Tekst bijgewerkt op 12 juli 2007
...
De "delta vleugels" hebben een bijzonderheid: hun brandpunt ligt op 40% van de "vleugelbreedte", zoals aangegeven in de bovenstaande tekening. Ze vliegen en zweven uitstekend, met hun beroemde "S"-vormige profiel.
Het "deltavliegtuig".
...
Welke relatie hebben deze stevige, gebouwde delta vleugels met de "delta's" van de "libertariërs"? Aanvankelijk hadden deze twee vleugels weinig met elkaar te maken. De eerste vleugels voor vrij vliegen waren "enkelvlakken": twee driehoeken van Dacron gespannen over drie lichte legeringsbuizen.
De "Rogallo-vleugel".
...
Deze vleugel werd uitgevonden door Rogallo, een ingenieur bij de NASA. De oorspronkelijke motivatie had niets te maken met sportieve activiteiten. De militairen waren ontevreden over de nauwkeurigheid van hun intercontinentale raketten in het laatste stadium van hun balistische baan. Daarom vroegen ze Rogallo of hij geen vleugel kon bedenken die de militaire lading (een atoombom) nauwkeuriger kon afleveren, terwijl deze nog gedeeltelijk bestuurbaar was tijdens dit deel van de missie. De Rogallo-vleugel zou dus uitgeklapt moeten worden vanaf het raketlichaam, wanneer de snelheid voldoende was afgenomen, met behulp van een afworpbaar parachute. Maar met de tijd werden de raketten nauwkeuriger. Men koos ervoor om ze te besturen tijdens de terugkeer in plaats van bij zo’n lage snelheid dat de vijand ze met simpele steenwerpers kon raken. Het octrooi van Rogallo kwam dus in het publieke domein. Zoals alle grote ideeën was het ontwerp verrassend eenvoudig. In de Verenigde Staten ontstond
het vrije vliegen,
enkele dappere zielen die het idee hadden om zich, als hammen, onder deze constructies van buizen, zeilen en kabels te hangen. Het sturen leek uiterst eenvoudig. Om te duiken, bracht men het lichaam vooruit, om te klimmen, naar achteren, waarbij men een "trapezium" gebruikte dat via kabels met de vleugel was verbonden. Door het gewicht naar links of rechts te verplaatsen ontstond wat men "bochten" noemde. Zo ontstonden de eerste "Manta"-vleugels, geproduceerd in Frankrijk vanaf 1973. Ik kocht persoonlijk mijn eerste Manta-deltavliegtuig in 1974.
...
De eerste vleugels waren zo eenvoudig mogelijk vervaardigd. Afgebroken waren ze volledig plat, waardoor de twee lappen in de lucht een conische vorm aannamen. De hoek was sterk (80°). Het was de piloot, die met zijn lichaam achter het vleugelbrandpunt (het punt waar de resultante van de aerodynamische kracht, de lift, werkt) was uitgezwaaid, die door zijn gewicht het neerduikende moment van de vleugel compenseerde.
Het gewicht van de piloot compenseert het neerduikende moment.
...
Ik herinner me mijn eerste vlucht op dit soort apparaat. De zoon van de beroemde alpinist Lachenal had er een gekocht. Hij werkte bij de "Grands Montets" in Chamonix. Na enkele zeer korte uitleggen werd de klant, op ski's gezeten, met een harnas en een haakje onder het apparaat vastgemaakt en van een steile helling afgezet, op zijn ski's. Men raadde hem aan om de neus van het apparaat omlaag te houden "totdat het zeil goed klapt" (een zeeman zou zeggen: "faseyer"). Dan hoefde men slechts de controlestang tien tot vijftien centimeter vooruit te duwen om meteen op tien meter hoogte te zijn, voor een vlucht van 150 meter.
- Als je in de lucht bent, raak je niets aan, het vliegt vanzelf en landt net zo.
...
Inderdaad, het landen op ski's is weinig problematisch en past goed bij een heel eenvoudige afdaling. Terug in Aix bestelde ik onmiddellijk een Manta die een transporteur me thuis bezorgde, en ging verder met mijn training, alleen, op alle skibanen van de regio. Zodra de sneeuw verdween, maakte ik enkele opstijgingen door kinderwagenwielen aan een oude ski te bevestigen (herinner je: destijds leerde niemand ergens hoe je een vleugel moest gebruiken). Gelukkig vond ik snel andere "gekken die vlogen op hun rare machines", die me leerden op te stijgen door te rennen, veel veiliger dan dat kinderwagenwielgedoe.
...
Toen ik schreef voor Science et Vie. In 1974 publiceerde ik een artikel over deze nieuwe sport, wat waarschijnlijk bijdroeg aan haar groei. Maar al snel ging het mis. Onze vriend Delacourt kwam om bij de camera's van de televisie. Zijn machine ging in duikvlucht en hij kon hem niet meer rechttrekken. Direct reisde ik naar Parijs om de fabrikant te ondervragen.
Zijn antwoord:
- Gebrek aan besturing, verklaarde de Franse Manta-verkoper meteen.
...
