Diana 2 – un modèle spécial et unique

Le Diana 2 s'inspire largement des enseignements récoltés sur le Diana 1. Commençons par quelques remarques concernant le Diana 1. Le chef du groupe développement de la société polonaise SZD, Bogumil Beres, s'est fixé comme but, fin des années 80, de construire un classe course de 15 mètres sans compromis, en empruntant de nouvelles voies. Le résultat est le Diana 1, un planeur inhabituel. Un profil mince de 13% d'épaisseur relative à l'emplanture, un allongement de 27,6, le plus grand de la catégorie course et une surface mouillée aile-fuselage minimale. Avec seulement 187 kg à vide, le Diana 1 est un planeur léger qui gagne 50 kg sur ses concurrents. Un gain de poids déterminant est dû au choix peu conventionnel de se passer d'un longeron d'aile. Les forces de flexion, de torsion et de cisaillement sont reprises par le coffrage de l'aile. Sa silhouette effilée pour un poids minimal est possible grâce à l'utilisation exclusive de fibres de carbone et de Kevlar. L'emport possible de 160 litres d'eau lui procure le meilleur rapport poids à vide-poids à pleine charge du marché. Les ailes, de construction unique, sont pourvues de 3 volets, courbures et ailerons, qui servent aussi de freins de piqué. Ils sont articulés sur un longeron court relié au fuselage.

A peine le 1^er vol du Diana 1 effectué, les pilotes confirmés se sont lancés dans une course aux records. Après plusieurs records féminins suivirent les records de vitesse sur 300–500 et 1000 km en triangle. Ce dernier exploit à été réalisé à la fabuleuse vitesse moyenne de 144,95 km/h. En Pologne, un pilote indigène a gagné le championnat national dans la classe ouverte contre toutes les super-orchidées d'envergure supérieure. Après la faillite de SZD, Bogumil Beres s'est procuré les droits de construction et a produit quelques Diana 1. Le succès commercial n'a pas été au rendez-vous. Bien que facile à voler, il est resté une machine pour un cercle restreint de pilotes pour lesquels la priorité était la performance sans compromis.

Alors que le Diana 1 était en production, Bogumil Beres s'occupait déjà de la construction du Diana 2. Grâce à l'accès aux ordinateurs et aux softwares les plus modernes, grâce également à la collaboration d'un expert en aérodynamique de l'université de Varsovie, on développa une nouvelle aile dotée d'un profil inédit. Alors que le Diana 1 possède une aile classique en plusieurs trapèzes à bord d'attaque droit, l'aile du Diana 2 est fléchée avec un bord d'attaque elliptique. Ainsi, on peut réduire la résistance induite de l'aile. Avec ses 12,8% à l'emplanture et ses 12,2% au saumon, le profil du Diana 2 est encore plus mince que celui de son prédécesseur. Avec cette nouvelle géométrie, la surface augmente de 0,48 m² et l'allongement se réduit quelque peu. La construction des ailes se fait dans des moules usinés à la CNC. La construction reprend le concept d'aile sans longeron. Les volets ne sont plus séparés mais courent sur toute l'envergure. La nouveauté est les winglets de série. La corde d'aile légèrement augmentée offre plus de volume pour placer les réservoirs de ballast de 240 litres dans ces ailes dépourvues de longeron. Ainsi, on peut plus que doubler le poids à vide prévu de 182 kg ce qui fait du Diana 2 le seul planeur capable d’emporter plus de ballast que son poids à vide. On peut ainsi faire varier à l’extrême la charge alaire et l’adapter parfaitement à toutes les conditions météo. Le fuselage doté d’un karman profond, de moindre trainée, est resté le même. Seule une verrière allongée est proposée, contrairement au Diana 1 qui laissait le choix entre une verrière longue et courte. Le Diana 2 possède également le manche de commande désaxé à droite.

Le 12 janvier 2005, le Diana 2 effectue son 1^er vol. Après l’atterrissage, le pilote d’essai enthousiaste déclare spontanément qu’il vient de piloter une sorte de Ferrari. La même année, ses premiers pas en compétition démontrent que ses concurrents peuvent craindre le Diana 2. Il remporte la première place à un concours en France et c’est le début d’une incroyable série de victoires dans des compétitions européennes. Le Diana 2 s’octroie plusieurs fois les premières places, également dans la nouvelle compétition «World Sailplane Grand Prix» et dernièrement en Nouvelle-Zélande en 2007. Malgré son orientation à la performance, si on excepte le décollage à pleine charge, le planeur est sain, facile à décoller, voler et atterrir. Il est doté d’un bon comportement de vol à basse vitesse, d’une grande agilité et de commandes harmonieuses.

