Construction du faux moteur Le Rhône 9C échelle 1/5

Début juin 2010, notre ami Gérard nous a quitté. Sa maladie l’a emporté en quelques mois. Adieu Gérard.

1ère étape : trouver des photos d’archive.

Voici le moteur 9C grandeur nature :

et une vue avec carter ouvert :

On notera qu’il ne faut pas confondre le 9C (80CV) avec le 9J (110CV) qui équipa le successeur du Nieuport 11, le Nieuport 17 :

La forme des cylindres est différente, les tubulures d’admission sont sur la face arrière.

Néanmoins, les techniques proposées ici sont facilement adaptables à ce second moteur. Ces images sont utiles pour la finition, mais le plus intéressant est le plan 3 vues (même de mauvaise qualité), car c’est lui qui va permettre d’établir les cotes de chaque élément.

Avec l’aide de Micrographx Designer, j’obtiens des valeurs assez précises des dimensions et une représentation vectorielle (donc « scalable ») de chacune des formes : cylindres, carter central. Un peu plus de plus de mal en revanche pour les éléments du dessus de culasse.

exemple : cylindre vectorisé :

(L et D en mm, A nombre d’ailettes)

Ceci fait, on change d’étage, direction l’atelier pour la phase construction …

Les cylindres :

Il faut des outils spécifiques : j’ai réalisé des trépans, avec un carré d’acier (clenche de porte), percé à 3 mm pour le forêt central, et à 2 mm pour la CTP « outil ». Le forêt est serré par une vis transverse de 3 mm qui serre une fente rejoignant le trou du forêt.

Il est impératif lors de la trépanation de ne pas couper complètement l’ABS, on finit en extirpant la rondelle à la main.

Ensuite, on « finit » les rondelles par paquet de 40 à 60 en les « tournant » sur la perceuse à colonne, serrées sur une tige filetée de 3mm, l’outil est un bout de lame de cutter.

Ceci permet d’atteindre le diamètre final, d’avoir des rondelles parfaitement centrées de diamètre égal, et aussi de réaliser très facilement le biseau (en travaillant séparément sur les rondelles internes et externes).

Pour un faux moteur présentable, il faut à mon avis impérativement réaliser les ailettes. Faute de les tourner dans un rond d’alu (ce qui serait trop lourd), j’ai opté pour un empilement de rondelles en ABS : le bois ne permet pas un champ assez propre.

Ces rondelles font alternativement de 0,5 mm (ailettes) et 0,75 mm (inter-ailettes) , selon le croquis page précédente, soit :

 23 rondelles de 27,5 mm en 0,5 mm (dont 4 de transition)

 22 rondelles de 23,5 mm en 0,75 mm (dont 4 de transition)

 4 rondelles de 24 mm en 0,5 mm

 4 rondelles de 22 mm en 0,75 mm

 5 rondelles de 21,5 mm en 0,75 mm pour l’embase

Il faut donc 59 rondelles par cylindre et il faut réaliser 8 cylindres (je n’ai pas osé en mettre 9 et obturer l’aération du vrai moteur).

Soit donc environ 500 rondelles….

Puis on réalise le « noyage » de la partie haute de l’axe central en tige filetée de 3 mm. Là j’ai un peu galéré en voulant souder une rondelle (qui a tendance à se dessouder) : le mieux est de noyer une rondelle ET un boulon de 3. Le tout est ensuite masqué avec un peu de micro ballons. Les 4 cylindres qui seront vers le bas vont être équipés d’un dessus de culasse complet et donc il faut pratiquer un trou de 3,6 mm (3,5 en théorie, mais j’avais que du tube de 3,6 !) pour l’ancrage du support de culbuteur, donc il faut abraser la rondelle noyée en conséquence.

La culasse :

1) Les ailettes de culasse :

Découpe de bandelettes de 3,5 mm de large dans de l’ABS 0,5 mm et 1,5 mm de large dans du 1mm.