Dat was onwaar. De Manta's waren werkelijk zeer gevaarlijk. Hier is waarom. Zoals te zien is op een tekening hierboven, is de Rogallo-vleugel een "skeletprofiel". Er bestaat een optimale invalshoek, de zogenaamde "aanpassingshoek", waarbij het profiel optimaal werkt. Het stromingsscheidingpunt (het punt waar de luchtstroom zich splitst, de bovenkant langs de bovenzijde en de onderkant langs de onderzijde) bevindt zich dan op de stijve aanvliegende rand.
...
Wanneer een vleugel van een vliegtuig beweegt door een luchtmassa ontstaat er drukverhoging aan de onderzijde en verlaging aan de bovenzijde. De lucht heeft dus de neiging om van onder naar boven te stromen, zoals hier:
en er ontstaat een systeem van randturbulenties (precies die vormen de condensstrepen die vliegtuigen achterlaten bij hoogvliegen in vochtige lucht).
Randturbulenties ...
Een opmerking terzijde: deze turbulentie verbruikt energie. Deze kan worden verminderd door de spanwijdte te vergroten:
Vermindering van de randturbulentie door vergroting van de spanwijdte.
...
Daarom vliegen albatrossen beter dan duiven en hebben vliegtuigen voor het zweven zeer lange vleugels. Maar waarom worden vliegtuigen dan uitgerust met delta-vleugels, met een zeer korte spanwijdte? Jachtvliegtuigen zijn geen zweefvliegtuigen. Men richt zich dan op hun vermogen om de lucht te doorsnijden. Bij supersone snelheid zijn zeer dunne vleugelprofielen nodig, als een mes. Dan is er maar twee mogelijkheden:
-
Of men kiest voor een rechte vleugel, zeer dun, zoals bij het jachtvliegtuig F-104
-
Of men kiest voor een gevelde vleugel die, bij een gegeven dikte, de "relatieve dikte van het profiel" vermindert.
...
De vleugel met variabele geometrie, ondanks haar mechanische complexiteit, is eenvoudig te bedenken, en combineert beide eigenschappen. Ze snijdt goed de lucht door bij supersone snelheid, vleugels opgerold, maar blijft een aanvaardbaar zweefvliegtuig bij lage snelheid, vleugels weer uitgeklapt. Delta-vleugels vormen een aparte groep omdat ze zich uitstekend gedragen bij zeer grote invalshoeken.
Een Concorde in de laatste fase van de landing, met hoge invalshoek.
...
Dan ontstaan er twee "vortex" die een stabiliserend effect hebben op de stroming. Dat geldt ook voor Rogallo-vleugels (Manta).
...
De mogelijkheid om bij grote hoeken nog steeds een aanzienlijke lift te behouden maakte het landen met een Manta zeer eenvoudig. Het was een vleugel die niet afstond, maar rustig overging in een "parachute-afdaalbeweging". Hoewel het nu moeilijk te verbeelden is met deze zeer gevelde "strijkijzers": als je ooit vastzat boven een bos, kon je alles "opdrukken". Het apparaat stopte en ging in parachutedaal. Als je goede enkels had (de hemisferische parachutes zorgden voor een aanraking met de grond bij 6 m/s) kon je op deze vreemde manier zonder schade, noch materieel noch menselijk, landen. Ik ben meerdere malen op deze manier in bosjes geland, verticaal afdaalend (wat nu onmogelijk is met de huidige vleugels, die deze eigenschap niet meer hebben).
Het ging mis bij onder-invalshoek:
...
Het stromingsscheidingpunt van de luchtstromen lag toen op de bovenzijde, die direct begon te krommen. In een vleugel is het voorste gedeelte het meest belastend. Zoals de ingenieur van het ONERA (Office National de Construction Aéronautique) Claudius Laburthe later met filmopnames uit de grote windtunnel van Chalais-Meudon liet zien, waar echte Manta's werden getest, ging de vleugel "in vlag", met een zeer groot neerduikend moment. Schemaaties ontstond er een negatieve lift op het voorste gedeelte van de vleugel. Catastrofaal.
De "vlaggelegging" van de eerste vrije vleugels.
...
Vergeet niet: bij Rogallo-vleugels is het alleen het achterwaarts uitwijken van het gewicht van de piloot dat het neerduikende moment tegenwerkt. Vanaf een bepaald moment (het neerduikende moment neemt toe met het kwadraat van de snelheid) kon de piloot zijn apparaat niet meer rechttrekken:
...
Na testen op modellen publiceerde ik een nieuw artikel in Science et Vie, waarin ik de waarschuwing gaf. Er vonden veel dodelijke ongevallen plaats, tot de oplossing gevonden was. We noemen geen namen, maar sommige fabrikanten, die nog steeds een winkel hebben en zeer bekend zijn, hebben veel bloed aan hun handen omdat ze hun klanten niet aanspoorden hun machines terug te brengen voor verbeteringen, ten minste minimale, om een "vlaggelegging" onmogelijk te maken. Maar de oplossing was eenvoudig. Terwijl de vleugel zijn soepelheid en vervormingsmogelijkheid behield, hoefde men slechts twee buizen van vijftig centimeter lengte aan het achterste gedeelte van de aanvliegende randbuizen te bevestigen. Tijdens die periode was de vleugelvorm al veranderd. Ze kregen ribben: