Une réplique exceptionnelle du HB-ZKE

Le MD-902 Explorer est un hélicoptère bimoteur à turbine de huit places, fabriqué par la société américaine MD Helicopters. Le Notar est un système de McDonnell Douglas pour l'équilibrage du couple sur les hélicoptères sans la configuration typique du rotor de queue. Les garde-côtes américains utilisent le modèle sous le nom de MH-90 Enforcer.

Le MD-902 HB-ZKE a été en opération d'avril 2009 à juin 2014 chez Fuchs Helicopter à Schindellegi / CH. Le HB-ZKE a été loué à Heli Austria plusieurs fois pendant l'hiver et a été utilisé comme hélicoptère de sauvetage «Martin» à Saalbach-Hinterglemm. Enrico Gianni l'a construit à l'échelle à partir d'un kit de fuselage «Martin» de Vario.

Les premières études du MD Explorer ont été présentées par McDonnell Douglas en février 1988 sous le nom de «type MDX». Cependant, la décision de le développer n'a été prise qu'un an plus tard. Au début, la version de série s'appelait MD-900 ou MD-901/MD-902, qui a ensuite été remplacée par MD Explorer. Le premier prototype a décollé pour son premier vol le 18 décembre 1992. Le premier hélicoptère de série a décollé le 3 août 1994 et a reçu sa certification de la FAA le 2 décembre 1994. Le même mois, la première livraison a eu lieu. La certification européenne a suivi en 1996. Le premier avion du type MD-902 amélioré, équipé de moteurs plus puissants, d'un chauffage amélioré et d'un EFIS et capable de voler de nuit, a été livré au Japon en mai 1998 (premier vol en 1997). En janvier 2000, 57 appareils de cette série étaient déjà en service. En attendant, une variante militaire armée est également proposée sous le nom de MH-90 Enforcer.

La cellule et les cinq pales de rotor sans joint sont en grande partie fabriquées en matériaux composites de fibres de carbone. Les moteurs Turbomeca étaient initialement prévus comme groupe propulseur, mais ce projet a été abandonné par la suite au profit du Pratt & Whitney PW206A à gaz, équipé d'un système de régulation numérique (Fadec-Full Authority Digital Engine Control).

Le Notar (No Tail Rotor) est un système de McDonnell Douglas pour la compensation du couple des hélicoptères sans la configuration typique du rotor de queue. Le brevet est détenu par Boeing.

Le prototype pour les tests était un Hughes OH-6, dans lequel la poutre de queue avait été renforcée et une turbine soufflait de l'air à travers un canal dans la poutre. Cet air canalisé sortait par une fente longitudinale située sur le côté inférieur droit de la poutre. Une tuyère réglable a été montée à l'arrière pour contrôler la poussée. Le premier vol de ce système a eu lieu le 17 décembre 1981. Des systèmes similaires, qui utilisaient principalement le flux des gaz d'échappement du moteur, ont déjà été testés dans les années 1940 sur la Cierva W.9, le Hiller J-5 ou dans les années 1950 sur l'Aerotecnica AC-12 Norelle.

En principe, dans un hélicoptère avec un seul rotor principal, le couple doit être équilibré afin de contrer la rotation du fuselage et de pouvoir diriger l'hélicoptère autour de l'axe vertical (axe de lacet). Habituellement, cela est réalisé par le rotor de queue qui agit horizontalement, mais le système Notar génère une contre-force par un flux d'air dirigé (poussée) qui sort par une buse à commande variable à l'extrémité arrière du fuselage. Cet effet est soutenu par d'autres buses de sortie placées uniquement d'un côté le long de la poutre de queue. L'air qui s'y écoule guide le flux d'air arrière du rotor principal vers le bas autour de l'arrondi de queue. On utilise pour cela l'effet Coandă (le terme «effet Coandă» est utilisé pour décrire divers phénomènes sans lien de causalité qui suggèrent une tendance d'un jet de gaz ou d'un écoulement de liquide à «courir le long» d'une surface convexe au lieu de se détacher et de continuer à se déplacer dans la direction de l'écoulement initial) autour d'un tuyau cylindrique avec une fente de sortie unilatérale tangentielle à la surface du tuyau. Cela crée une circulation avec un côté pression et un côté aspiration en superposition avec le flux autour du tuyau. Cela crée une force supplémentaire s'opposant au couple du rotor principal, ce qui stabilise le fuselage dans la direction longitudinale. Les avantages du système Notar sont un risque potentiel plus faible pour les personnes se trouvant dans la zone de décollage et d'atterrissage ainsi qu'un développement sonore moins important, puisque «l'hélice» est située à l'intérieur et qu'il n'y a pas de turbulences bruyantes entre le rotor principal et le rotor de queue.