Puis contre collage des 2 … sur un petit gabarit de positionnement qui garantit la verticalité des ailettes… Faut être zen et à jeun, mais ça se fait ! tant mieux, car il va falloir faire 16 assemblages de 4 ailettes avec 3 intervalles. Les ailettes seront recoupées en place en revanche les intervalles doivent avoir dès le départ à peu près la bonne taille (retrait de env. 1,5 mm par rapport au bord du cylindre pour ne pas trop se voir).

2) l’axe culbuteur :

En tube laiton chromé (feu antenne radio) de 3,6 mm : il faut faire un té propre. Pour cela perçage à 2 mm, puis soudure d’un bout de CAP 2 mm, puis ensuite habillage avec le second tube à 90°, mis en forme pour épouser le 1er, collage du second tube à l’époxy, séchage en étuve sur petit gabarit de positionnement pour bien garantir la perpendicularité.

Après séchage, rectification de la longueur du tube horizontal à 12,5 mm (dissymétrique,1 mm de moins côté centre de la culasse).

Les roulements (diamètre 8 mm) sont simulés avec deux bouts de tube concentriques en carbone (8/6 et 6/4). La difficulté est d’en faire des rondelles très propres de 2,5 mm d’épaisseur.

Pour cela, surfaçage de la 1ère face sur la perceuse en venant faire frotter les 2 tubes contrecollés (cyano) sur une feuille de papier abrasif. Puis marquage des 2,5 mm, on met alors les 2 tubes dans la visseuse qu’on fait tourner, et on tronçonne avec la Dremel. Le résultat est assez proche du but, pour finir on ponce à plat en tournant jusqu’à la cote.

Enfin, on enroule 4 tours d’une bande de 2,5 mm de large en Albal sur les tubes de 3,6 mm , pour arriver vers les 4 mm, et on colle à la cyano les pseudo roulements en place.

3) la tige de commande et le renvoi :

Les tiges sont en CAP 1,5 mm avec un embout en tube alu int. 1,5 mm, écrasé et mis en forme, puis percé à 1,5 mm. L’axe de la tige sur le renvoi est un petit clou.

Le renvoi est fait à partir d’une chape plastique, recoupée côté chape, repercé à 1,5 mm, recoupé côté axe repercé à 2 mm, l’axe étant de ce côté fait avec un boulon de 2 mm à la tête meulée.

4) les pieds de soupape :

Réalisés en pin : 7 mm d’épaisseur et 9*9,5 mm, en demi-rond. Pour la soupape d’échappement, il faut ensuite recouper en épaisseur à 3,5 mm.

Les 8 pieds sont percés au centre au diamètre de 2 mm avec un angle de 7,5° (cf la vue en coupe page 3).

Ensuite on colle en place les 2 pieds de soupape (sans se tromper de côté, ce qui conduit à avoir un angle inversé … j’ai réussi à le faire une fois). Côté admission retrait de 2mm.

Et de part et d’autre, on colle alors les ailettes horizontales, bien centrées, et avec une cale d’espacement de 1 mm par rapport aux pieds de soupape.

On rectifie la taille et le biseautage des ailettes, et enfin on fraise la zone où vient s’emmancher l’axe culbuteur. Côté pied de soupape d’admission, on arase les ailettes centrales pour laisser la place aux écrous de fixation de la canalisation d’admission (voir la photo du cylindre terminé).

5) les soupapes :

Réalisées avec un boulon de 2*12mm, la tête est meulée à plat en ne laissant que 1/2mm. Autour est enroulé en spirale du fil de cuivre le diamètre est choisi pour faire 4 tours pas serrés. Collé cyano et peint en noir (puis dessus re-poncé pour être métal).

Le carter :

La pièce principale est réalisée en verre époxy dans un moule de forme cylindrique femelle, découpé dans du styro au fil CNC, et habillé de terfane. Face avant en 2 couches de 120g, et cylindre en 4 couches de 80g. Dimensions : épaisseur 35 mm, diamètre 70 mm.

