l'album 1 de Patrick LECLERE

Cliquez pour agrandir l'imagePatrick a réuni et continue à rassembler une documentation exceptionnelle. Après l'avoir partagée avec moi, il accepte d'en faire état dans cet album.

Selon le modèle, des réalisations facilitées grâce :
. à une animation qu'il a réalisée et qui montre bien le fonctionnement
. des croquis ou photos
. des liens vers des constructeurs
. des liens vers la source des plans
Je ne peux résister à la tentation de vous livrer une présentation rédigée par Patrick, une approche du modélisme mécanique à méditer ... Bien belle philosophie que celle-là !

du rêve à la réalité

Un rêve peut en cacher un autre


On peut considérer  deux  grandes étapes dans ma récente (1)  démarche vers le modélisme mécanique : l'extinction  d'un rêve d'enfant non réalisé puis l'engagement dans le modélisme mécanique. Un rêve peut en cacher un autre. Je suis chanceux car  mes « rêves-désirs » ne sont ni des fantasmes, ni des utopies, ni des refuges. Ils m'ont servi et me servent de dynamique pour m'enraciner encore plus  dans le monde réel. Le modélisme mécanique en fait partie.
(1) cela a démarré vers 2007

Le faux collectionneur


Voilà la première étape de mon chemin. Celle où je souhaite monter une collection de machines à vapeur, donnant suite à une « rêve-désir » d'enfant. J'ai assez vite compris que je n'avais pas un tempérament de collectionneur, je n'avais d'ailleurs pas non plus les moyens de mes envies. C'était autre chose qui motivait le rêve.
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J'ai vite vu que les petits jouets ne m'intéressaient pas, mon intérêt s'orientait vers les modèles mécaniques de taille plus conséquente.

J'aime les belles pièces de mécaniques pour leur beauté fonctionnelle et leur ingéniosité technique et non pour leur rareté.  Mais là aussi j'ai compris que cela n'était pas raisonnable, les budgets auraient atteint des sommets.
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Comme je cherchais un loisir pour la retraite ... qui arrivera un jour... j'ai pensé, pourquoi pas les fabriquer, ces petits joyaux mécaniques? J'ignorai dans quelle aventure je m'embarquai.
Selon ma tendance irrépressible de boulimie de savoir et de connaissances, j'ai commencé à récupérer tout ce qui avait trait au modélisme mécanique. Cela a duré une bonne année jusqu'à arriver à un questionnement fondamental : est-ce que je voulais être archiviste technique ou bien faire de la mécanique ? Finalement je me suis décidé à franchir le pas et à investir dans des petites machines outil d'établi. Coup du hasard l'association Vapeur45  organisait un stage d'initiation à la mécanique.  Cela m'a mis le pied à l'étrier et d'erreurs en erreurs, de petits succès en grandes satisfactions, de conseils en or en conseils foireux j'ai avancé.

Ce cheminement est résumé dans les quelques lignes et quelques images qui suivent. J'ai rendu l'histoire linéaire pour ne pas éreinter le lecteur, mais il y a a eu des aller et retour entre différents mini projets ; des moments de lassitude, des moments de désintérêt total, des moments d'excitation ; peu à peu le tracé du parcours s'est affiné. 
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Je me suis éloigné du ferroviaire à cause de la contrainte réseau bien que je trouve certaines locomotives en 5'' ou 7''1/4 de purs joyaux.
Les tracteurs à vapeur anglais à l'échelle 2'' ou 3'' sont magnifiques aussi, mais  trop complexes à usiner avec en plus énormément de chaudronnerie.
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L'outillage



Assez curieusement je me suis mis à prendre plaisir à réaliser de l'outillage et je comprends  mieux les modélistes et les mécaniciens qui passent beaucoup de temps à cela. 
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Les moteurs

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Je ne suis pas non plus un intégriste de la vapeur pour la vapeur, d'autant que la réalisation des chaudières me rebute. Mais les moteurs à combustion interne c'est pas du gâteau même en mono-cylindre.


