Histoire des avions à propulsion humaine - History of human-powered aircraft

Avion à propulsion humaine MIT Light Eagle, prédécesseur de l' avion MIT Daedalus

Les HPA sont des aéronefs appartenant à la classe de véhicules connus sous le nom de véhicules à propulsion humaine . Les premières tentatives de vol à propulsion humaine ont échoué en raison de la difficulté d'atteindre le rapport puissance/poids élevé . Les prototypes utilisaient souvent des principes d' ornithoptères qui étaient non seulement trop lourds pour répondre à cette exigence, mais également insatisfaisants sur le plan aérodynamique.

Des aéronefs à propulsion humaine ont été pilotés avec succès sur des distances considérables. Cependant, ils sont encore principalement construits comme des défis d'ingénierie plutôt qu'à des fins récréatives ou utilitaires.

Premiers essais

En 1904, Scientific American a publié un article et une photographie d'un vélo-avion construit par Steward Winslow de Riparia , Washington . Il a tenté de faire voler son avion le 30 juillet 1904, mais l'une des roues a échoué.

Un des premiers avions à propulsion humaine était le Gerhardt Cycleplane , développé par W. Frederick Gerhardt à McCook Field à Dayton, Ohio en 1923. L'avion avait sept ailes empilées à près de 15 pieds (4,6 m) de haut. Le pilote a pédalé un engrenage de bicyclette qui a fait tourner l'hélice. Lors des premiers tests, l'engin a été remorqué dans les airs par une automobile et libéré. Avec Gerhardt comme pilote, le Cycleplane a pu maintenir un vol stable et en palier pendant de courtes durées. Son seul décollage à propulsion humaine était un court saut de 20 pieds (6,1 m) avec l'engin s'élevant de 2 pieds (0,6 m).

L'avion à propulsion humaine de Zaschka , Berlin 1934

En 1934, Engelbert Zaschka d'Allemagne acheva un gros avion à propulsion humaine, le Zaschka Human-Power Aircraft . Le 11 juillet 1934, le Zaschka-HPA effectue un vol d'environ 20 mètres sur l' aéroport de Berlin Tempelhof ; le HPA a décollé sans assistance au décollage .

Un engin appelé HV-1 Mufli ( de ) ( Muskelkraft-Flugzeug ) construit par Helmut Hässler et Franz Villinger ( de ) effectua son premier vol le 30 août 1935 : une distance de 235 mètres à Halle an der Saale . 120 vols ont été effectués, le plus long mesurant 712 mètres en 1937. Cependant, il a été lancé à l'aide d'un câble tendu et n'était donc pas strictement à propulsion humaine.

En mars 1937, une équipe d' Enea Bossi (concepteur), Vittorio Bonomi (constructeur) et Emilio Casco (pilote) relève un défi lancé par le gouvernement italien pour un vol d'un kilomètre à l'aide de leur Pedaliante . L'avion a apparemment parcouru de courtes distances à pleine puissance humaine, mais les distances n'étaient pas suffisamment importantes pour remporter le prix du concours. De plus, il y a eu beaucoup de controverse quant à savoir s'il a jamais décollé sous la seule puissance du pédalier du pilote, en particulier parce qu'il n'y a aucune trace d'observation officielle de l'avoir fait. Certains arguments pour et contre la validité de la prétention de Bossi à l'avoir fait sont présentés par Sherwin (1976). À l'époque, les vols entièrement propulsés par l'homme étaient considérés comme le résultat de la force et de l'endurance considérables du pilote; et finalement impossible à atteindre par un humain typique. Comme pour le HV-1 Mufli , des tentatives supplémentaires ont donc été effectuées à l'aide d'un système de catapulte. En étant catapulté à une hauteur de 9 mètres (30 pieds), l'avion a atteint l'exigence de distance de 1 kilomètre (0,62 mi) mais s'est vu refuser le prix en raison de la méthode de lancement.

Premiers vols

SUMPAC : Le premier avion à propulsion humaine à succès

Le premier décollage et atterrissage officiellement authentifiés d'un avion à propulsion humaine (un capable de décollages motorisés, contrairement à un planeur ) a été effectué le 9 novembre 1961 par Derek Piggott dans l' avion à propulsion humaine de l' Université de Southampton ( SUMPAC ) à Lasham Aérodrome . Le meilleur vol sur 40 tentatives était de 650 mètres. Le SUMPAC a été substantiellement reconstruit par l' Imperial College avec un nouveau système de transmission, mais a été endommagé de manière irréparable en novembre 1965.

