Hang delta

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Contexte

Un deltaplane est un appareil volant plus lourd que l'air non motorisé conçu pour transporter un passager humain qui est suspendu sous sa voile. Contrairement à d'autres planeurs qui ressemblent à des avions non motorisés, les deltaplanes ressemblent à de grands cerfs-volants. D'autres planeurs sont généralement remorqués par une voiture, un avion ou autrement lancés dans les airs depuis le sol. Les deltaplanes, en revanche, sont généralement lancés d'un point élevé et autorisés à dériver vers un point plus bas.

Historique

Les êtres humains ont tenté de voler en utilisant des appareils similaires aux deltaplanes pendant au moins mille ans. Oliver de Malmesbury, un moine anglais, aurait sauté d'une tour avec des ailes en tissu en 1020. Il aurait plané sur environ 600 pieds (180 m) avant d'atterrir et de se casser les deux jambes. De brefs vols similaires auraient été effectués à Constantinople au XIe siècle et en Italie en 1498. L'artiste et scientifique italien Léonard de Vinci a réalisé des croquis détaillés de diverses machines volantes, mais ces appareils n'ont jamais été construits.

L'histoire moderne du vol à voile commence avec l'inventeur anglais Sir George Cayley. En 1799, Cayley avait établi la conception de base des planeurs qui est encore utilisée aujourd'hui. En 1804, il vola avec succès son premier planeur modèle réduit. En 1853, Cayley réussit le premier vol en planeur humain avec un appareil qui transportait son cocher sur plusieurs centaines de pieds.

Le prochain pionnier important dans la recherche sur les planeurs était l'inventeur allemand Otto Lilienthal. Dans les années 1890, Lilienthal construit 18 planeurs qu'il pilote lui-même. Il a également tenu des registres détaillés de son travail, influençant les inventeurs ultérieurs. Après avoir effectué plus de deux mille vols réussis, Lilienthal a été tué dans un accident en 1896.

Inspirés par Lilienthal, l'ingénieur américain Octave Chanute et ses assistants ont effectué environ deux mille vols en planeur depuis les dunes de sable des rives du lac Michigan au début du siècle. Le travail de Chanute a eu une influence importante sur Orville et Wilbur Wright, qui ont inventé le vol motorisé peu de temps après. Le développement rapide du vol propulsé au XXe siècle a entraîné une diminution de l'intérêt pour les planeurs jusqu'après la Seconde Guerre mondiale. A cette époque, des ailes légères et lisses en fibre de verre ont été développées pour les planeurs.

L'innovation la plus importante dans le développement du deltaplane a été faite par les inventeurs américains Gertrude et Francis Rogallo. En 1948, les Rogallos ont déposé un brevet pour un cerf-volant flexible appelé para-wing. Contrairement à d'autres cerfs-volants, le design Rogallo n'avait pas de supports rigides. Au lieu de cela, il est resté mou jusqu'à ce que le vent en vol lui donne une forme ferme mais temporaire. Le développement du Mylar, un plastique extrêmement léger et résistant, a amélioré les performances du cerf-volant Rogallo.

À la fin des années 1950, le gouvernement des États-Unis s'est intéressé à la conception de Rogallo pour une utilisation dans des parachutes conçus pour ramener des engins spatiaux sur Terre. Des expériences ont également été faites dans la construction de grands cerfs-volants Rogallo motorisés pour le transport militaire. Inspiré par les rapports de ces expériences, l'ingénieur américain Thomas Purcell a construit un planeur Rogallo de 4,9 m de large avec un cadre en aluminium, des roues, un siège pour accueillir un passager et des tiges de commande de base en 1961. Ce fut le premier véritable accrochage planeur. Les premiers deltaplanes ont également été construits aux États-Unis à partir de bambou par Barry Hill Palmer en 1961 et en Australie à partir d'aluminium par John Dickenson en 1963.

Bien que le gouvernement des États-Unis ait abandonné le design Rogallo pour les parachutes de vaisseaux spatiaux en 1967, les deltaplanes utilisant le même design sont devenus populaires dans les années 1970. En 1971, la United States Hang Gliding Association a été formée. Alors que la Californie est le lieu de prédilection des deltaplanes de l'Ouest, Dunlap, Tennessee, prétend être la capitale du deltaplane de l'est des États-Unis, grâce à son emplacement au sommet du plateau de Cumberland. Au cours des années suivantes, le deltaplane est devenu moins une mode dangereuse et plus un sport sérieux. Sept décès dus au deltaplane ont été signalés en 1995, contre 40 en 1974.