Finalement la réalisation de petits moteurs me convient assez, mais en ce monde  « rien ne dure toujours » alors il y aura certainement une évolution. Dans quel sens cela m'importe peu. 

Le détour par l'utilisation de fonderies


Cela me chatouillait depuis longtemps. J'ai voulu essayer d'utiliser des fonderies pour réaliser un petit atelier à l'échelle 1/12ème (échelle des maisons de poupée).
Cela tient presque de l'horlogerie et j'ai passé énormément de temps à fabriquer de petits gabarits et de petits mannequins de maintien pour usiner les pièces. Ce fut vraiment difficile et le résultat est tout juste acceptable. Lorsqu'on se spécialise dans les petites échelles ( ce n'est pas ma tendance naturelle), il faut vraiment mettre au point tout l'outillage et disposer de machines outils bien adaptées. Cependant la connaissance acquise  a été immédiatement réinvestie dans les projets qui ont suivi. C'est cela aussi qui est très riche d'enseignement dans ce loisir. Lorsqu'on en fait pas une affaire  d'égo (orgueil, déception,...) , on s'aperçoit que les succès comme les demi succès ou les ratages francs et massifs sont pleins d'enseignements : non seulement en termes techniques, mais aussi en termes de comportement et de connaissance de soi. Comme on ne dépend de personne et que l'on est pour l'essentiel responsable du résultat, pas d'alibi, pas d'excuses, pas de rejet de responsabilité! On se voit tel que l'on est !
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transmission Scotch yoke

Cliquez pour agrandir l'imageLa transmission Scotch Yoke est un mécanisme qui convertit, comme le système bielle manivelle, un mouvement linéaire en mouvement de rotation. Les origines  de l'invention n'ont pas été clairement identifiés. Le piston, ou tout autre pièce en translation alternée (aller-retour), est attachée directement à la glissière conformément au dessin ci-contre. Le joug rainuré  (yoke)  entraîne un maneton.

Par rapport au système bielle manivelle les avantages sont nombreux :
. possibilité d'avoir un couple élevé grâce à la course possible. Un moteur de petite cylindrée délivrera ainsi beaucoup de couple.
. très peu de pièces en mouvement
. le mouvement linéaire, par exemple piston, est strictement sinusoïdal. Cela signifie que le piston passe plus de temps aux abords du point mort haut et du point mort bas. C'est très favorable pour les moteurs à combustion interne

Un handicap cependant, il faut une étude soignée de la glissière pour en limiter l'usure.

Assez curieusement ce dispositif n'a jamais connu de succès sur les moteurs, en particulier à combustion interne. Le seul développement réel a été celui du moteur Bourke vers 1920.
On voit de loin en loin un certain regain d'intérêt de la part de petits organismes de recherche pour le développement du concept Bourke..
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Ce type de transmission a par contre été utilisé sur les machines-outil, dont les étaux limeurs.
Aujourd'hui il est utilisé pour le contrôle et le positionnement de vannes où le couple de fermeture/ouverture est très élevé (pipeline, gaz à haute pression).
Son utilisation est assez développée dans les pompes et compresseurs alternatifs.
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Le projet

J'avais envie d'expérimenter un peu sur un projet court. Je suis parti comme base du moteur d'Elmer Verburg « Scotty » .
http://www.john-tom.com/ElmersEngines/08_scotty.pdf

Le Scotch Yoke s'accommode très bien des bi-cylindres horizontaux comme en témoigne cette belle  réalisation. 
Cliquez pour agrandir l'imageCi-contre, la distribution est assurée par deux excentriques et deux tiroirs cylindriques.

Finalement j'ai opté par souci de simplification pour une distribution par lumière sur l'arbre et un échappement Uniflow, appelé en français équicourant.
La vapeur circule toujours dans le même sens : de la lumière d'admission (au point mort haut du piston)  vers la lumière d'échappement (au point mort bas du piston).
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Ci-dessus un moteur double effet à écoulement Uniflow avec admission et échappement par soupapes.
Ce type d'écoulement vapeur a été beaucoup utilisé sur des moteurs vapeur rapides en général à simple effet, par exemple dans les stations de production d'électricité.

du projet à la réalisation

Le projet est illustré ci dessous .

