Pourquoi le centre de gravité est crucial
Le centre de gravité (CG) est le point où le modèle se comporte comme si toute sa masse était concentrée en un seul endroit. Un réglage correct du CG détermine la stabilité longitudinale, la capacité du modèle à revenir de lui-même au vol rectiligne et en palier après une perturbation.
Si le CG est trop avancé, le modèle piquera fortement, perdra vite de l'altitude et exigera un fort débattement de profondeur pour tenir le vol horizontal. Si le CG est trop reculé, le modèle devient longitudinalement instable. La moindre perturbation provoque des oscillations croissantes ou un cabrage incontrôlé qui se termine en décrochage.
Corde aérodynamique moyenne (MAC)
La position du CG est définie par rapport à la corde aérodynamique moyenne (MAC). La MAC est une corde de référence qui représente les propriétés aérodynamiques de l'aile indépendamment de sa forme en plan (rectangulaire, trapézoïdale, elliptique).
Pour une aile rectangulaire, la MAC est égale à la corde du profil. Pour une aile effilée, la MAC se trouve graphiquement ou se calcule avec une formule utilisant la corde d'emplanture, la corde de saumon et l'effilement.
Une position de CG typique pour les planeurs et les trainers se situe entre 25% et 33% de la MAC mesurée à partir du bord d'attaque. 25% de la MAC est un réglage plus avancé (plus sûr, plus stable), tandis que 33% de la MAC est plus reculé (meilleures performances, moins de stabilité). Les débutants devraient commencer entre 25% et 28% de la MAC.
Équilibrage longitudinal
L'équilibrage longitudinal concerne la répartition de la masse le long de l'axe longitudinal du modèle (du nez à la queue). C'est le premier paramètre à régler. Avancer le centre de gravité augmente la stabilité longitudinale mais accroît aussi la traînée induite (le modèle vole avec la profondeur défléchie) et raccourcit le temps de vol. Reculer le centre de gravité réduit la traînée et améliore les performances mais réduit la marge de stabilité.
En pratique, l'équilibrage longitudinal se règle en ajoutant du lest (plomb, grenaille) au nez ou à la queue. Une meilleure solution consiste à repositionner les composants lourds (la batterie en RC, le moteur) plutôt que d'ajouter du poids mort.
Équilibrage latéral
L'équilibrage latéral concerne la répartition de la masse le long de l'axe latéral (de l'aile gauche à l'aile droite). Le modèle doit rester horizontal lorsqu'il est soutenu sous le fuselage au point du centre de gravité. Si une aile est plus lourde, le modèle aura tendance à virer de ce côté.
Les différences de masse entre les ailes se compensent en appliquant des morceaux de ruban de plomb au saumon de l'aile la plus légère. Il est important de placer le lest le plus près possible du saumon, car une masse plus faible à un plus grand bras de levier produit le même effet qu'une masse plus grande plus proche de l'axe.
Méthodes de vérification du CG
La méthode la plus simple est le test des deux doigts. Soutenez le modèle par en dessous avec deux index au point du CG marqué sur le plan. Le modèle doit rester à plat ou avec un léger piqué du nez. Si la queue tombe, le CG est trop reculé.
Une méthode plus précise consiste à utiliser un support d'équilibrage. Les supports du commerce ont des appuis réglables qui permettent de trouver le point d'équilibre avec précision. Pour les modèles de grande envergure, il vaut la peine de fabriquer un montage simple à partir de deux baguettes verticales et d'un axe en fil métallique.
Sur les modèles RC, tu peux effectuer le test de piqué. À une altitude sûre, mets le modèle en assiette nez bas à environ 30 à 45 degrés et relâche les manches. Un modèle correctement équilibré doit sortir du piqué en douceur. S'il se cabre brusquement, le centre de gravité est trop avancé. S'il continue à piquer ou commence à osciller, le centre de gravité est trop reculé.
Pourquoi un modèle trop lourd de l'arrière cabre
Un modèle dont le CG est trop reculé dispose d'une marge de stabilité longitudinale insuffisante. En physique du vol, cela signifie que le point neutre (le point où une variation de l'angle d'attaque ne produit aucun moment de tangage) est proche du CG, voire devant lui.
Lorsqu'un tel modèle rencontre une rafale ou une petite perturbation qui augmente l'angle d'attaque, le surcroît de portance généré en avant du CG n'est pas suffisamment compensé par le stabilisateur. Le nez monte davantage, l'angle d'attaque continue d'augmenter jusqu'au décrochage de l'aile. Ce processus s'auto-entretient et, sans intervention du pilote (en RC) ou un réglage correct (en vol libre), il conduit à la perte du modèle.
Conseils pratiques
Commencez toujours avec le CG recommandé sur le plan. Si le plan ne précise pas de CG, prenez 28% à 30% de la MAC comme point de départ pour les trainers. Après chaque modification (changement de moteur, de batterie, d'équipement), revérifiez l'équilibrage.
Note tes réglages de centre de gravité et leur effet sur le vol. Un journal de réglage te permet de revenir vite à une configuration éprouvée. En compétition, un décalage du centre de gravité de 2 à 3 mm peut modifier sensiblement le comportement du modèle dans les thermiques.