Matières premières

Un deltaplane se compose d'une aile, d'un cadre, de câbles et d'éléments pour maintenir ces pièces en place. L'aile, également connue sous le nom de voile, est faite d'un plastique solide et léger. Habituellement, un tissu en polyester est utilisé. Les polyesters sont des polymères - ce sont de grosses molécules fabriquées en liant de nombreuses petites molécules entre elles. Les polyesters sont généralement dérivés de l'éthylène glycol et de l'acide téréphtalique ou de produits chimiques similaires. Le polyester le plus couramment utilisé dans la fabrication de deltaplanes est le polyéthylène téréphtalate, connu sous le nom commercial de Dacron.

Le cadre d'un deltaplane, également connu sous le nom de cellule, est fabriqué à partir d'un alliage d'aluminium et d'autres métaux, tels que le magnésium, le zinc et le cuivre. Les câbles et les pièces qui maintiennent le deltaplane ensemble sont en acier inoxydable. L'acier inoxydable est un alliage de fer, d'une petite quantité de carbone et de 12 à 18 % de chrome.

Samuel Langley

Samuel Langley est né à Roxbury, Massachusetts, en 1834. Enfant, Langley s'est intéressé à l'étude des étoiles et, malgré le fait qu'il n'a jamais fréquenté l'université, est devenu professeur d'astronomie et de physique. Langley a apporté de nombreuses contributions au domaine de l'astronomie, l'une des plus importantes étant l'invention du bolomètre, un instrument capable de détecter et de mesurer le rayonnement électromagnétique.

Alors qu'il était secrétaire du Smithsonian Institute, Langley a développé un intérêt pour l'aéronautique et a obtenu une subvention de 50 000 $ du département de la guerre des États-Unis pour étudier la possibilité d'un vol habité. Il a commencé à construire de grands modèles à vapeur d'un avion qu'il a nommé Aérodrome, sans prendre le temps de tester d'abord ses théories sur les planeurs. En 1891, il avait commencé à construire Aérodrome modèles qui devaient être catapultés du toit d'une péniche. Les cinq premiers modèles ont échoué, mais son modèle de 1896 a volé sur plus d'un demi-mile. Plus tard cette année-là, l'un est resté en l'air pendant près de deux minutes.

Enfin, le 7 octobre 1903, Langley était prêt à piloter son premier aérodrome grandeur nature d'une péniche sur la rivière Potomac. En présence de la presse, la machine a été lancée et est rapidement tombée dans la rivière. Langley a soutenu que le mécanisme de lancement était en cause, mais d'autres tentatives ont produit les mêmes résultats et son financement a été bientôt épuisé. Quelques mois plus tard, Orville et Wilbur Wright ont réalisé le premier vol propulsé à Kitty Hawk, en Caroline du Nord. Jusqu'à sa mort en 1907, Langley a soutenu que si les accidents n'avaient pas épuisé ses fonds, il aurait acquis la renommée accordée aux frères Wright. Quelques années après la mort de Langley, des expérimentateurs ont réussi à piloter son aérodrome après y avoir attaché un moteur plus puissant. Aujourd'hui, Langley Air Force Base en Virginie porte le nom de ce pionnier de l'aviation.

Le processus de fabrication

Fabrication de tissu polyester

• 1 Comme de nombreux plastiques, les polyesters sont fabriqués à partir de produits chimiques dérivés du pétrole. En général, ces produits chimiques sont obtenus en chauffant le pétrole avec un catalyseur, un processus connu sous le nom de craquage. La résultante Un deltaplane se compose d'une aile, d'un cadre, de câbles et d'éléments pour maintenir ces pièces en place. L'aile, également connue sous le nom de voile, est faite d'un plastique solide et léger. Le cadre d'un deltaplane, également connu sous le nom de cellule, est fabriqué à partir d'un alliage d'aluminium et d'autres métaux, tels que le magnésium, le zinc et le cuivre. les substances sont ensuite séparées et soumises à diverses réactions chimiques pour obtenir les produits chimiques souhaités.
• 2 Le polyéthylène téréphtalate est fabriqué en combinant de l'éthylène glycol avec de l'acide téréphtalique ou avec du téréphtalate de diméthyle. Il est ensuite chauffé jusqu'à ce qu'il soit liquide. Le polymère fondu est pulvérisé à travers un dispositif contenant de nombreux petits trous, appelés filières. Au fur et à mesure que le plastique liquide émerge, il se refroidit en longs filaments solides. Les filaments sont enroulés ensemble en fil. Le fil est ensuite étiré jusqu'à environ cinq fois sa longueur d'origine à une température élevée pour augmenter sa résistance. Le fil renforcé est ensuite tissé en tissu et teint avec des couleurs vives. Ce tissu est ensuite mis sur de grands rouleaux et expédié au fabricant du deltaplane.

