La formule Mignet YVES MILLIEN

Le 8 novembre 1933 Henri Mignet fait faire au pou du HM 14 son premier vol dans le ciel de Vailly près de Soissons. Ainsi naissait, il y a maintenant plus de cinquante ans, une nouvelle formule aérodynamique. Bien que farouchement combattue par des technocrates pseudo scientifiques qui n'inventèrent jamais rien, depuis sa naissance il y a toujours eu à travers le monde des avions de Formule Mignet en vol.

Avec son de livre de sport de l'air dans lequel il donnait les plan du pou du ciel. Henri Mignet lança en 1934 un mouvement d'aviation sportive très comparable au mouvement ULM actuel. Est-ce une coïncidence si le pou du ciel 1934 a des caractéristiques qui permettraient aujourd'hui son classement en catégorie ULM ? Un des premiers ULM européens le butterfly (fig.1)

belge n'est-il pas dans la définition aérodynamique de sa voilure la pure copie du pou du ciel HM 290 dessiné par Mignet en 1946 ? Actuellement sur les mêmes bases de nombreux constructeurs amateurs réalisent des ULM dont plusieurs rejoindront dès le printemps le Visa Pou du ciel.

Les publications techniques concernant la formule Mignet étant quasi inexistantes. Nous allons tenter de définir les quelques règles qu'il faut respecter pour voler en toutes sécurité en Pou du ciel. Ceci à partir des résultats des essais en vol et en soufflerie qui ont été accumulés ces cinquante dernières années auxquels nous avons eu accès ainsi que de notre propre expérience acquise dans le réglage et les essais en vol d'un nombre appréciables de Pou du ciel.

CONVENTIONS

• COTES- Exprimées en millimètres.
• INCIDENCE.-Inclinaison de l'aile exprimée et degrés par rapport à une référence horizontale. (fig.2)

• PROFONDEUR OU CORDE.-
  Largeur de l'aile.

  .

• LIGNE DE VOL.-
  Position occupée dans l'espace par l'appareil lorsqu'il vole horizontalement sans monter ni descendre en vol de croisière.

• PROFONDEUR TOTALE-
  Distance horizontale mesurée entre l'aplomb du bord d'attaque de l'aile
  avant et le bord de fuite de l'aile arrière appareil en ligne de vol.

• ENTREPLAN HORIZONTALE-
  Distance horizontale mesurée entre l'aplomb du bord de fuite de l'aile avant et l'aplomb du bord d'attaque de l'aile arrière appareil en ligne de vol. L'entreplan horizontale est négatif si les deux ailes se recouvrent.

• ENTREPLAN VERTICALE.-
  Distance verticale mesurée entre le bord de fuite de l'aile avant et le bord d'attaque de l'aile arrière, appareil en ligne de vol.

• INTERCLINAISON-
  Différence d'incidence de l'aile avant par rapport à celle de l'aile arrière choisie comme référence. L'interinclinaison est négative lorsque l'incidence de l'aile avant, est plus petite que celle de l'aile arrière. L'interinclinaison est positive lorsque l'incidence de l'aile avant est plus grande que celle de l'aile arrière (fig.2)

• PREMIER REGIME-
  Conditions où le vol s'effectue à des vitesses et des incidences où le contrôle de l'appareil ne présente ni difficulté ni risque.

• SECOND REGIME-
  Conditions où le vol s'effectue à faible vitesse et à grande incidence au voisinage du cz maximum.

• TROISIEME REGIME-
  Ou regime décroché. Conditions de vol au dela du cz maximum

• DECROCHAGE-
  regime de vol au-dela du cz maximum où en principe l'aile a perdu tout pouvoir de sustentateur.

• CENTRE DE POUSSEE-
  intersection de la résultante aérodynamique sur la corde du profil d'aile.

• STABILITE-
  Faculté pour un pou du ciel écarté de son point d'équilibre stable d'y revenir de lui-même.

• MANOEUVRABILITE-
  C'est la possibilité en actionnant les gouvernes de contrôler tout le domaine du vol.

