage horizontal, tel que nous

l'avons défini.

Le déplacement du rectangle se fait bord après bord, jusqu'à précisément l'adapter sur la

zone choisie. En cliquant à proximité du rectangle, son bord le plus proche est

immédiatement placé sous le pointeur de la souris. Dans un premier temps, on place

grossièrement les limites de chacun des éléments, et lorsque tout est à la bonne place,

on zoome et on reprend chacun des éléments pour les ajuster au mieux :

Si les lignes obliques à l'intérieur du rectangle rouge épousent le dessin de l'élément

d'aile, alors c'est correct. Sinon il y a un souci quelque part et il faut revoir la géométrie

des ailes et/ou leur place supposée sur la texture.

Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 136/136

10.4.2 Résultat

Une fois chaque élément correctement disposé sur la zone de texture qui lui est allouée,

nous devrions obtenir ceci :

Nous pourrions presque nous en contenter. En fait, la vraie déco sera pour plus tard.

Passons à la texture des volumes, objet du prochain chapitre.

10.5 Texture du fuselage et des volumes

Fin provisoire du document. Stay tuned.

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