Le Hatfield Puffin effectua son premier vol le 16 novembre 1961, une semaine après le SUMPAC. Le Hatfield Man Powered Aircraft Club était formé d'employés de de Havilland Aircraft Company et avait accès au soutien de l'entreprise. Finalement, sa meilleure distance était de 908 mètres (993 yd). John Wimpenny a déclaré qu'il était très satisfait de la performance du Puffin, qui s'est très bien comporté pendant le vol. Son record a tenu 10 ans.

Puffin 2 était un nouveau fuselage et une nouvelle aile autour de la transmission récupérée du Puffin d'origine. Il vole le 27 août 1965 et effectue plusieurs vols sur un demi-mile, dont une montée à 5,2 mètres. Après que Puffin 2 a été endommagé, il a été remis à l'Université de Liverpool qui l'a utilisé pour construire le Liverpuffin .

Après cette date, plusieurs avions moins réussis volèrent, jusqu'en 1972, lorsque le Jupiter du Woodford Essex Aircraft Group , conçu et construit par Chris Roper, piloté par John Potter vola à 1 070 mètres et 1 239 mètres en juin 1972. En raison de la mauvaise santé de Roper, le projet fut plus tard continué à RAF Halton - Potter était un officier en service de la Royal Air Force (RAF) à l'époque. Au début de 1977, un avion japonais Stork a effectué les trois quarts du parcours en huit avant d'écraser un bout d'aile.

Groupe de vol à propulsion humaine de la Royal Aeronautical Society

Le "Man Powered Aircraft Group" de la Royal Aeronautical Society a été formé en 1959 par les membres du Man Powered Group du College of Aeronautics de Cranfield lorsqu'ils ont été invités à rejoindre la Société. Son titre a été changé de « Homme » à « Humain » en 1988 en raison des nombreux vols réussis effectués par des femmes pilotes.

Sous les auspices de la Société, en 1959, l'industriel Henry Kremer a offert les premiers prix Kremer de 5 000 £ pour le premier avion à propulsion humaine à effectuer un parcours en huit autour de deux balises distantes d'un demi-mile. Il était conditionnel que le concepteur, le pilote entrant, le lieu de construction et de vol soient tous britanniques. En 1973, Kremer a augmenté le prix à 50 000 £ et l'a ouvert à toutes les nationalités, pour stimuler l'intérêt.

Succès du prix Kremer par Gossamer Condor et Albatross

En 1973, Kremer a décuplé son prix en argent à 50 000 £. À cette époque, l'avion à propulsion humaine n'avait volé que sur des parcours en ligne droite (ou presque) et personne n'avait encore tenté son parcours en huit plus difficile, qui nécessitait un avion entièrement contrôlable. Il a également ouvert le concours à toutes les nationalités ; auparavant, il était limité aux entrées britanniques uniquement.

Le 23 août 1977, le Gossamer Condor 2 a volé la première figure en huit, une distance de 2,172 km remportant le premier prix Kremer. Il a été construit par le Dr Paul B. MacCready et piloté par le cycliste amateur et pilote de deltaplane Bryan Allen . Bien que lent, roulant à seulement 11 mph (18 km/h), il a atteint cette vitesse avec seulement 0,35 ch (0,26 kW).

Le deuxième prix Kremer de 100 000 £ a été remporté le 12 juin 1979, à nouveau par Paul MacCready, lorsque Bryan Allen a piloté l' Albatros de Gossamer de MacCready d' Angleterre en France : une distance droite de 35,82 km (22 miles 453 yards) en 2 heures, 49 minutes .

Prix ​​de vitesse Kremer et vols ultérieurs par l'équipe du MIT

Exposition d'avions à propulsion humaine au US National Air and Space Museum

Une semaine après le vol transmanche de l'Albatros de Gossamer, qui utilisait une hélice conçue par l'équipe du MIT, une équipe dirigée par des étudiants du Massachusetts Institute of Technology a réalisé le premier vol de son avion Chrysalis , qui a démontré une contrôlabilité totale et a été piloté par 44 différents pilotes, dont des femmes pilotes qui furent les premières à propulser un HPA.

