AVIOANE FARA MOTOR – Competitia Kremer

CM1         Dornic sa se elibereze din catusele gravitatiei, Homo Sapiens a invidiat intotdeauna pasarile pentru accesul lor la cea de-a treia dimensiune. A incercat deci sa le imite cu mijloacele de care dispunea el.

Probabil, prima incercare de zbor atestata este intalnita in mitologia greaca. Arhitectul Dedal, retinut in captivitate dupa ce construise faimosul Labirint din Creta pentru regele Minos, si-a construit pentru sine si pentru fiul sau Icar niste aripi din pene lipite cu ceara. Cu ajutorul lor, cei doi s-au avantat spre inaltimi si libertate. Dar Icar, imbatat de zbor, a uitat indicatiile tatalui sau si s-a apropiat prea mult de Soare. Ceara s-a topit si el s-a prabusit, devenind prima victima a zborului.

Cateva sute de ani mai tarziu, un inventator chinez a incercat sa se desprinda de sol agatandu-se de un zmeu tractat de cativa prieteni. Viteza atinsa fiind insuficienta pentru sustentatie, aeronautul si-a procurat un sistem de propulsie mai eficient sub forma unei rachete. In felul acesta a decolat, dar s-a prabusit repede, dand satisfactie celor care fusesera suficient de intelepti sa ramana cu picioarele pe pamant.

Obsesia zborului persista in Evul Mediu, apoi in Renastere, dar omul are, in continuare, la dispozitie doar forta muschilor sai. Mai multe tentative, inregistrate istoric sau doar in legenda, se sfarsesc prin inevitabila cadere, prin sfarmarea aripilor si a visurilor. Nici geniul lui Leonardo da Vinci nu a putut ramane strain de idea unei masini de zbor cu aripi batante. El a studiat miscarea complexa a pasarilor remarcand ca, prin intermediul aripii, se transporta o masa de aer catre inapoi, obtiinandu-se astfel tractiune si portanta.

dedal si icar

Pasarile stapanesc instinctiv aceasta miscare complicata. Aripa lor se roteste in jurul axei proprii in timp ce urca intr-o directie si se roteste in directia opusa in timp ce coboara. Pentru un mecanism, ce ar reproduce aceasta miscare, ar rezulta dificultati mecanice complexe si probleme de rezistenta din combinatia miscarii de bataie si cea de rotatie. Oricum, pasarile se bucura de avantajul unei forte musculare, raportata la greutatea proprie, mult mai mare decat a omului.

COMPETITIA  KREMER

Pentru a se misca liberi prin vazduh, oamenii au trebuit sa rezolve mai intai problema propulsiei. Zborul controlat nu a devenit posibil decat dupa aparitia unor motoare eficiente, cele cu explozie. In momentul in care, la inceputul secolului XX, la masinile de zburat au fost inhamati caii-putere ai motoarelor cu explozie, majoritatea aeronautilor seriosi au inceput sa considere absurda si puierila propulsia cu forta umana. Doar cativa romantici incorigibili s-au mai cramponat, in anii ’20 si ’30, de aceasta obsesie, dar fara prea mult succes. Cicloplanul lui Gerhardt, in America, planorul-ornitopter al lui Lipisch in Germania, avionul lui Bossi si Bonnomi in Italia au confirmat, prin micile lor salturi, atat dificultatea, cat si fezabilitatea zborului cu forta umana. Abia in perioada de dupa razboi, progresele tehnologice in domeniul constructiei aeronautice au determinat reconsiderarea problemei de catre ingineri respectati. Dintre acestia, un nucleu activ a determinat instituirea, in 1959, de catre Societatea Regala de Aeronautica din Marea Britanie, a Competitiei Kremer, care a impulsionat eforturile individuale in domeniu.

Pe scurt, un premiu de 50 000 de lire sterline urma sa fie atribuit primului zbor cu forta umana, avand o traiectorie bine definita: aparatul de zbor trebuia sa descrie un traseu in forma de 8, ocolind doi piloni distantati la 800 m, zburand la o inaltime de minimum 3 m, in aer stationar (vant sub 5 m/s). Echipajul, oricat de numeros, era obligat sa asigure atat propulsia, cat si pilotarea aparatului. Nu se permitea utilizarea unor dispozitive auxiliare cu gaze portante sau de stocare prealabila a energiei, nici largarea unor componente ale avionului dupa inceperea rulajului de decolare. Toate aceste conditii, destul de severe, au determinat o adevarata emulatie tehnica si sportiva.