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La coupe du bloc support suffit à expliquer la distribution vapeur.


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la réalisation de Patrick

L'usinage des pièces n'a rien de compliqué et elles sont peu nombreuses.

Le système est facile à usiner et facile à régler. Le problème n'est pas le glissement yoke-maneton comme je le pensais avant de démarrer le projet . Un jeu de 1/10  donne un glissement (laiton-acier) impeccable. Le problème est plutôt le guidage d'appui vertical du "yoke" sur le volant de maneton qui lui aussi doit être monté avec un jeu de 1/10ème. Or j'ai remarqué qu'il faut être très soigneux pour avoir un jeu de coulissement de l'axe très réduit. De la même manière, l'équipage mobile et son alignement avec l'axe des cylindres ne souffre aucun à peu près.  J'ai percé les trous de fixation des vis sur le bâti 2/10 ème au-dessus de la cote pour permettre l'ajustement de cette cinématique. Cela a parfaitement fonctionné.

Après essai à l'air comprimé le fonctionnement du moteur n'est pas très satisfaisant.
Comme pour beaucoup de systèmes à distribution axiale, il y a des fuites. Jeu minimal = trop de frottements le moteur ne démarre pas, jeu plus important = des fuites. Je n'ai pas trouvé la martingale gagnante.

Les distributions axiales sont difficiles à mettre au point. Sur ce petit prototype l'angle d'ouverture est apparemment trop important et le calage final laisse à désirer.
Tout cela fait que le moteur ne fonctionne pas en dessous de 5 bars en air comprimé et plutôt bien et vite au delà.

Petite découverte : le fonctionnement en Uniflow  est difficile à  comprendre (taille et emplacement de l'évent d'échappement). Cela est peut-être dû au facteur d'échelle sur ces modèles réduits. Toujours est-il, que parfois il se forme un by-pass direct entre l'admission et l'échappement du piston provoquant l'arrêt immédiat du moteur, l'air comprimé s'échappant alors en continu. Cela signifie que l'admission devrait être coupée beaucoup plus tôt. Ce dysfonctionnement est la  conséquence certaine d'un angle d'admission trop grand pour ce type d'échappement.
Je m'arrête là pour ce moteur. Je pense qu'il vaut mieux avoir une distribution plus classique par excentrique et piston. Pour le fonctionnement en Uniflow il faudra peut-être regarder du côté des moteurs de compétition utilisés il y a bien longtemps sur les hydroplanes.

(Nota : j'avais oublié lors du tracé que les cylindres étaient symétriques, ce qui me vaut un échappement vers le haut et un autre vers le bas... )

Les plans d'un moteur similaire sont disponibles en format Pdf en cliquant sur l'image (origine Web inconnue).

moteur à distributeur rotatif sur le vilebrequin


Un premier document qui concerne l'OPEN COLUMN WITH REVERSE
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les plans sont disponibles sur le site :http://www.john-tom.com/html/ElmersEngines.html
aller à Elmer's Engines 3
ou directement sur ce lien pour le téléchargement des plans :
http://www.john-tom.com/ElmersEngines/03_openColumnRev.pdf
lefonctionnement du distributeur

un oscillant de haute précision

Le V4  Wobbler  inspired by Jan Gunnarson's V4 de Elmer Verburg
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les plans sont disponibles sur le site :http://www.john-tom.com/html/ElmersEngines.html
aller à Elmer's Engines 27
ou directement sur ce lien pour le téléchargement des plans :
http://www.john-tom.com/ElmersEngines/27_V4wobbler.pdf
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Une photo de ce magnifique oscillant extraite du forum suivant où on peut en trouver d'autres qui aideront à l'usinage :

http://www.homemodelenginemachinist.com/index.php?topic=15287.0
et une autre, celle du moteur de Jan Gunnarson.

> Deux manières de solutionner le montage des cylindres : en haut, sur le plan de Elmer, les cylindres sont plaqués de l'intérieur ; en bas, les cylindres sont plaqués classiquement par ressort sur le pivot.
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le moteur avec sa pompe en action, une animation de Patrick

les dossiers établis par Patrick 

les dossiers qui suivent sont disponibles dans la page des téléchargements: cliquer sur le gif  ou sur les photos des albums pour y accéder directement.

