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La forme du châssis et son influence sur le vol


Saviez-vous que la forme d’un châssis n’agit pas que sur ses performances mais aussi sur sa rigidité, son poids, son aérodynamisme ? On pourrait chercher la forme idéale mais mieux vaut connaître les caractéristiques de chacune d’entre elles afin de construire une machine parfaitement adaptée à l’usage qu’on en fera. Récemment ce sont les châssis en + qui reviennent à la mode. Les tout premiers quadrirotors étaient d’ailleurs similaires mais ce retour semble plus ou moins lié au phénomène des courses de drag. Faut-il en déduire que le châssis et la disposition des moteurs changent les sensations et les performances ? Tentons de le découvrir en analysant le rôle de la forme sur les sensations de vol et surtout sur l’usage auquel un type de châssis particulier peut convenir. Je vais tenter d’isoler les meilleures caractéristiques de chaque facteur afin d’obtenir une machine destinée, par exemple, à ne faire que du freestyle.

A- Les facteurs déterminants

Avant même d’entrer dans le vif du sujet, faisons la liste des facteurs les plus déterminants, ceux qui ont une influence aussi importante que la forme du châssis.

1-Le nombre de moteurs et leurs emplacement.

Comparer un hexa avec un octo ou un quadri, c’est un peu comme comparer un 4×4 avec une berline. Restons sur les quatre moteurs afin de clarifier les choses. Quant à leurs emplacements, ils dépendent forcément de la forme du châssis.

2-La place de la batterie

Au dessus ou en dessous

Elle représente 40 % du poids final, sa position est donc primordiale. Si on peut parfois utiliser ce poids pour favoriser ou contrer la réactivité du quad, je suis persuadé que la meilleure place pour la lipo est là où elle se fait le moins sentir.

En prenant en compte le niveau des hélices et la force d’inertie, c’est à mon humble avis au centre de la frame, très légèrement au dessus du centre de gravité que le poids se fera le moins présent. Ou plutôt qu’il sera le mieux reparti.

Sous la main plate

L’effet pendulaire est celui qu’il faut éviter car il génère de l’inertie. Pour cela, il faut placer la batterie le moins haut ou le moins bas possible. S’il est impossible de placer cette dernière au centre, la position supérieure est préférable puisque plus proche du niveau des hélices. MAIS l’effet pendulaire peut aussi être bénéfique. Le poids de la lipo forcera les moteurs à travailler davantage dans un sens mais il les soulagera dans l’autre.

Ce n’est pas flagrant pour tout le monde mais je trouve qu’avec la lipo sur le dos et surtout lorsqu’elle est proche du centre de gravité, la maniabilité est meilleure. C’est de plus un fait scientifique établi : une machine équilibrée sur tous ses axes est plus saine qu’une machine avec une batterie très excentrée. Les PID seront plus faciles à régler et les moteurs partageront davantage le travail. Tout ceci reste cependant relatif et personnel.

Low Profile

C’est un bon compromis et il a l’immense avantage de permettre les décollages à plat. Je viens de revoler avec un low profile ( le Mojo d’ImmersionRC ) et c’est un vrai plaisir que de jeter son quad par terre et décoller si facilement. Idem pour l’atterrissage bien plus simple à appréhender. La position de la lipo est proche du centre de gravité et j’ai beaucoup aimé voler à nouveau avec un low profile.

Influence de l’emplacement de la batterie : Il est clair qu’on ne peut nier qu’il joue sur le comportement mais la seule façon d’amoindrir cette influence serait de construire un quad autour de la lipo. Certains préfèrent les batteries sous le racer, d’autres au dessus. Mon châssis favori de ce point de vue reste le Gravity qui protège la lipo de l’éjection tout en plaçant la batterie le plus près possible du centre de gravité :

3-L’écart entre les hélices

Les voitures qui tiennent le mieux la route sont celles dont les roues sont les plus proches des extrémités. En est il de même avec les hélices ? Pour répondre à cette question je ne peux que m’appuyer sur mon expérience personnelle mais ça tombe bien, j’ai à peu près tout testé.

 Les hélices très proches

Les hélices éloignées

Franchement, c’est difficile de distinguer les deux. Avec des réglages d’origine, on a un peu plus la sensation de planer avec des hélices éloignées. Alors qu’avec des hélices qui se frôlent on pourrait dire que la maniabilité est meilleure. Mais rien de déterminant à mon humble avis.

L’influence de la distance inter hélices : Disons que ça semble davantage jouer sur la réactivité plutôt que sur la stabilité.