Malheureusement, en 2017, un MD-902 a fait la une des journaux autrichiens. Au cours d'une opération de sauvetage au crépuscule du 1^er août 2017 sur le Grossglockner, juste en dessous de la cabane Erzherzog-Johann au décollage avec un patient qui venait d'être chargé, un MD-902 de Heli Austria, en stationnaire juste au-dessus du sol et près d'un éboulement, s'est écrasé. Il a tourné autour de son axe vertical, a touché le sol, s'est incliné sur le côté et a fracassé ses pales de rotor sur le sol. Le pilote, le sauveteur et le patient à bord n'ont pas été blessés au cours de l'opération; le médecin urgentiste situé initialement l'extérieur près de la trappe de chargement de l'hélicoptère a été légèrement blessé.

Pendant les 45 ans de sa vie professionnelle, Enrico Gianni a été impliqué dans les avions et les hélicoptères. À l'usine d'Emmen (aujourd'hui Ruag), il a travaillé sur les Mirage III S et RS de Dassault, l'Aérospatiale ALIII, le Bae Hawk, le Super Puma de l'Aérospatiale et le McDonnell Douglas F/A-18. Il vit dans la belle Suisse centrale, à Obwald plus précisément et fait partie depuis des années du groupe d'aéromodélisme de Lucerne, qui a sa piste sur l'aérodrome militaire d'Emmen. Enrico Gianni a été infecté par le virus du modélisme en 2003 à l'occasion de la rencontre de Hausen. Il a fait ses premières expériences avec des modèles réduits d'hélicoptères avec un Logo 16 de Mikado et son premier projet à l'échelle était un EC-135 de Hirobo. Malheureusement, ce modèle, en termes de taille et de conception, ne permettait guère une réplique à l'échelle. Cela a poussé Enrico à chercher un autre modèle qui répondrait à ses besoins et exigences élevées. Au cours de sa recherche, il a eu par hasard connaissance du MD-902 de Fuchs Helikopter, qui était alors en service à Saalbach-Hinterglemm, en Autriche. C'est exactement ce qu'il cherchait. Il a rapidement réuni les documents nécessaires, ce qui est essentiel pour une réplique à 100%.

La dérive est conçue dans le kit avec un profil entièrement symétrique, mais en réalité l'original n'est qu'à moitié symétrique. Le gouvernail est en deux parties, supérieure et inférieure, qui sont fixées à un support sur l'empennage horizontal. L'angle d'attaque peut donc être ajusté. Dans la partie supérieure de l'empennage se trouvent quatre stabilisateurs verticaux sur l'original, non trois comme sur le modèle du kit et la forme de ces stabilisateurs doit être redessinée. La conversion à l'échelle a nécessité la découpe de l'empennage pour en corriger la forme (nouveau profil d'aile négatif). Il a également fallu l'allonger de 70 mm, car les ailettes verticales sont placées plus loin que dans le kit. Les stabilisateurs verticaux au sommet des ailettes verticales ont été retirés à l'intérieur et à l'extérieur pour être remplacés par des stabilisateurs de la même forme et du même nombre que l'original. Parallèlement à cette modification, la section centrale gauche et droite a dû être redessinée (une forme tordue spéciale). Cela signifiait tout d'abord de construire un moule négatif correspondant pour produire les nouvelles pièces en fibre de verre. Une tige de carbone a été intégrée dans chacun des nouveaux supports d'aileron vertical. De nouveaux couvercles d'inspection ont également été construits autour de l'empennage et du tube de flèche selon le prototype, ce qui a nécessité la construction d'un moule négatif.

Une autre adaptation un peu plus importante était nécessaire pour le raccordement de la poutre de queue au fuselage. Sur l'original, la poutre de queue est vissée au fuselage avec une solide cloison extérieure/support. C'est cela qu'il fallait reproduire, c'était le souhait du constructeur.

Afin de fixer la cloison extérieure, il a fallu créer une zone à l'extrémité du fuselage, c'est-à-dire: retirer le tube en fibre de verre qui était déjà recouvert de résine pour maintenir la poutre de queue, raccourcir le fuselage de 10 mm, repositionner le tube en et l'imprégner à nouveau de résine!