Fabrication de l'aile

• 3 Les rouleaux de tissu en polyester mesurent généralement 137 cm de large et 91,4 à 274,3 m de long. Le tissu est coupé du rouleau au besoin et placé sur un cutter X-Y. Cet appareil est une table plate, généralement de 40 pi (12,2 m) de long et 5 pi (1,5 m) de large, avec de nombreux petits trous dans la surface. Lorsque le chiffon est placé sur le cutter, la pression du vide le tire à plat contre les trous. Un système d'engrenages, de courroies et de rails porte une lame tranchante à travers la table horizontalement (la direction "X") et verticalement (la direction "Y"). Un ordinateur contrôle le mouvement de la lame afin que des formes complexes puissent être découpées à un millième de pouce (0,0025 cm).
• 4 Les morceaux de tissu coupés, qui peuvent se compter par centaines, sont marqués de manière à pouvoir être correctement alignés les uns avec les autres. Ils sont ensuite cousus ensemble sur des machines à coudre industrielles. Le processus est répété avec des morceaux de tissu de formes et de couleurs variables jusqu'à ce que l'aile soit formée.

Réalisation du cadre

• 5 Les tubes en alliage d'aluminium, généralement de 3,8 cm de diamètre et de 3 à 6 m de long, arrivent chez le fabricant du deltaplane. Les tubes sont coupés au besoin par des scies électriques. Des perceuses électriques sont ensuite utilisées pour former des trous où le cadre sera maintenu ensemble.
• 6 Le câble en acier inoxydable arrive chez le fabricant du deltaplane en grandes bobines qui contiennent généralement 5 000 pieds (1 524 m) de câble. Le câble est coupé au besoin avec une grosse pince coupante.
• 7 Le câble et la tubulure sont assemblés à la main pour former le cadre. Des écrous et des boulons en acier inoxydable sont utilisés pour maintenir les pièces en place.

Assemblage du deltaplane

• 8 La voile et le cadre sont attachés ensemble. Après avoir été entièrement assemblé, inspecté et testé, le deltaplane est partiellement démonté pour faciliter le stockage et le transport. Le deltaplane démonté est placé dans un conteneur cylindrique et expédié au détaillant ou au consommateur.

  Le câble et les tubes sont assemblés à la main pour former le cadre. Des écrous et des boulons en acier inoxydable sont utilisés pour maintenir les pièces en place.

Contrôle qualité

Le deltaplane étant une activité dangereuse, il est essentiel de s'assurer que l'équipement utilisé est aussi sûr que possible. Les fabricants doivent satisfaire aux exigences relatives aux équipements d'aviation civile et/ou militaire établies par le gouvernement fédéral, sous la supervision de la Federal Aviation Administration (FAA). Avant le début de la fabrication, le fabricant de deltaplane inspecte toutes les matières premières. Le tube en aluminium doit être droit et exempt de bosses. Le câble en acier inoxydable doit être exempt de défauts visibles. Le tissu en polyester doit être correctement tissé et exempt de trous. Les machines d'essai de traction mesurent la résistance du tissu et la quantité d'air qui peut passer à travers le tissu.

La partie la plus importante du processus de fabrication est la fabrication de l'aile. À chaque étape de la procédure, l'aile est soumise à une inspection visuelle complète pour s'assurer qu'elle est correctement cousue, sans coutures faibles. Il est soigneusement inspecté sur une table d'inspection éclairée pour s'assurer que les coutures sont correctement pliées et cousues et qu'il n'y a pas de défauts dans le tissu. A la fin du processus de fabrication, le deltaplane est entièrement assemblé pour une inspection visuelle finale.

Avant d'être démonté pour l'expédition, chaque deltaplane est soumis à un test de vol complet par un pilote expérimenté. Le deltaplane doit avoir le bon « toucher » et répondre correctement aux mouvements du pilote. Il doit être capable de voler en ligne droite à une vitesse constante, sans changements de mouvement soudains et inattendus.

Le futur

Bien que moins de personnes volent en deltaplane aujourd'hui que dans les années 1970, la technologie s'est considérablement améliorée. Les deltaplanes d'aujourd'hui sont capables de voler de manière plus sûre, sur de plus longues distances, pendant de plus longues périodes et à partir de plus grandes hauteurs. Nul doute que tous les records de deltaplane seront battus dans un proche avenir.