Construction de la partie technique de mon deuxième sous marin : Le Hunley (1863)

Le choix des techniques pour la navigation de ce sous marin est le suivant :

Réalisation du caisson étanche en résine époxy, les dimensions doivent correspondre à la partie cylindrique de la coque, le volume étanche doit être réduit au maximum pour éviter un modèle trop lourd à manipuler. Les trappes de fermeture seront en polycarbonate.

Le système de ballast sera de type baxter (poche souple) et pompe.

Les sorties de commande de profondeur et de safran seront en rotation pour une meilleure étanchéité.

Le modèle aura une sécurité absente sur le premier : un "Failsaife" et pour une navigation plus réaliste il y aura un correcteur d'assiette.

Enfin, fidèle à la conception première du modélisme, un maximum d'éléments seront construits "à la maison" ou récupérés, seuls quelques équipements seront achetés (radio, servos, interrupteurs magnétiques, failsafe, correcteur d'assiette).

 

Pendant que je travaille sur le "master" de la coque, Pierre s'est proposé de travailler de son coté sur le caisson étanche, l'ensemble ayant été validé par le dessin 3D, on ne prend pas de gros risques en avançant parallèlement. Pierre est un spécialiste de la résine epoxy.

Dans un premier temps, construction du moule :

Ensuite, résinage des 4 couches de roving 160grs/M2 ce qui donne une épaisseur moyenne de 1,5 mm

Démoulage après polymérisation :

Ensuite, stratification de la plaque de fermeture, pour une bonne tenue des vis de fixation des trappes, l'épaisseur retenue est de 4mm, deux plaques de verre épais (récup d'une ancienne vitrine) servent de master, des cales de 4mm d'épaisseur réparties sur le périmètre des plaques de verre permettent une épaisseur constante. Le roving utilisé est du 360 grs/M2, il en a fallu 8 couches pour arriver à l'épaisseur souhaitée.

Suite des travaux sur le compartiment étanche : Après polymérisation de la plaque, démoulage, la surface est bien lisse et régulière des deux cotés, traçage des découpes, perçage et taraudage pour les vis de fixation des plaques de fermeture, puis découpe :

 

Découpe et perçage des trappes de fermeture en polycarbonate épaisseur 5mm, vérification " à blanc" puis collage à l'araldite :

Réalisation du joint silicone entre le caisson étanche et les trappes de fermeture...

Le travail sur le compartiment étanche continue, avec la réalisation des passe coques pour la commande des barres de plongée et la sortie de l'arbre d'hélice. Sur le premier sous marin j'avais réalisé mes passe coques avec deux morceaux de tige filetée percée, un écrou diam 8mm et un joint torique de plomberie. Je n'ai jamais eu de fuites à ce niveau, mais ce système prend pas mal de place, je me suis inspiré d'un exemple donné sur un site ami (celui d'Alain Claverie)pour réaliser le "proto" de ceux du Hunley :
En fait, c'est un seul morceau de tige filetée diam 8mm en laiton percée à 4,5mm pour un passage d'arbre de 4mm, un joint torique de plomberie, et un écrou laiton diam 8mm soudé à l'étain sur une plaque en laiton percér à 4,5mm au milieu et 4 trous diam 2,5mm pour fixer le passe coque sur la cloison avec 4 vis et écrous diam 2mm.
Quand la tige filetée est serrée elle écrase progressivement le joint torique entre la face de la plaque et son extrémité, le serrage resserre également le joint autour de l'arbre. Un goute de résine frein filet permet d'immobiliser le serrage et l'étanchéité est assurée.

Cette solution, bien qu'efficace ne produit pas une pièce avec un bel aspect, j'ai voulu essayer autre chose en fabriquant la même pièce en partant d'un barreau de laiton diam 30mm et en l'usinant dans la masse grâce à mon tour et à ma fraiseuse, de plus les plaques des deux passe coques des barres de plongée devront être le moins large possible, la place sous la plaque de fermeture du compartiment étanche étant très mesurée. Les joints toriques et la tige filetée restent identiques mais la pièce finie a bien meilleur aspect.