La cloison: d'abord, l'anneau extérieur a été mis sur le papier à l'échelle correcte après avoir mesuré le modèle. Cet anneau a été découpé dans une plaque de fibre de verre de 1,5 mm d'épaisseur et le tube de 80 mm de diamètre a été fabriqué en fibre de verre. Afin de pouvoir placer correctement les éléments de connexion anneau/tuyau, un outil auxiliaire a dû être fabriqué. 24 vis M2 sont vissées dans le collier, ce qui permet également de maintenir fermement la perche sur le fuselage. On ne peut pas compter les heures de travail. Il convient également de mentionner ici le fait que la première bague fabriquée a été tout de suite fonctionnelle.

Contrairement au MD-900, le tube de queue du MD-902 a été prolongé derrière l'empennage de queue. Par rapport au prototype, la poutre de queue est trop courte de 70 mm à l'échelle correcte. Ces 70 mm manquants ont dû donc être fabriqués.

Pour s'assurer que l'aspect du fuselage est également correct, environ 2800 rivets ont été fixés. Avec des perçages de 0,7 mm, ces rivets ont été fixés individuellement à leur place. Les rondelles incluses dans le kit sont malheureusement trop petites et certaines des courbes convexes manquent. De plus, les rondelles sont trop petites pour les découpes. Afin de se rapprocher de l'original, Enrico Gianni a décidé de fabriquer lui-même des moules pour pouvoir produire ces rondelles. Les rondelles fournies avec le kit ont été utilisées pour fabriquer le moule positif et, après quelques retouches, pour emboutir les nouvelles rondelles. Un gros effort, mais en tout cas il en valait la peine.

De nombreuses autres modifications, petites et grandes, apportées au fuselage, font de ce modèle aujourd'hui une réplique à presque 100%.

Le fuselage du Vario est conçu de telle sorte que les guides des portes coulissantes sont montés à l'extérieur. Il fallait également changer cela. Tout comme le prototype, le fuselage a été découpé et de nouveaux rails en profilé ABS ont été installés en haut et en bas, sur lesquels roulent maintenant les guides de porte fraisés en aluminium. Pour les capots fonctionnels des moteurs, les charnières en ABS sont de fabrication «maison». Il ne manque aucune épingle de sécurité «Fokker». Les nombreux petits angles (effet vortex) sur la poutre de queue ont été reproduits avec beaucoup d'efforts selon le modèle original. Les marches des patins de palier, ainsi que les connecteurs en plastique entre l'étrier et les patins, ont été fraisés de manière réaliste en aluminium et formés à partir de tôle d'aluminium. Bien sûr, l'amortisseur situé à l'arrière en-dessus du patin et vers la plaque d'appui au sol ne manque pas.

Dès le début, Enrico Gianni a été convaincu que la motorisation et le système de stabilisation arrière devaient former une seule unité. Mais le moteur doit également être électrique. Malgré ces considérations et précisions apportées en 2011, Vario a d'abord développé une mécanique pour moteurs à essence. Mais ce n'était en aucun cas une option. Au cours de recherches approfondies, un contact a été établi avec Sandy Jaffy aux États-Unis. Il expérimentait déjà un système électromécanique, où la turbine dans la queue était déjà en une seule unité. Ce fut le signal de départ. Avec les connaissances de Sandy en arrière-plan, Enrico a commencé à concevoir sa propre électromécanique. La transmission se fait en deux étapes. Du 1^er étage au 2^e étage du moteur, on trouve une courroie crantée et de là à l'arbre du rotor, on trouve une transmission par roue dentée. Le ventilateur radial, de marque Vario, est entraîné par l'axe d'entraînement du moteur. La traction de la courroie crantée est entraînée par un arbre à l'arrière du moteur. Le moteur RS 435-30 de Strecker offrait cette possibilité. La commande arrière de l'air est compressée par le ventilateur à travers un canal dans le tuyau d'échappement. Contrôlé par un servo analogique, le volet est activé pour doser l'air pour la commande dans la queue. Les découpes pour les trois servos Futaba sont situées sur le côté de la mécanique, de sorte que le plateau cyclique est directement relié au plateau. Le contrôleur utilisé est un Kontro-nik Jive 120 PRO HV. Le système de stabilisation est le 3SX du Demon bava-rois.