4-Les bras verticaux ou horizontaux

Un travail admirable

En observant l’évolution de la forme des bras, on remarque qu’ils se sont tout d’abord affinés. Au départ ils étaient bien larges mais avec le temps la recherche de légèreté les a amincis. On a ensuite vu des bras verticaux. Et enfin des bras très étroits mais de 7 mm de hauteur qui sont en quelque sorte des bras hybrides, comme sur l’excellent Vector :

B- L’influence de la forme

Forme et rigidité

Les châssis en H sont plus sensibles à la torsion, ceux en X sont moins pratiques pour le montage, la solution pour combiner ces défauts est l’hybride X / H. Il combine les qualités de chaque forme et est très apprécié des pilotes de freestyle.

Forme et géométrie : Croix ou H ?

La croix et le H sont très proches. Au niveau de la disposition des moteurs, du centre de poussée et de gravité, on trouve beaucoup de points communs. Ça ne se voit pas mais géométriquement parlant ils sont identiques, il suffit d’observer ces schémas pour l’observer :

 

X parfait ou stretched ?

Le X allongé ou stretched donne des sensations différentes. Notamment dans les virages qui sont plus faciles à négocier. On peut imaginer que ce gain de manœuvrabilité sur le Roll se fait au détriment du pitch. Des réglages appropriés permettent d’atténuer ce phénomène.

L’influence de la forme du X : Une forme allongée ou élargie à forcément un impact sur le comportement. Certains freestyleurs apprécient les X élargies alors d’autres ne jurent que les X parfaits ou les hybrides comme le Impulse RC.

Les châssis en forme de +

En revanche un châssis en + est vraiment différent. Sans parler des moteurs qui travaillent d’une autre façon. Pour basculer sur l’axe du Pitch, ce sont les moteurs du haut et du bas qui montent et descendent respectivement en régime. Le roll est géré de la même façon avec les moteurs droit et gauche.

Sky Hero avait très bien réalisé cet exercice avec deux machines en + carrennées. 

Le châssis de Sartorius :

Les formes rares

Parfois trompe l’œil, parfois carrément inédites, voici des châssis qui n’ont pas peur d’aborder les choses différemment. Ils suivent tous un but précis comme l’esthétisme, l’aérodynamisme, la robustesse. Les châssis carrés sont appelés des Box :

Mentions spéciales

Ces deux machines me paraissent très bien pensées. La première a été crée par Nissan et a battu le record du tour sur un circuit ( voir vidéo plus bas ). la seconde nous vient de chez Helipal et combine les qualités du X, du low profile et est assez esthétique si on apprécie le look militaire.

Conclusion

Un pilote de freestyle recherchera une machine robuste mais avec des qualités telles que la facilité de réparation et assez de place pour une caméra de bonne facture et un VTX sérieux. Un pilote de fpv racing préféra légèreté et maniabilité, un châssis en X avec des bras verticaux pourra lui convenir. Et quand on veut faire du drag, pourquoi ne pas choisir la forme en + ? Je ne saurai dire si elle avantage la ligne droite puisque je n’ai jamais pilotée.

Il faut combiner les qualités dont on a besoin si on veut un racer adapté à son pilotage. Je serai curieux de voler avec un X allongé, des bras verticaux et une canopy en TPU aérodynamique  Le Vector est le modèle le plus proche de ces caractéristiques. Quoique le Garuda stretched serait assez proche également.


7 comments on “La forme du châssis et son influence sur le vol

  1. azea azea

    En gros, en l’absence de mesure rien ne prouve que tel type de frame est plus performant que tel autre. Ca reste du ressenti, potentiellement non justifié.

    Mon ressenti c’est qu’au final c’est anecdotique, la motorisation est tellement démentielle sur ses machines qu’il vaut mieux bien choisir ses hélices/moteurs/esc avant d’essayer de gagner en perf sur la frame.

    Le choix de la frame est surtout crucial pour l’aspect pratique en maintenance et en solidité. Pour le reste, c’est du domaine de l’onanisme en cercle…

  2. onclefly

    Salut Fred, c’est clair qu’en 2018, on a vu tout type de châssis défiler, mieux qu’un défilé de mode…
    Avec plus ou moins de réussit faut bien le dire.
    En plus tu parles que des quads.
    Moi, la première chose que je regarde c’est si il est jolie, solide, vole longtemps, et si j’ai de la place pour mes bricolages. mais aussi le prix. 😉

  3. Laloke

    Les shendrone sont magnifiques et les articles qui décrivent le travail de recherche sont super intéressant. C’est la marque à suivre au niveau design.

  4. – Pour la position de la lipo, même avis que toi, je préfère un positionnement au dessus. Le quad a moins tendance à « glisser » dans les virages et les trajectoires sont plus précises. Reste que paradoxalement, la lipo est bien plus exposée dans cette position… En cas de choc avec une gate ou autre, vue l’inclinaison du quad, c’est elle qui prend en premier.

    – Pour le quad de chez nissan, c’est tout simplement un anakin club racer relooké pour la pub.

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