Puis on réalise sans plus attendre l’adaptation au bâti moteur. Dans mon cas , j’ai fixé deux longerons en bois (CTP) d’env 10*10 fixés de part et d’autre des deux bras du bâti (par 2 vis de 3 mm par bras), puis adapté la « casserole » carter sur ces 4 longerons. Le carter va être vissé sur ceux-ci par 4 boulons de 2 mm … ces boulons étant 4 sur les 18 qui font un cercle sur le carter original. J’ai dû triché et retouché un peu le diamètre de ce cercle.

ATTENTION : il faut absolument rectifier à cette occasion les angles par rapport au vrai moteur. Dans mon cas, le Saito a 3° d’anticouple, le faux moteur a lui 0°, … donc un angle de 3° par rapport à l’axe d’hélice.

Puis on ajoute une partie centrale avant faite de couches de verre époxy contreplaquées pour simuler les différentes plaques du carter original : une première ronde plate et une seconde ronde conique. Ceci permet de masquer les différentes protubérances du moteur réel (SAITO 56 F).

Puis on perce (avec un gabarit) les 18-4 trous de 2 mm pour les fausses fixations. Et aussi les 8 trous de 3 mm qui vont permettre la fixation des 8 cylindres …. Le 9ème étant le cylindre (plus gros et plus reculé) du vrai moteur.

Par la suite, j’ai consolidé le cylindre du carter de l’intérieur avec 2 bandes de carbone UD, ce carter étant soumis à des vibrations importantes car la masse des faux cylindres (env. 8*25g, le moteur total pèse 250g – c’est juste ce que j’avais dû mettre comme plomb pour équilibrer le Nieuport) n’est pas négligeable.

Il faut ensuite réaliser les assises des cylindres sur le carter : ceci se fait assez aisément en vissant provisoirement la dernière rondelle de chaque cylindre en place, le boulon étant protégé par du scotch, et en mettant un peu de microballons entre cette rondelle et le carter. On nettoie les excédents sans attendre la polymérisation, et après celle-ci on fignole en grattant les traces qui seraient restées.

Première finition :

Le tout (cylindres avec ailettes de culasse, et à part axe culbuteur et renvoi culbuteur) est ensuite peint avec le mélange acrylique suivant (peinture préférée : Tamiya) : 10 cc argent , 2 cc noir mat, allongé de 1 cc eau et 1 cc alcool, à la buse de 3/10mm.

Une fois bien sec (24 h), on protège avec une couche de vernis polyuréthane (en bombe mono composant).

Au passage, j’ai aussi passer un peu de peinture sur le plateau d’hélice du Saito, qui était d’un beau rouge !

Canalisation d’admission :

Très joli morceau de bravoure, pour simuler ces conduites en cuivre avec double torsion et passage à une section rectangulaire aux 2 extrémités.

Ma solution : un moulage, réalisé dans un bout de durite (diam. int. 6,5 mm, longueur 73 mm) mis en forme sur un gabarit femelle, constitué d’une petite planchette en CTP 12 mm sur laquelle sont collés 2 morceaux de baguettes en pin, l’une de 8*4mm (côté carter) l’autre de 6*5mm (côté culasse). La durite est emmanchée à chaque extrémité sur les baguettes sur 1 cm.

On commence par faire un gabarit mâle avec deux baguettes 8*4 et 6*5 collées en place (double face) sur une culasse et le carter, et collées entre elles avec les angles et les distances qui vont bien, et on en tire n gabarits femelle (j’en ai fait 4).

La pièce est faite en résine+ micro-ballons, mélange fluide injecté avec une seringue. Le passage pas très sympa est de réussir à enfiler dans le tube, en place sur son gabarit, un peu (4 brins) de carbone (mouillé d’époxy). Ai mis un poil de pâte à modeler industrielle au pied pour éviter ou au moins limiter les fuites.