Le 11 mai 1984, le troisième prix Kremer de 20 000 £ pour la vitesse est allé à l'équipe de conception du MIT pour avoir piloté leur appareil Monarch-B sur un parcours triangulaire de 1,5 km en moins de trois minutes (pour une vitesse moyenne de 32 km/h) : pilote Frank Scarabino. Des prix supplémentaires de 5 000 £ sont attribués à chaque participant suivant améliorant la vitesse d'au moins cinq pour cent.

Au cours des quatre années suivantes, le groupe MIT a continué à faire évoluer ses conceptions, les avions Monarch et Monarch-B étant suivis par trois conceptions de suivi, le Light Eagle et deux avions MIT Daedalus , le Daedalus-87 et le Daedalus-88. Le record de distance actuel reconnu par la FAI a été atteint le 23 avril 1988 d' Iraklion en Crète à Santorin dans le MIT Daedalus 88 piloté par Kanellos Kanellopoulos : une distance en ligne droite de 115,11 km (71,53 mi).

Avions de passagers

Le premier vol de passagers à propulsion humaine a eu lieu le 1er octobre 1984 lorsque Holger Rochelt a transporté sa sœur Katrin dans Musculair 1 .

Activités récentes

Des machines ont été construites et utilisées au Japon, en Allemagne, en Grèce, en France, en Australie, en Nouvelle-Zélande, en Afrique du Sud, en Autriche, au Canada, à Singapour, aux États-Unis et au Royaume-Uni, leur nombre total approchant la centaine.

Avec des fonds supplémentaires de feu Henry Kremer, la Royal Aeronautical Society a annoncé quatre nouveaux prix :

  • 50 000 £ pour la compétition internationale de marathon Kremer pour un vol sur un parcours de distance spécifié de vingt-six milles ( marathon ), en moins d'une heure ;
  • 100 000 £ pour le Kremer International Sporting Aircraft Competition pour un avion de sport capable d'opérer dans des conditions météorologiques normales, comme au Royaume-Uni ;
  • 1 000 £ pour le concours des écoles ;
  • 500 £ pour le concours Robert Graham pour les étudiants en recherche expérimentale ou en conception technique.

Des tentatives ont été faites pour réclamer le prix Kremer Sport de 100 000 £. Des étudiants du Virginia Polytechnic Institute ont conçu un avion dans le cadre de leur classe AE4065/6. Une équipe de la Pennsylvania State University a conçu le PSU Zephyrus dans le cadre de sa classe AERSP 404H. Une équipe d'étudiants en génie aérospatial de l' Université de Southampton a conçu et construit le SUHPA.

En 2012, la Royal Aeronautical Society a créé la Coupe Icarus pour le vol à propulsion humaine. La première coupe a été remportée par Airglow , conçue par John et Mark McIntyre. La Coupe Icarus est différente du Prix Kremer en ce qu'elle ne vise pas simplement à battre des records de vitesse et de distance, mais à faire du vol à propulsion humaine un sport populaire. Par conséquent, la compétition comprend des défis tels qu'un parcours de slalom, une tâche de départ sans aide et un test de précision d'atterrissage. La Coupe Icarus a lieu chaque année à l' aérodrome de Lasham , en Grande-Bretagne, le site du premier vol à propulsion humaine.

Dirigeables

Les inventeurs ont construit des dirigeables à propulsion humaine . En gagnant de la portance grâce à la flottabilité au lieu de l'air s'écoulant au-delà d'un profil aérodynamique , beaucoup moins d'efforts sont nécessaires pour propulser l'avion.

Hélicoptères/giravions

Ornithoptères

Le 2 août 2010, Todd Reichert de l'Institut d'études aérospatiales de l'Université de Toronto a piloté un ornithoptère à propulsion humaine nommé Snowbird . L'avion d'une envergure de 32 mètres (105 pieds) et d'une masse de 42 kilogrammes (93 lb) a été construit à partir de fibre de carbone , de balsa et de mousse. Le pilote s'est assis dans un petit cockpit suspendu sous les ailes et a pompé une barre avec ses pieds pour actionner un système de fils qui faisaient battre les ailes de haut en bas. Remorqué par une voiture jusqu'à son décollage, il a ensuite poursuivi son vol pendant près de 20 secondes. Il a parcouru 145 mètres à une vitesse moyenne de 25,6 km/h (7,1 m/s). Des vols similaires en remorqueur ont été effectués dans le passé, mais une meilleure collecte de données a permis de vérifier que l'ornithoptère était capable de voler de manière autonome une fois en l'air.

Voir également

Les références

Bibliographie

Liens externes