Suite des travaux, après positionnement "à blanc" de la transmission, il apparaît qu'il serait judicieux d'ajouter un système du genre cardan entre le groupe moteur-réducteur et l'arbre d'hélice, l'espace disponible étant mesuré à 35mm maxi, j'ai décidé d'utiliser un système du genre "flector" permettant une variation de quelques degrés et supprimant les vibrations, c'est grosso modo une rondelle en cahoutchouc inséerée entre les deux arbre, le système est basé sur la déformation de cette pièce pendant la rotation de l'arbre. Quleques photos valent plus q'une explication plus ou moins fumeuse, l'ensemble est entièrement conçu et fabriqué "à la maison":

 

Après quelques essais, le groupe moteur réduction envisagé à l'origine ne donne pas satisfaction, le moteur n'est pas assez puissant et le train d'engrenage ne "tourne pas rond", le bruit est désagéable et ne laisse pas augurer d'une longue vie... Un nouveau moteur est sélectionné, c'est moteur de lève vitre auto, il est prévu pour 12 Volts, comme le modèle sera alimenté en 7,2 Volts il ne sera pas trop sollicité, il reste néanmoins puissant et tourne assez vite. Il est malheureusement bien plus volumineux que le premier, et la place va manquer... Il est décidé de faire émigrer la pompe du ballast à l'extérieur du caisson, après l'avoir étanchéifiée.

Voici quelques photos de l'amènagement du caisson après essais et validation.

Vues en détail :

Le moteur de propulsion et son train de pignons réducteur (pignons récupérés sur une imprimante laser), la sortie de l'arbre d'hélice, le passe coque et le flector. On voit aussi le servo de commande de gouvernail avec son train de pignons. La commande fait en rotation l'étanchéité est assurée par un passe coque.

Pour éviter une ouverture/fermeture à chaque utilisation, un interrupteur magnétique a été installé, le passage d'un aimant à l'extérieur de la coque met le contact, un deuxième passage le coupe... C'est "confortable" et bien plus pratique que de sortir la partie supérieure de la coque, puis d'ouvrir un bouchon, puis de manipuler un interrupteur manuellement, puis de refermer le tout. Cet interrupteur ne pouvant passer qu'un ampère, il a été branché pour actionner un relais de 5 amp qui assure la mise sous tension de l'ensemble.

Le ballast est composé d'un baxter de 500 ml, les essais on donné une valeur de 450 ml d'eau embarquée. Le remplissage et la vidange sont assurés par la pompe vue en extérieur du caisson sur les deux premières photos de la vue générale. La commande de la pompe et l'étanchéité par presse durite sont assurés par un servo. Au neutre un galet pince la durite et empèche toute fuite du baxter, dans un sens le servo actionne un contacteur pour le remplissage et dans l'autre sens un autre contacteur commande la vidange.

La sécurité est assurée par deux contacteurs magnétiques et deux aimants qui sont collés au baxter. Quand le ballast est plein, l'aimant se rapproche du contacteur magnétique supérieur et celui-ci coupe le remplissage. Quand le ballast est vide, l'autre aimant se rapproche du contacteur magnétique inférieur et coupe la vidange.

La sécurité est assurée par un failsafe : En cas d'interruption de la réception, le failsafe actionne la vidange totale du ballast pour mettre le sous marin en surface (circuit électronique en bas de la photo). A coté du fail safe (en haut de la photo) se trouve le correcteur d'assiette qui peut etre activé ou désactivé par la radio.
Sous ces équipements, deux servos ont été installés, ils sont commandés simultanément par le même canal de la radio. Un servo actionne les barres de plongées et le deuxième fait reculer ou avancer le pack d'accus installé sur un chariot reposant sur des roulements. La modification du centre gavité permet de rendre les barres de plongée plus efficaces meme à basse vitesse.

Il encore à tester l'étanchéité du caisson (quelques doutes au niveau des joints silicone) et ne pas oublier notre ami Murphy et sa loi bien connue!!! Ensuite installer le pack d'accus définitif.

La suite bientôt ...