Après l'achèvement de la maquette et l'assemblage de tous les composants, le constructeur a décidé de faire le premier vol sans la carrosserie, car de nombreuses modifications, parfois drastiques, ont été apportées au fuselage. Les changements importants apportés à l'empennage horizontal, vertical, à la cellule et à la longueur de la poutre a incité à prendre cette mesure.

Mais les inquiétudes étaient infondées et le modèle, avec ses dix kilos, était comme une «planche» en l'air. De même, l'empennage et la partie supérieure du dôme n'ont pas subi de vibrations visibles. L'effet de queue était également plus que satisfaisant; une queue précise et rapide dès le début. D'après les expériences faites avec le refroidissement du moteur et du régulateur, les températures mesurées restent dans une plage normale. La raison en est le dissipateur thermique du contrôleur, qui est situé directement dans le flux d'air du ventilateur radial. Le moteur est également refroidi par ce flux d'air.

Au cours d'un autre vol d'essai, un aperçu des performances et de la résistance a été déterminé. Des choses étonnantes sont apparues ici: la turbine arrière consomme 60% de l'énergie mais pendant le vol cependant, seulement 40%. L'ampérage est constant entre 55 et 60 ampères.

Grâce à ces expériences et à ces résultats, l'étape de la peinture et de la décoration à l'échelle pouvait être abordée avec confiance.

Après avoir fixé les dernières pièces à l'échelle sur la maquette, le modèle pouvait être préparé pour les finitions. Le dessin a été copié à partir d'une vue de côté d'une photo de l'original, converti à la bonne taille et ensuite découpé sur un traceur. →

Le recouvrement et le positionnement correct de la feuille adhésive étaient une tâche complexe.

La couleur métallique gris-bleu du filet a d'abord été pulvérisée, puis, une fois la coloration terminée, elle a été entourée d'ornements métalliques argentés. Ont suivi la couleur anthracite métallique suivie par la couleur argent métallisé.

Le lettrage, les détails et l'inscription ont complété le travail de peinture avant la couche de vernis. L'inscription «Martin», qui a été appliquée lors de l'utilisation en Autriche est également reproduite. Au moment où Enrico Gianni a réalisé la documentation photographique en 2010, elle était encore jointe. Il n'était donc pas autorisé à l'omettre.

Sans le cockpit et les accessoires comme les antennes, les phares et l'éclairage, un modèle n'est qu'une semi-maquette. De même pour le cockpit, le constructeur ne l'a pas laissé au hasard. Par exemple, les pédales sont fonctionnelles. Mais aussi dans le cockpit, tous les interrupteurs et les écrans sont conçus selon le HB-ZKE original, au bon endroit et dans la bonne couleur. Toutes les lumières et tous les phares sont exactement les mêmes que l'original. Le plus remarquable est le projecteur, qui peut être pivoté ainsi que l'arrêt – sur la fonction de conduite. Les émetteurs Luxeon de la dernière génération fournissent l'effet recherché de la lumière. Mais il y a aussi de nombreux et petits détails sur l'extérieur du fuselage, par exemple, les attaches rapides DZUS®, les antennes dans toutes leurs variantes ou encore les fenêtres coulissantes de la porte du pilote.

Après l'achèvement de la maquette, le deuxième premier vol était imminent. On ne prévoyait plus de problèmes. Le poids de 11,5 kilogrammes est passé à un peu moins de douze kilogrammes après les finitions. Le poids supplémentaire de 1½ kilogrammes nécessitait une valeur de pas de plus 7° en vol stationnaire et une vitesse maximale du rotor principal d'un diamètre de 1,60 mètres à environ 1550 tr/min. Une valeur de tangage de 7° en vol stationnaire est trop élevée. Mais que faire maintenant?

Après de longues heures de calcul et de recherches, les problèmes initiaux ont pu être résolus grâce à diverses optimisations telles qu'une nouvelle tête de rotor (vissage du support de pales), un jeu de 5 pales M-Blades, un moteur de Scorpion et le réglage du réducteur.

L'interaction entre la tension de la batterie, le rapport de transmission, le régime moteur et, avec le MD-902, le flux d'air généré pour le contrôle de la queue est particulièrement important.

En quatre ans environ, Enrico Gianni a créé un modèle unique du MD-902. Des détails apparemment irréalisables ont été réalisés à 100%. Lorsqu'on lui demande s'il serait prêt à reconstruire le modèle et à assumer ces contraintes, Enrico répond positivement sans hésiter. Il y aurait une ou deux choses qui pourraient encore être ajoutées lors de la reconstruction du modèle: de petits détails omis et qui pourraient être réalisés.