MYFLY

Avionul fara motor „Mayfly”, 1910

In urmatorii 20 de ani, nu mai putin de 30 de aparate de zbor au fost construite special pentru a raspunde provocarii lansate. Cel putin 25 dintre ele au zburat (intr-o masura sau alta). In urma acestor tentative, a devenit unanim acceptat ca, folosind exclusiv forta umana, se pot efectua, in principiu fara probleme, decolarea, urcarea la 8 -10 m si se poate zbura rectiliniu pe parcursul a mai multi kilometri. Totul incurajator, pana cand venea vorba de viraj.

Mii de ore de lucru, eforturi materiale considerabile, calcule aerodinamice sofisticate au avut acelasi rezultat: constructia unor aparate de zbor remarcabile, uneori de dimensiuni  „uriase”, dar cu greutate incredibil de mica, ingloband solutii ingenioase si sperante. Au aparut astfel  „Puffin” si  „Mayflay” in Marea Britanie,  „Aviette” in Franta,  „Cochkanoff” in Canada, MPA- I in Statele Unite si o intreaga serie de avioane in Japonia, construite la Universitatea Nihon.

Nici prabusirile de la joasa inaltime, deteriorand aparatele fragile, nici insuccesele sau dificultatile materiale nu i-au descurajat pe entuziasti. In 1976, studentii japonezi, condusi de profesorul Kimura, construiesc un nou aparat din seria  „Stork”. Dupa incercari cu rezultate incurajatoare,  „barza” se profileaza ca favorit in Competitia Kremer. Nu sunt admise decat doua variante posibile: cucerirea trofeului sau demonstrarea ca cerintele impuse nu vor putea fi satisfacute niciodata.

Dar, in timp ce japonezii sunt ocupati cu modificarea aripii pentru a putea sustine virajele la viteza mica, un competitor-surpriza apare din urma, facand progrese rapide. Inginerul aeronautic Paul Mac Cready, impreuna cu o mica echipa, realizeaza in numai trei luni  „Gossamer Condor”, cu greutate proprie de 31 kg, de plastic si fire de otel (cel mai usor avion pilotat construit pana atunci), cu anvergura de 29 m. Ingloband solutii constructive ingenioase, o proiectare aerodinamica extrem de ingrijita,  „Condorul” reuseste de la inceput sa se impuna prin zboruri reusite. E drept, echipa beneficiaza de prezenta unui teren de incercare cu conditii meteo foarte bune in California. O calitate cu totul deosebita a solutiei este ca avionul poate fi cu usurinta reparat dupa orice contact mai brutal cu solul (si au fost numeroase).

GC 1

Gossamer Condor, 1977

Chiar cu o saptamana inaintea tentativei incununate de succes, aparatul, avand ca pilot pe Bryan Allen, executa traseul in forma de 8, dar pe ultima portiune este perturbat de curentii de aer formati la aterizarea unui mic avion agricol si cade, deteriorandu-se. Reparatia dureaza trei zile si, la 23 august 1977, echipa lui Mac Cready castiga Trofeul Kremer, zburand cu o viteza de 16 km/h (cea mai mica viteza realizata cu un avion vreodata), in jurul celor doi piloni regulamentari. Ce a fost oare atat de greu ?

Principala dificultate a zborului cu forta umana o constituie valoarea foarte mica a raportului putere/greutate a  „motorului”. Un atlet de 60 – 70 kg poate produce, cu muschii picioarelor, aproximativ 0,37 kW, continuu, timp de o ora, ceea ce inseamna sub 0,05 kW/kg. Un motor de automobil produce maximum 0,4 – 0,5 kW/kg, iar un motor de aviatie peste 5 kW/kg. Greutatea aparatului de zbor este limitata de puterea instalatiei de propulsie. Astfel, cu un motor de 0,4 kW ar fi posibila, in conditii de aerodinamica extrem de ingrijita, decolarea cu o greutate de ordinul sutei de kilograme. Parametrii problemei sunt astfel fixati destul de strict: greutate mica plus aerodinamica buna la viteze mici, adica anvergura mare a aripii si suprafete de comanda eficiente. Acest compromis nu se poate rezolva decat prin utilizarea unor materiale extrem de usoare, devenite disponibile doar in contextul tehnologiei actuale. Anvergura mare, de ordinul zecilor de metri, mai are, in afara greutatii mari, un alt efect dezavantajos: la viteze mici, singurele accesibile propulsiei umane, in cursul virajului, extremitatea aripii dinspre interiorul virajului isi pierde portanta, putand ajunge chiar in domenii critice. Acestea au fost principalele motive pentru care au trebuit sa treaca aproape 20 de ani de eforturi sustinute, pana cand Competitia Kremer – o cursa plina de interes pentru spectatori si de frustrari pentru participanti – sa poata fi castigata, in sfarsit.

Reclame

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare /  Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare /  Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare /  Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare /  Schimbă )

Conectare la %s