Quelle fixation pour un drone professionnel ? Les exigences des fixations aéronautiques

Contrairement aux aéronefs traditionnels, les drones multirotors sont soumis à des vibrations constantes. En cause : la rotation rapide des hélices et des moteurs électriques.

Ces vibrations, parfois imperceptibles à l’œil nu, exercent pourtant des contraintes répétées sur l’ensemble des assemblages mécaniques. Or, sans fixations adaptées, plusieurs problèmes peuvent survenir :

• Les vis peuvent se desserrer progressivement.
• Les composants s’usent plus vite que prévu.
• Ou le matériau peut finir par fatiguer et casser.

Pour les drones utilisés dans la défense, où la fiabilité doit être totale, on utilise des fixations aéronautiques spécifiques. Leur forme, leur composition et leur traitement de surface sont étudiés pour ne pas bouger, même après des milliers d’heures de vol.

Pré-enduction frein-filet : limiter le desserrage des vis sous vibrations

Dans ce contexte, la pré-enduction frein-filet constitue une solution particulièrement adaptée aux assemblages soumis aux vibrations. Le frein-filet est appliqué directement sur le filetage de la vis avant montage, de manière régulière et maîtrisée. La fixation arrive ainsi prête à l’emploi et ne nécessite pas d’application manuelle au moment de l’assemblage.

Cette solution permet de limiter le desserrage des vis dans le temps, tout en garantissant une meilleure répétabilité en production. FDI Fixations travaille notamment avec les solutions LOCTITE®, marque de référence dans ce domaine. Le LOCTITE® DRI 2045™ (gamme Dri-Loc) est fréquemment utilisé pour les fixations métalliques exposées à des sollicitations vibratoires, notamment dans les environnements aéronautiques et défense.

Ce qu’il faut comprendre, c’est que tous les points d’assemblage d’un drone ne subissent pas la même pression. En effet, certaines parties sont particulièrement exposées et demandent une attention particulière car elles supportent l’essentiel des efforts mécaniques. C’est notamment le cas pour :

1- L’ancrage des bras et de la structure principale

Ce sont les bras du drone qui tiennent les moteurs et encaissent directement toute la puissance de la propulsion. Ainsi, les vis et fixations utilisées ici doivent être assez solides pour supporter plusieurs choses en même temps : 

• la traction ; 
• le cisaillement ; 
• les vibrations constantes ;
• et les chocs au moment de l'atterrissage.

Or, si une fixation lâche à ce niveau, le drone perd sa stabilité ou peut même s'écraser… 

L’avis FDI : Nous recommandons des vis à haute résistance mécanique pour assurer la liaison entre les bras, le châssis et les éléments porteurs.

2- L’assemblage du fuselage

Quant au fuselage, il accueille généralement les composants les plus sensibles :

• les batteries ;
• les systèmes de communication ;
• les caméras ;
• les capteurs ;
• ou les équipements électroniques embarqués.

Retenez que les fixations doivent rendre l’ensemble bien rigide, mais elles doivent aussi limiter la transmission des vibrations pour ne pas perturber les instruments de bord. C’est d’autant plus important pour les drones de surveillance ou militaires où la précision des images et des données dépend directement de la qualité de cet assemblage !

3- Les systèmes embarqués et équipements spécifiques

Enfin, certains drones transportent des charges utiles particulièrement coûteuses ou sensibles : caméras thermiques, capteurs LiDAR, antennes ou équipements optiques, par exemple. 

Or, ces outils demandent un maintien parfait. Le choix de la visserie devient alors une question de performance : il faut que rien ne bouge malgré les secousses et les changements d’environnement !

Dans l'aéronautique, et particulièrement pour les drones, chaque gramme compte. Si les fixations sont trop lourdes, le drone volera moins longtemps et pourra transporter moins de matériel. Mais, a contrario, si elles sont trop fragiles, c’est la sécurité qui est en jeu… Voici les matériaux que nous vous préconisons.

Le titane : la référence pour les applications critiques

Le titane est largement utilisé dans l’aéronautique pour son excellent rapport poids/résistance.

Plus léger que l’acier, il permet malgré tout de conserver des performances mécaniques élevées… mais aussi de réduire la masse globale du drone sans compromettre la solidité de la structure.

• La visserie titane permet également :
• une excellente résistance à la fatigue ;
• une très bonne tenue à la corrosion ;

L’aluminium 7075 : légèreté et performance

Autre matériau plébiscité dans le domaine : l’aluminium 7075. Il s’agit même de l’un des alliages les plus utilisés dans la fabrication des structures aéronautiques.

Ses avantages : 

• un résistance mécanique élevée ;
• et une faible densité, pour des assemblages légers et performants à la fois.

Bon à savoir : L’aluminium 7075 est fréquemment utilisé pour les composants structurels, mais aussi pour certaines fixations spécifiques destinées à réduire le poids total de l’appareil.

L’acier inoxydable : robustesse et durabilité

Enfin, l’inox est une solution incontournable lorsque les contraintes de corrosion sont importantes. Car grâce à sa résistance naturelle aux environnements humides ou agressifs, la visserie inoxydable garantit une excellente longévité des assemblages.

En résumé, le choix entre titane, aluminium ou inox se fait selon les priorités : le poids, la solidité nécessaire, le lieu d’utilisation ou le budget.

Les fixations ne doivent pas seulement être solides, elles doivent aussi tenir le coup dans n’importe quelle situation réelle.

Résister aux variations thermiques

Un drone peut subir de gros écarts de température pendant un vol, notamment à cause de l’altitude et des conditions climatiques.

Ainsi, certaines fixations peuvent subir :

• des cycles de dilatation et de contraction ;
• des pertes de précharge ;
• ou des modifications de comportement mécanique.

Par conséquent, chez FDI Fixation, nous vous recommandons de choisir des alliages stables, qui gardent leurs propriétés même quand il fait très froid ou très chaud.

L’importance de l’aérodynamisme

Parce que dans un drone, chaque micro-détail peut influencer les performances de vol, les fabricants privilégient souvent des fixations à tête réduite ou à profil affleurant. Concrètement, cela permet : 

• de limiter les perturbations aérodynamiques ;
• de réduire la traînée ;
• et d’optimiser le rendement énergétique de l’appareil.

Précisons que cette recherche d’optimisation concerne surtout les drones à longue endurance ou les appareils destinés aux missions de reconnaissance.

Voici un tableau récapitulatif des principales contraintes rencontrées sur les drones professionnels et des solutions de fixation que nous vous recommandons.

Vous l’aurez compris, choisir une fixation pour un drone professionnel ne se résume pas à sélectionner une simple vis !

Résistance aux vibrations, tenue mécanique, légèreté, stabilité thermique et durabilité sont autant de critères qui doivent être pris en compte dès la conception de l’appareil.

Le choix des matériaux (titane, aluminium 7075 ou inox), ainsi que la qualité de fabrication des fixations, sont d’une importance capitale pour la fiabilité globale du drone.

Depuis plus de 20 ans, chez FDI Fixations, nous accompagnons les acteurs de l’aéronautique, de la défense et des industries de pointe dans le choix de leurs solutions de fixation critiques. Forts de notre expertise technique et de notre parfaite connaissance des environnements exigeants, nous proposons des fixations adaptées à chaque cas.

Vous recherchez une solution de fixation fiable pour un drone professionnel ou militaire ? Pour bénéficier d’un accompagnement technique sur mesure : 

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