• CONDITIONS DE VOL
  Les avions de Formule Mignet se caractérisent par la disposition en tandem très rapproché de deux ailes. L'aile avant est à incidence variable. Articulée sur une cabane au niveau de son longeron située entre 1/5 et le 1/4 de la profondeur selon le profil utilisé. Le pilote fait varier l'incidence en déplaçant en avant ou en arrière le manche à balai assurant ainsi le contrôle en tangage, il tire pour monter et pousse pour descendre. L'aile arrière est fixeet ne comporte pas de gouverne, elle est calée à une incidence positive et participe à la sustentation. A l'arrière un gouvernail verticale commandé par le déplacement l'atéral du manche à balai assure le contrôle en lacet. En virage le contrôle en roulis est automatique, l'appareil s'incline proportionnellement au rayon du virage impulsé initialement par le gouvernail de direction etentretenue ensuite par l'aile avant. Ce système de contrôle permet de faire des virages extrêmement sérrés à très grande inclinaison sans dérapage. Un pou du ciel ne peut voler droit et incliné, si une turbulence l'incline il revient à l'horizontale automatiquement, pour l'incliner il faut virer.
  La formule Mignet ne connaît pas le décrochage au sens classique du terme.Aux grands angles de vol, moteur réduit, le pou du ciel se met en descente parachutale au troisième régime. Il reste constament sous le contrôle du pilote qui peut très bien virer dans ces conditions sans risquer la vrille, et quitter ce régime de vol à tous instant en rendant la main ou en remettant les gaz. C'est le vol stable et pilotable en régime décroché, en symetrique et en dissymétrique.
  Les conditions de vol des appariels de Formule Mignet se résume en trois points.
  
  1. Pilotage sur les trois axes avec deux commandes seulement.
  2. Stabilité en roulis automatique.
  3. Non décrochage

• REPARTITION DES PORTANCES-
  Sur un pou du ciel la charge est repartie sur les deux ailes et appliquée au centre de poussé des profils. L'idéal serait de charger de la même façon les deux ailes, mais la loi qui régit la stabilité de la formule s'y oppose. l'aile avant supporte en conséquence la part la plus importante de la charge. il également claire que la charge appliqué sur l'aile arrière varie selon le rapport des surfaces on peut charger d'avantage l'aile arrière en respectant proportionellement la charge alaire appliqué à une aile arrière plus petite. Ainsi l'experimentation a montré que pour un Pou du ciel dont l'aile arrière a une surface d'aile égale à environ 63°/. de l'aile avant ( cas des HM 14, HM 360 et HM 293) on peut appliquer 75% de la charge sur l'aile avant et donc 25% sur l'aile arrière. Sur un appareil dont l'aile arriere a une surface egale a celle de l'aile avant on peut envisager une repartition de 60% sur l'aile avant et donc 40°/. sur l'aile arrière. Naturellement ces valeurs sont des maxima et dans et dans le cas où l'on dispose d'une puissance confortable il est preferable de charger d'avantage l'aile avant. Un avion de Formule Mignet a une bonne repartition des charges en vol de croisière bin à plat sans monter ni descendre l'interclinaison négative situe entre 1 et 2 degrés. Quelle que soit la formule aèrodynamique, classique, aile volante canard ou Mignet un centrage trop arrière provoquera toujours une instabilité telle qu'en vol aux petits angle d'attaque et à vitesse élevée, la machine passera irrémédiablement sur le dos quoi que fasse le pilote. Ceci est une règle générale pour tous les aérodynes sustensés par des ailes.

• PROPORTIONS DES AILES-
  La formule Mignet s'accommode particulièrement bien des petites envergures. Pour ne pas charger exagérément l'aile avant on a donc intérêt à avoir une grande aile arrière pour pouvoir lui appliquer une part appréciable de la charge. Ceci dans les limites fixées précédemennt. Deux ailes d'égales surfaces sont parfaitement concevables. Mignet a utilisé ce rapport de surface sur son HM 16, Cosandey et Guilhabert également, sur des planeurs. L'experimentation de la formule Mignet aura vue toutes sortes de rapports de surface. Les deux extrêmes pour les ailes arrière se situant entre 45 et 100% de l'aile avant. Au-dela de 100%, nous aurions affaire à un canard ! Chaque solution a ses avantages, la grande aile avant a pour elle un plus grand allongement et une meilleur efficacité; 1 mêtre carré de surface d'aile avant porte plus de charge que 1 mêtre d'aile arrière. Deux ailes égales permette d'avoir une machine plus compacte, plus légère, ayant moins d'inertie latérale, donc un meilleur taux de roulis. Cela donne aussi des élément plus petits à construire, transporter et garer.
  Un autre avantage des grandes ailes arrières est de donner une meilleur manoeuvrabilité en tangage. Quand l'interclinaison devient positive, l'aile arrière se transforme en empennage et son couple de rappel est d'autant plus puissant que sa surface est importante.

