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
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 3/136
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
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 4/136
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/
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 5/136
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/
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 6/136
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.
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 7/136
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)
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 8/136
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.
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 9/136
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.
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 10/136
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.
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 42/136
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)
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 43/136
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
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 47/136
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)
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 48/136
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)
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 49/136
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)
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 50/136
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)
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 52/136
(*) 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 :
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 53/136
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 :
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 54/136
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 :
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 58/136
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)
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 62/136
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)
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 63/136
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)
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 64/136
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.
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 65/136
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)
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 66/136
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 :
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 67/136
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 :
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 68/136
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).
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 69/136
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)
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 70/136
(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)
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 71/136
Youpi !
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 72/136
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)
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 73/136
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°
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 77/136
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°
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 78/136
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” :
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 80/136
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 :
Modéliser un avion monomoteur avec Plane Maker pour X-Plane 9 83/136
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.
Document publié sous licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale – Partage dans les Mêmes Conditions 4.0 International.
Texte d'origine par KRISTO, consultable sur wiki.X-Plane.fr section “Outils de création d’aéronefs / Plane-Maker”. Mise au format PDF des articles Wiki © 2014 BEECH C18 S.