Si nous avions choisi de reproduire le Diana 1 à l’échelle 1:3,5 c’est pour maintenir une masse faible et réduire ainsi le risque de dommages suite à des atterrissages en pente. Après de bonnes expériences, nous avons décidé de construire le Diana 2 à l’échelle 1:3. Grâce à des plans généreusement mis à disposition par Bogumil Beres, nous possédions une bonne base pour construire une reproduction fidèle.

Comme lors de nos précédents projets, une construction légère était souhaitée. Avec une surface alaire de 94 dm² et une masse de 6700 g, on obtient une charge alaire de 71 g/dm² qui s'est révélée trop faible lors de nos essais. Ainsi on place encore 1 kg de plomb pour nos vols. Ya-t-il un sens à construire léger pour rajouter du plomb? La réponse est positive, car la masse supplémentaire est placée exactement là où on la souhaite, à savoir au centre de gravité. Le planeur gagne en dynamique de vol tout en restant agile autour de ses axes grâce aux ailes légères et précis avec des débattements minimaux. Tout en respectant l'aspect maquette du modèle, on s'est permis quelques modifications sur les gouvernes de l'aile. Nous avons remplacé l'aileron/volet de courbure courant sur toute l'envergure par un volet en 3 parties à commandes séparées. Ainsi, on renonce aux freins de piqué car on peut parfaitement faire atterrir le modèle avec la fonction butterfly sans volet supplémentaire, expérience que nous avions déjà faite avec le Diana 1.

En se basant sur les bonnes expériences du passé, nous avons réutilisé le profil HN-474 de 2,1% de courbure qui a fait ses preuves. Nous profitons de l'occasion pour remercier Norbert Habe qui avait proposé le HN-930 avec une courbure de 2,05%, meilleur à ses yeux. Le concept du profil rapide pouvant se creuser en vol lent grâce aux volets de courbure paraît meilleur que le profil plus creux avec des volets en négatif pour le vol rapide. La conséquence est une réduction de la masse, sinon une charge alaire élevée sur des profils à faibles courbures provoque l'augmentation de la vitesse minimale. Comme d'habitude on a essayé de conserver un profil mince. L'exigence était d'obtenir une épaisseur suffisante pour la clé d'aile et de conserver sur le dernier volet extérieur une place pour un servo de 10 mm. Ainsi nous obtenons un profil de 11% à l'emplanture et 9% au saumon.

Une fois de plus c'est Richi Oberholzer qui s'est occupé de la forme positive, constituée de segments de mousse dure enfilés sur un tube en aluminium, mis en forme, poncés et recouverts d'une couche de fibre de verre. La finition est faite de nombreuses couches de mastic poncées jusqu'à l'obtention d’une surface lisse. Ensuite, le moule a été réalisé par Willi Fahrni et Hans Rudolf Lüdi (Lümo). Les fuselages sont constitués d’une couche de gelcoat polyester et de plusieurs couches de fibres (160 g/m² et 280 g/m²) ainsi que des bandes unidirectionnelles disposées droites 90°/0° ou à 45° suivant l’effet désiré. La difficulté est de maîtriser les forces de flexion et de torsion sur une poutre arrière si longue. Le fuselage pèse environ 1500 g, ce qui est un bon résultat compte tenu de l’échelle. Theo Stähli a développé et construit en exclusivité le train rentrant, très léger monté sur des amortisseurs et fixé sur un seul couple. Les ressorts sont des élastiques. La très longue verrière est l’œuvre de Bruno Greuter.