• ENTREPLAN HORIZONTAL-
  l'experience a montré que l'écartement des ailes n'avait aucune importance sur la stabilité en tangage du pou du ciel. Ainsi, on a pu voir des Pou du Ciel ayant un entreplan négatif très important, de l'ordre de 250mm, être parfaitement stables, alors que des Pou du Ciel ayant un entreplan positif étaient parfaitement instables. Il faut se souvenir que c'est en avannçant l'aile avant, l'aile avant, donc en diminuant le recouvremennt des ailes pour reculer le centrage, que le HM 14 est devenue instable. l'ingenieur j. Mottez, qu'on doit considérer comme le théoricien de la formule Mignet, a démontré que, pour des dimensions donnés d'aile avant et arrière, la stabilité reste inchangé stabilité lorsque l'entreplan horizontale varie, si la repartition des chages sur les deux ailes est identiques. Nous avons pu le verifier en comparants la repartition des charges sur des appareils possédant des entreplans très differents et que nous avons pilotés. Par contre, un grand entreplans horizontale eloigne du centre de gravité les centres de poussée des deux ailes et donne, pour un variation d'incidence donnée, une manoevrabilité en tangage plus grand. l'écartement excessif des deux ailes a par contre un resultat désastreux sur roulis.
  Nous avons beaucoup volé sur un Pou du Ciel qui avait un entreplan horizontale égale à 60% de la corde de ses ailes et le derapage en virage etait considerable. En resumé, on peut dire qu'un entreplan horizontale compris entre 5 et 20% de la profondeur de l'aile avant est un compromis convenable pour une bonne manoeuvrabilite tangage et en roulis.

• ENTREPLAN VERTICAL-
  Les essais à la soufflerie de Chalais-Meudon du Pou du Ciel ont montré que l'entreplan vertical avait une influance négligeable sur la stabilité en tangage, on peut donc instaler son aile avant à la hauteur convenant le mieux pour l'accès à la cabine, en resspectant le debattement minimum de l'aile.
  

• DEBATTEMENT DE L'AILE-
  Le respect du debattement de l'aile avant est très important sur le Pou du Ciel. C'est la garantie d'une manoeuvrabilité en tangage sufisante dans tous le domaine de vol. Appareil en ligne de vol horizontal, l'aile a un debattement vers le bas d'au moins 12%, si on peut mettre davantage c'est encore mieux. Vers le haut, 0° est un maximum. Le debattement négatif est formellement déconseillé. Regarder sur les tableaux des profils la courbe de portance, vers-1° se trouve l'incidence de portance nulle qui vous guette, avec la chute a la verticale et le passage sur le dos si, par malheur, vous êtes centré un peu trop en arrière. rassurez-vous tous de même, un Pu du Ciel se pilote normalement avec un debattement d'aile de 3 à 4°. Si le debattement négatif doit être limité, c'est pour éviter que, dans des conditions de vol très turbulentes, le pilote en se défendant énergiquement, ne passe par inadvertance à l'incidence de portance nulle. De même, les 12° positifs sont nécessaires pour se récupérer si la turbulences met artificiellement le Pou à une incidence de vol négative. Ces 12° vous permettent aussi de voler en toute sécurité aux grands angles.

• POSITION DE L'AXE D'HELICE-
  Pour des raisons de fixation du moteur sur l'appareil, de garde d'helice, on n'est pas maître du positionnement de l'axe d'élice. Trois cas sont possibles:- L'axe de l'hélice est dans l'axe de la ligne de vol et passe par le centre de gravité, en gros tangent au-dessous de l'aile arrière; dans cette situation, son action sera probablement neutre.
• Second cas, le plus frequent: il est au-dessus du centre de gravité; dans cette position, il engendre un couple piqueur qu'il faudra contrer en lui donnant une incidence positive.
• Enfin, il est sous le centre de gravité et il engendre un couple cabreur qu'il faudra combattre en lui donnant une incidence négative.
• Il est impossible de chiffrer la valeur de ces angles, ce que nous vous indiquons c'est la tendance vers laquelle il faut aller.
• Sur un Pou d'ont l'axe d'hélice est convenablement calé, on passe de la montée plein gaz au vol en palier uniquement en réduisant les gaz, sans toucher au manche. Quand on est en vol horizontal et qu'on réduit les gaz, l'appareil doit se mettre de lui-même en pente de descente.

• PROFIL DES AILES-
  Sur les derniers Pou du du Ciel que Mignet à conçu, il a utilisé un profil à double courbure qu'il designe 3.40, qui donne, sur des machines convenablement centrées, de bon resultats. Malheureusement, on ne dispose d'aucune valeur concernant les caractéristiques théoriques de ce profil. en 1979, nous avons réactualisé un profil étudié en 1935 par le NACA, dont les caractéristiques de tangage conviennent particulièrement bien à la formule Mignet, il s'agit du NACA 2.31. Nous vous donnons les côtes et les résultats d'essais en soufflerie publiés par NACA

  A suivre...