Pour respecter à peu près les formes, j’utilise 2 pinces à chaque bout (des méchantes rouges qui pincent très fort), pour forcer l’aplatissement sur les emmanchements rectangulaires, et une pince à cliquet vers le 1/3 haut pour éviter un pincement trop prononcé du tube (ai remarqué lors de la seconde fournée que c’était mieux si on attendait ¼ h dans l’étuve avant de mettre ses pinces, la durite est plus molle et se met mieux en place).

Le miracle est que ça ne fait pas du tout de bulles (moyennant d’injecter avec la seringue, lentement avec une légère pression).

Une fois polymérisé (maintenu vertical dans l’étuve), on démoule en coupant au cutter la durite à fleur de la pièce.

J’ai ensuite réalisé les brides de fixation de cette canalisation : côté culasse en verre époxy 15/10 rectangles de 7*15 mm, percés sur les côtés à 16/10 pour y mettre des mini-vis de 16/10*3 mm.

Pour le côté carter, il faut venir s’adapter à la courbure : j’ai contrecollé 3 couches de verre époxy 0,5 mm (réalisation perso qui traînait là) à la cyano lente sur une forme (flacon de 3 en 1) dimension 15*6. Perçage idem à 16/10 pour la fixation sur le carter par vraies-fausse vis de 16/10.

Puis on colle les 2 brides en place au double face.

Sans plus attendre, on perce le carter en regard des trous à 16/10 des brides.

Puis on y va pour le collage de la tubulure : on rectifie (très progressivement) la partie centrale de la tubulure jusqu’à s’adapter à peu près aux 2 brides, et là, petit « passage de 4 sup » pour mettre en place et coller à la cyano lente (vive l’accélérateur ; La doc dit que cette colle peut rattraper des fentes de 2/10 … ben heureusement c’est un peu plus en pratique !). Ensuite on décolle le double face , on fignole, on rajoute de la cyano, on ponce les brides au plus serré. Et voilà le résultat avant peinture :

puis on peint … couleur cuivre , of course (Humbrol + vernis polyuréthane).

Nota : j’ai eu la flemme de simuler l’emmanchement central, les perfectionnistes considéreront sûrement cela comme inacceptable !

Dans le même ordre d’idée, j’ai aussi décidé d’arrêter là les détails et donc notamment de ne pas simuler les bougies … lamentable !

Dernières opérations :

Reste à tout assembler !

Pour commencer il faut encore faire les 8 trous de passage des tiges de commande dans le carter.

Puis on y va :

 assemblage des cylindres sur le carter : la fixation se fait par boulon de 3 côté intérieur. La tige filetée doit être coupée au plus raz, pour ne pas gêner le montage du carter sur le bâti du vrai moteur.

 Mise en place de l’articulation des basculeurs de soupape : collé à la cyano lente … sans accélérateur, en vérifiant avant que ça va se passer sans point dur, et en faisant attention au parallélisme avec la face avant du carter. Dand le même mouvement, on enfile les tiges de commande dans le carter, en ayant pris soin d’enfiler avant sur ces tiges un bout de tube alu et une rondelle de 2, qui vont simuler le guide de sortie de carter.

 Collage en place des soupapes

 Pour les 4 cylindres du haut, collage d’un petit bloc de bois réceptacle de la canalisation et de la tige de commande

 Mise en place des tubulures d’admission : d’abord collage à la cyano des (vraies) fausses vis côté carter et des vis + boulons côté culasse. Puis collage du tout à la place définitive (on répète avant !).

Enfin, faudrait quand même pas oublier les basculeurs : ça se fait bien, dans des petits bouts de plaque d’alu de 1 mm d’épaisseur. La forme à obtenir est grosso une petite barre droite qui vient barrer un cercle. Astuce : je colle à la cyano une rondelle de 3 mm (6 ext), puis je lime tout autour, en ménageant la petite barre, enfin je décolle la rondelle, et merveille, la forme est bien ronde.

On les perce, et on les colle avec un petit clou simulant le moyeu.

Ben voilà, c’est fini. Y avait pas de quoi en faire une histoire … :

(photo prise avant de mettre les basculeurs en place).

Enfin en place sur l’avion :

à comparer à l’original (photo d’archives) :