Ma tâche a consisté à réaliser les ailes et l’empennage. Le défi principal était de réaliser les ailes de forme elliptique avec une réalisation positive. Je n’avais pas de fraise CNC pour faire des moules et il s’agissait de réaliser 2 prototypes. Il restait donc la construction en Styropore. Pour respecter l’exactitude du profil, il a fallu réaliser le dernier tiers de l’aile avec de petits segments de styropore: 15 par aile. Le coffrage de l'aile est en abachi très mince. La résistance en torsion est réalisée par un D-box constitué sur les deux tiers de l'aile de carbone de 160 g et 90 g/dm² sur le dernier tiers. Naturellement, les fibres sont orientées à 45° par rapport au longeron. Les parties mobiles de l'aile sont renforcées en fibre de carbone de 90 g/dm². Le longeron est constitué d'un cœur en Rohacell entouré d'une chaussette en carbone. Le longeron s'enfile sur la clef d'aile en fibre d'aramide qui recevra la clef d'aile moulée en carbone. Les forces de flexion sont reprises par une semelle en roving de carbone insérées «mouillé sur mouillé» lors du coffrage de l'aile. Le nombre de roving de carbone décroît continuellement de l'emplanture à l'extrémité de l'aile. Par aile, on compte environ 70 mètres de roving. A l'emplanture se trouvent 2 tétons en aluminium qui se positionnent dans des tubes placés sur le fuselage. Il a fallu beaucoup de doigté et de contrôles systématiques au moyen de chablon pour poncer les ailes au profil. On a construit les winglets amovibles. L'aile est recouverte de fibre de 49 g/dm² recouverte d'un surfacer puis d'une mince couche de peinture blanche à 2 composants très couvrante, giclée par Andi Schwerzmann. Il fit de même sur l'empennage et le fuselage. La peinture a été poncée et polie jusqu'à une finition très brillante. Ensuite, j'ai séparé les gouvernes, les ai fixées avec des charnières en silicone puis installé les servos dans les ailes. L'empennage et la dérive sont construits comme les ailes mais sans longeron. Vu le très long bras de levier arrière, une attention toute particulière a été portée au poids. Sur le Diana 2, l'empennage est placé au niveau du volet de dérive, c'est-à-dire très en arrière, et c'est pourquoi sa fixation et son articulation doit être élaborée et construite minutieusement.

Pour le Diana 2, nous utilisons également un récepteur 10 canaux. 10 canaux suffisent car on utilise la même sortie pour le vario et le crochet de remorquage. On commande les volets sur 3 positions par l'intermédiaire d'un interrupteur 3 positions. Pour la vitesse et le vol lent, tous les volets se déplacent dans le même sens, en augmentant de débattement en allant vers le saumon. En spirale, seuls les volets extérieurs travaillent comme ailerons. Au décollage et à la pente le volet du milieu suit le volet extérieur mais avec un débattement moindre. Avec la position freins, le modèle perd rapidement de la vitesse; c’est pourquoi on corrige la profondeur pour que le modèle ne décroche pas.

Le Diana 2 porte bien son nom. Particulièrement lorsqu’il est ballasté, il gagne en dynamique. La plage de vitesse varie de 30 à 250 km/h. Si on prend de la vitesse d’une hauteur de 300 m avec les volets en négatif pour effectuer un passage sur la piste, on l’entend à peine. La restitution semble interminable. La machine peut effectuer de gigantesques loopings et les tonneaux passent comme sur un rail. Avec une incidence d’un degré, il est optimisé pour la vitesse. Ballasté avec 2700 g (102 g/dm²), il pourrait encore supporter plus de charge à faible vitesse. La charge ne met pas en danger la solidité du modèle car il est calculé pour supporter 25 g. Depuis que les débattements à la profondeur ont été réduits, le Diana 2 vole encore plus lentement, sans tendance à décrocher. Tous les débattements sont faibles mais la dérive doit être maintenue en direction des virages, sinon le Diana 2 reste dans son virage. La stabilité sur trajectoire du Diana 2 est très grande, comme sur un rail. Le dièdre de 2,5° par aile est un minimum. Il est suffisant car la flèche de l’aile aide la stabilisation. A cause du train d’atterrissage relativement bas, le saumon ne se trouve pas si loin du sol et demande de l’attention lors du décollage si la piste n’est pas tondue. A l’atterrissage, le Diana 2 arrive comme sur une trajectoire tendue. Avec des volets en positif le modèle approche lentement, reste stable et il suffit de jouer sur la fonction «butterfly» pour détruire la hauteur efficacement.

Le Diana 2 est un modèle spécial et unique. Au sol et en vol, ses formes gracieuses le distinguent immédiatement des autres planeurs. En vol thermique ou en pente, c’est un plaisir de le faire voler. Sa dynamique de vol semble sans limite. Chaque vol rembourse l’investissement de quelques centaines d’heures investies au développement et à la construction du Diana 2.