"Quelques mots sur le modélisme mécanique"

La brasure à l'argent

Filetage aux repères

Petite équerre de précision tournée

Les outils de tour

introduction à la distribution axiale

un fichier en format PDF dans l'album : Généralités sur la distribution rotative

la spirale d'Archimède

ou une façon d'obtenir la surchauffe sur les chaudières verticales ...
fichier PDF à télécharger

un tableur pour calculer une spirale d'Archimède

fichier ODS que l'on peut copier

Evaluation des performances des chaudières en modélisme

un fichier PDF à télécharger :
. le bilan thermodynamique
. les données
les forets hélicoïdaux :
on s'en sert journellement mais on sait bien peu de choses sur ces outils indispensables, une lacune comblée désormais !
Les plans refaits de l'Etheromane de Gems Suzor : plans corrigés en deux fichiers pour les amateurs de petite mécanique ...
dimensionnement d'une chaudière

ou comment partir de son moteur pour concevoir la chaudière et le brûleur

un dossier sur l'étamage
ou comment faire pour ne pas se rater ...
comprendre, utiliser et fabriquer un joint OLDHAM
un dossier Pdf et un dossier de plans
les pompes à engrenages
un fichier Pdf et un fichier de plans
un montage
pour l'usinage des têtes de bielle et des rainures circulaires
. un fichier Pdf avec les plans
On utilise souvent des joints toriques sans toujours bien les connaître ...

Un étude de Patrick va combler cette lacune avec ce fichier à télécharger en cliquant sur le croquis.
Régleur de tour
Tout sur le Teflon

un dossier sur les moteurs à balanciers latéraux


avec, en fin de document des plans pour réaliser la machine en fonctionnement sur la vidéo de gauche.
Un dossier et des plans pour ce table-engine :
documentation et plans en métrique inspirés du moteur 29 - mine engine d'Elmer Verburg

un dossier sur les moteurs oscillants

suivi de l'étude approfondie d'un moteur d'atelier dont il a tiré une liasse de plans.

dossier "sifflets" :

documentation et plan.


Ce dossier est accompagné d'un tableur pour vos recherches personnelles.


dossier les camions à vapeur

pour construire "a donkey engine" : une mule à vapeur

documentation


plans chaudière et accessoires


moteur et accessoires


croquis d'ensemble


les plans du HUKLA HULA

moteur oscillant en étoile.
"Voici un moteur intéressant à construire et destiné à alimenter la conversation et les commentaires. C'est une étape utile pour se mettre à rationaliser la production en petite série et apprendre à utiliser un plateau tournant. Pour un usage vapeur sur modèle, un 3 cylindres serait à mon avis tout aussi efficace et plus rapide à construire.
Le design original est dû au modéliste américain Philippe Duclos. Les moteurs en étoile sont difficiles à concevoir et à mettre au point car chaque piston a des points morts décalés par rapport à son voisin. Le tour de force de Ph. Duclos est d'avoir décalé les cylindres pour que toutes les pièces sur les six cylindres soient identiques. La distribution de points morts semble assez homogène. Il a su aussi trouver de bons compromis pour que les composants ne soient pas trop complexes à usiner.
Le nom Hula-Hula vient d'une danse hawaïenne en vogue à son époque, danse dans laquelle les danseuses "frétillaient" rapidement et vigoureusement du bassin...tout un programme. "


les plans d'un TWIN POPPET

dossier pdf avec documentation et plans en cotes métriques inspirés du Elmer 13
que l'on trouvera
dans la page 2 des téléchargements
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les moteurs uniflow

Etude sur les moteurs "Uniflow" suivie des plans en métrique du ELMER48.
UNIFLOW à soupape de décharge
étude et plans

autres plans en métrique

Etude sur les treuils et plans en métrique de celui d'une grue LBSC
inverseur à piston
drake square piston**
grue Tubal Cain
documentation
grue Tubal Cain
plans

moteur "Hit and Miss"

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Moteur atmosphérique de Otto Langen

étude et plans
documentation
Moteur Dake
étude et plans

documentation diverse

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les carrières d'ardoise et les engins qu'on y utilisés : "Slate Quarry De WINTON"

documentation

des outils ... 

Patrick a mis au point quelques tableurs qui évitent bien des calculs, les voici. Pour s'en servir, il suffira de sa rendre dans l'album où ils sont rangés ; cliquer sur l'image pour y accéder
tableur pour la conversion des mesures anglaises
tableur pour la détermination des lumières sur un distributeur rotatif sur le vilebrequin
 
tableur pour le calcul de la démultiplication à appliquer à une pompe d'alimentation

Il faut aussi être conscient qu'il s'agit d'une approche théorique valable pour une pression constante. En fait c'est le rapport (masse volumique de la vapeur)/(masse volumique eau) qui domine l'affaire.
Comme la masse volumique de l'eau varie peu car sa température va peu varier, la variable qui pilote c'est finalement la masse volumique de la vapeur donc la pression.
Je me suis amusé à faire une feuille de calcul pour dimensionner une pompe alimentaire avec le logiciel issu de ce site :
http://www.x-eng.com/
Pour accéder au fichier ODS que l'on peut copier, il faudra activer les macros.

tableur pour établir le bilan thermique d'une chaudière : il suffit pour cela d'avoir une balance de précision ...

Tableur ODS que l'on peut copier en se rendant dans la page des téléchargements (documentation)

un frein à air

pour limiter la vitesse d'un moteur tournant à vide
mais aussi pour apprécier sa puissance.

Construction d'un modèle dans cet
album
le frein à air
tableur

des trucs

dont celui-ci qu'on connaît mais auquel on ne pense pas toujours !

"Pour couper à longueur un boulon ou l'usiner au tour,il suffit d'un trait de scie sur un écrou et de serrer. Rien ne bouge. A partir  du M10, il faut commencer à serrer dur , ce qui est facile à l'étau mais moins au 3 mors.

La fente peut se faire sur la fraiseuse avec une fraise scie surtout pour les petits écrous, sinon à la scie à métaux.


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oscillant sans ressorts

Voilà qui sort de l'ordinaire ... Fin du mystère !
Cliquez pour agrandir l'imageTiens encore un bi-cylindre oscillant ....
Oh, mais où sont les ressorts pour maintenir les cylindres ? Peut-être de l'autre côté...
Cliquez pour agrandir l'imageBen non, ça alors. Ah oui à l'intérieur de la colonne ? Perdu !

En fait y en a pas. J'utilise des Supermagnet (aimants au néodyme bore).
http://www.supermagnete.fr/magnets.php?group=discs_small
Cliquez pour agrandir l'imageLe jeu  d'entrefer doit être faible de 0,1 à 0,2 mm car la force d'attraction diminue à l'inverse du carré de la distance des centres des aimants . Si les pivots sont en acier il n'est pas nécessaire de coller les aimants dans leur logement. 
Cliquez pour agrandir l'imageOn trouve des Supermagnet aussi petits que 1mm de diamètre. Un seul aimant de D=4mm et e=4mm a un force de placage de 500g environ.
Le moteur fonctionne bien entre 1,5 et 6 bars.

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Il est basé sur l'Elmer n°2 sur lequel j'ai apporté quelques modifications.
L'idée est venue de la lecture d'une réalisation sur le forum Home Model Engine Machinist (HMEM), d'un V4 oscillant réalisé par Ken IRWIN.

comment fabriquer des courroies plates

le meilleur du Web

Le meilleur du Web grâce aux lectures de Patrick ...
Cliquez pour agrandir l'imageRudy's model Steam Tractor de Rudy Kouloupt

26 pages à consommer sans réserves et un tas de tucs à enregistrer :
http://www.homemodelenginemachinist.com/index.php?topic=4335.0
Cliquez pour agrandir l'imageToute la démarche pour construire cette magnifique chaudière : Scotch Marine Boiler sur ce forum incontournable :


http://www.homemodelenginemachinist.com/index.php?topic=9553.0
Cliquez pour agrandir l'imageConstruction d'un brûleur céramique: une technique simple pour un résultat apparemment surprenant ...

http://modelsteam.myfreeforum.org/archive/making-a-ceramic-burner-for-a-center-flue-boiler_o_t__t_38856.html


Cliquez pour agrandir l'image24 pages de lecture pour la construction et l'équipement de cette chaloupe : la barrière de la langue n'est pas un problème tant les photos sont nombreuses.

http://www.modelenginemaker.com/index.php?topic=2851.0

un moteur diesel bi-cylindre

Certes ce n'est pas de la vapeur mais les amateurs de petite mécanique sont de plus en plus nombreux.

Patrick a déniché ce magnifique moteur construit par Gail GRAHAM.
En allant sur ce lien :
http://www.homemodelenginemachinist.com/f31/lobo-pup-twin-1-6-cc-diesel-5207/
on trouvera toute la construction mais aussi les plans ( 8 pages) qui sont offerts en téléchargement.

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une cintreuse

D'inspiration anglaise, voici une cintreuse vraiment pratiqua avec des plans re-dessinés par Patrick
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Pour avoir la totalité de ces plans, cliquez sur l'image précédente.

Pour suivre pas à pas la construction, rendez-vous chez nos amis Anglais sur cette page :
http://www.homemodelenginemachinist.com/f13/wire-tube-bender-16140/

lien sur l'usinage

Je suis abonné à la chaîne de Myfordboy qui recèle des trésors. Sa série sur les petits moteurs est vraiment bien. Les vidéos sont courtes et très didactiques.
https://www.youtube.com/user/myfordboy/videos

fabrication de faux boulons 6 pans

Cliquez pour agrandir l'imageUne astuce pour fabriquer occasionnellement de faux boulons 6 pans dans le cas d'une rénovation
http://www.homemodelenginemachinist.com/showthread.php?t=23647

Pour de la série et de la précision il faut un diviseur ou un porte pince 6 pans (voir photo)

Dans le même ordre d'idées, une autre astuce pour fabriquer de faux écrous minuscules est de prendre une clé Allen 6 pans mâle, couper la partie droite, la chauffer pour la détremper, la percer au tour et la découper "en rondelles" à la demande.

Si vous voulez contacter Patrick
c'est ici
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pour dessiner et réaliser un volant

un lien déniché par Patrick :
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à propos des soupapes


http://www.wreck.fr/guilcher/chap02.pdf
les ouvrages dispos sur le site
http://www.wreck.fr/dico_annu.htm

des études et des recherches sur la vaporisation instantanée

Ces documents sont également disponibles au bas de cet
album

YATES FLASH STEAM : une re-compilation 

... à partir de l'ouvrage  de Yates (Model making), sur le flash steam.
C'est de la vulgarisation typique des années 1920.

Voici l'adresse de l'ouvrage complet
https://archive.org/details/modelmakinginclu01yate


Pour télécharger, il suffit de cliquer sur la photo.

un dossier qui fait le point sur ses recherches

à lire avant d'aborder cette discipline.

La photo qui en est extraite correspond à la vision que l'on se fait généralement du Flash steam !

un tableur

offert par Patrick Leclere pour ceux qui veulent se lancer ...

Ne pas oublier d'activer les macros pour pouvoir l'utiliser !
et un autre ...

un mémo sur les turbines

34 pages à lire et à télécharger ...

et un tableur

pour l'accompagner ...
Cliquez pour agrandir l'image

Le SAVANNH est équipé d'une turbine dont on trouvera les plans dans la page des téléchargements de Patrick :

téléchargements 2

pompe radiale

pour la vaporisation instantanée :
une étude, des plans ...

les moteurs pour la vaporisation Flash

un dossier et les plans du 20 B de Gems SUZOR

un dossier et les plans du 45 B de Gems Suzor

ou avec le GEMINI de Westbury

dont voici la pompe

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Copyright (C) 2008-2018 Tous droits réservés.albums mis à jour le : jeudi 13 décembre 2018