Voler à la force des muscles

Âge : 53 ans, docteur en aéronautique.
Président d'AeroVironment, Inc., une entreprise spécialisée dans la recherche, les services et les produits dans les domaines de l'environnement et de l'énergie.

Pilote : vol à voile, petits avions monomoteurs et multimoteurs, brevet de vol aux instruments, deltaplane, avions à propulsion musculaire. Il vole pour le travail, pour le plaisir et en compétition. Depuis quelque temps, le manque de temps l'empêche de voler.

Champion du monde de vol à voile en 1956.

Inventeur du « MacCready Speedring », un instrument de vol à voile permettant de déterminer la

dans les zones de courants descendants.

Il était présent au milieu des années soixante lorsque Richard Miller, un journaliste, a effectué les premiers vols en Rogallo avec son « papillon de bambou ».

En 1974, il a mis son ordinateur à la disposition de Taras Kiceniuk, alors collégien, afin que celui-ci puisse développer le profil de l'Icarus V.

Il a trois fils : Parker (19 ans), Tyler (17 ans) et Marshall (11 ans). Parker et Tyler pratiquent le vol en deltaplane depuis sept ans.

Il a récemment proposé un programme d'essais en soufflerie visant à étudier les caractéristiques de stabilité de différents planeurs de type Rogallo. Ce programme sera mené dans le courant de cette année à l'université de Stanford, à San Francisco. La NASA le finance et met ses installations à disposition. Paul MacCready est membre du comité consultatif.

En juillet 1976, il décida de se lancer à la conquête du prix Kremer. Son idée était de tripler l'envergure
d'un planeur de type « hang glider » tout en conservant le même poids. Un an plus tard, le 23 août 1977, il remporta le prix de 50 000 livres sterling avec un appareil, le « Gossamer Condor », qui constituait une version légèrement améliorée de son idée initiale.

Il travaille actuellement sur une version encore améliorée, le « Gossamer Albatross », afin de remporter un nouveau prix Kremer, doté d’une somme encore plus importante, pour la traversée de la Manche.

La tentative devrait avoir lieu au printemps. Le chef de projet est Stirling Stoll, l’un des
meilleurs pilotes de deltaplane au monde et collaborateur de Seagull Aircraft.

Auteur de divers articles sur les turbulences et la sécurité, l’aérodynamique et les performances aérodynamiques des oiseaux, parus en 76/77 dans « Hang Gliding ».

Q : Quelles sont les principales améliorations apportées à l'Albatross par rapport au Condor ?

R : Les proportions sont les mêmes, tout comme le système de pilotage, car nous avons constaté qu’il fonctionnait bien. La longueur du profil est réduite d’un tiers et l’ensemble présente un meilleur profil aérodynamique. Les ailes et le stabilisateur sont construits avec plus de soin, un peu comme sur un planeur, sans plis ni froissements. L'ensemble de la structure est de meilleure qualité, plus légère et plus résistante. L'Albatross se pilote donc avec moins d'effort.

Q : Malgré une surface alaire plus petite ?

R : Comme nous construisons mieux l’aile, elle fonctionne mieux et offre des coefficients de portance plus élevés. Le rendement de l’ancienne aile n’était pas très bon, car elle était construite de manière un peu bâclée.

Q : Pourquoi l’aile est-elle en flèche ?

R : La raison principale était le placement du centre de gravité. Si nous n’avions pas de flèche, compte tenu de la conception de la structure, avec le longeron vertical passant par le point de jonction des longerons, le centre de gravité serait trop en arrière. La solution la plus simple pour ajuster le centre de gravité était de donner de la flèche aux ailes. La courbure contribue peut-être aussi à la stabilité. Nous n’avons pas étudié si elle présentait des avantages aérodynamiques.

Q : Pourriez-vous nous parler du profil de l’aile ? Ne serait-ce pas un bon profil pour un deltaplane ?

R : Ce profil semble bien fonctionner. Nous l’utilisons pour l’aile, le stabilisateur et l’hélice, qui fonctionnent tous à peu près au même nombre de Reynolds. Nous ne l’avons jamais testé de manière approfondie. C’est mon collaborateur, le Dr Lissaman, qui l’a conçu et, lorsque nous l’avons installé, nous en avons été satisfaits. Nous avions auparavant testé toute une série d’autres profils, qui n’étaient pas aussi performants.
Je ne saurais dire s’il convient à un planeur de type « hang glider ». Il serait probablement assez efficace, mais je ne peux pas le garantir. On peut concevoir un profil en vue d’applications bien précises. Si quelqu’un souhaite construire un planeur de type « hang glider », il doit d’abord réfléchir aux caractéristiques que doit présenter son appareil. Il peut ensuite développer un profil qui répondra au mieux à ses exigences.

Q : Avez-vous calculé votre profil de manière à obtenir le meilleur rapport portance/traînée possible à la vitesse de vol souhaitée ?

R : Les méthodes de conception ne sont pas aussi sophistiquées. Nous avons visé un coefficient de portance élevé avant le décrochage, ainsi qu’un moment d’instabilité aussi faible que possible, de faibles valeurs de traînée sur une large plage d’angles d’attaque et une insensibilité aux imprécisions de construction.

Q : Envisagez-vous de publier votre profil aérodynamique ?

R : C’est déjà le cas. Nous vendons le plan du Gossamer Condor au prix de 75 dollars : 60 pages, comprenant du texte et des images, ainsi que 12 dessins, dont le profil. Pour ceux qui ne s’intéressent qu’au profil, nous le
fournissons également séparément, avec le dessin et les coordonnées.
(Adressez-vous à : AeroVironment, Inc. – 145 Vista Avenue – Pasadena, Ca. 91107).

Q : Vous intéressez-vous aux avions à propulsion musculaire à titre professionnel, ou s'agit-il d'un loisir ?

R : J’ai trouvé le prix de 50 000 livres très motivant. Cela donnait l’impression qu’on pouvait le remporter sans trop d’efforts et qu’on pouvait réaliser un joli bénéfice. Au fil du temps, le projet a vraiment suscité un intérêt croissant chez nous, alors qu’il s’avérait de plus en plus clairement que l’effort requis était plus important que prévu et que cela ne rapporterait pas grand-chose financièrement. À ce stade, cependant, le projet était déjà devenu un passe-temps fascinant.

Q : Selon vous, quelle est l’importance de vos avions à propulsion musculaire du point de vue de
la technologie aéronautique en général ?

R : Je suppose qu’à l’avenir, dans le domaine des avions ultra-légers, on accordera davantage d’attention aux aspects aérodynamiques. Les planeurs, avec ou sans moteur, peuvent certainement encore être considérablement améliorés. Je ne pense toutefois pas que les caractéristiques de conception de nos avions puissent être transposées aux futurs avions de série. La seule véritable nouveauté chez nous réside dans la combinaison du stabilisateur inclinable et de l’aile flexible. Mais au fond, les oiseaux fonctionnent ainsi depuis 100 millions d’années. Ce système n’est donc pas si nouveau que ça. De plus, il ne semble pas non plus adapté aux avions de série. Bref, je ne pense pas que nous soyons en passe d’apporter une contribution à l’aviation traditionnelle.

Q : D'une certaine manière, vos avions ont un lien avec les Rogallos. Comment cela se passe-t-il exactement ?

R : Si je ne m’étais pas autant intéressé aux deltas à l’époque, le Gossamer Condor n’aurait jamais vu le jour. À l’époque, je passais souvent mes week-ends avec mes enfants, et ensemble, nous construisions des Rogallos. C’est ainsi que j’ai acquis des connaissances sur la construction des Rogallos, qui m’ont d’ailleurs impressionné par leur simplicité. Les deltaplanes ont donc apporté certains concepts de développement au Condor. Plus précisément, le Condor était le résultat d’études mathématiques que j’avais menées pour comparer les cerfs-volants delta, les oiseaux et les planeurs, en termes de vitesse de vol et d’énergie nécessaire pour maintenir un état de vol stationnaire.

Q : Les planeurs Rogallo vous ont-ils donc servi de source d’inspiration ?

R : Oui. Ils en ont été un élément. Pas le seul. Il y en avait d’autres.

Q : Je trouve tout de même remarquable qu’un éminent spécialiste comme vous se laisse influencer par un milieu où s’activent principalement des profanes sans aucune connaissance ni expérience. L’attitude typique
de spécialistes moins éminents face à ces efforts était le scepticisme, voire l’hostilité.

R : Eh bien, je suis moi-même un profane en matière de construction aéronautique. Bien que titulaire d’un doctorat en aéronautique, je n’ai jamais exercé ce domaine à titre professionnel, mais uniquement comme loisir. Et ce loisir s’est d’ailleurs limité au pilotage d’avions. Dans le domaine de la construction aéronautique, je suis un débutant. Cependant, c’est peut-être justement ce qui a joué un rôle important dans le développement du Gossamer Condor. Si j’avais eu plus d’expérience, mes idées auraient suivi des lignes plus conventionnelles, à l’instar de celles des autres concurrents au Prix Kremer avant moi. Le fait de ne pas avoir d’expérience m’a contraint à repenser le projet dans son ensemble, à définir un point de départ correct, puis, à mesure que les éléments prenaient forme les uns après les autres, à toujours faire ce qui semblait le plus simple, sans me soucier de la manière dont d’autres l’avaient fait avant moi.

F : Une réflexion remarquable. Le manque d’expérience comme atout dans la recherche.

R : Oui, cela peut effectivement avoir cet effet.

F : Voyez-vous un intérêt scientifique dans les planeurs modernes de type Rogallo ?

R : Cela m’a surpris, tout comme beaucoup d’autres passionnés d’aviation, que ce type d’appareil ait atteint un niveau aussi remarquable de performances et de maniabilité. Je n’aurais jamais cru qu’il fonctionnerait un jour aussi bien qu’il le fait aujourd’hui. Et cela s’explique par le fait que tant de personnes ingénieuses et travailleuses se sont investies dans son développement, accomplissant un travail de développement colossal, de manière laborieuse pour ainsi dire, par « essais et ajustements ». Je pense toutefois que l’aile Rogallo se trouve en quelque sorte dans une impasse. On ne peut plus la faire évoluer beaucoup plus loin. Je prévois que les avancées les plus passionnantes des cinq prochaines années viendront du domaine du contrôle aérodynamique, non seulement pour les appareils rigides, mais aussi pour les appareils flexibles. Nous disposerons de commandes positives sur trois axes. De nombreux passionnés du delta s’y opposent par attachement émotionnel. Ils préfèrent la liberté et la simplicité des appareils actuels, qui leur procurent la sensation d’un contact direct avec l’air. Mais s’ils avaient ne serait-ce qu’une seule fois l’occasion de voler dans un avion doté d’un système de pilotage positif sur trois axes, offrant des performances en vol lent équivalentes, voire supérieures, et d’y être assis plutôt que suspendus en dessous, ils se rendraient très vite compte qu’ils se sentiraient tout aussi connectés à l’air, voire davantage. Je me souviens d’un planeur à cockpit ouvert capable de voler lentement, à 45 km/h. Cet appareil était tout aussi passionnant qu’une aile delta. Je me sentais aussi connecté à l’air que cela est humainement possible.

Q : Selon vous, le manque de stabilité est-il une caractéristique inhérente aux Rogallos ?

R : Non. On peut certainement résoudre ce problème. Mais je ne suis pas sûr qu'il soit possible de le résoudre de manière simple. Chaque fois qu’on se heurte à un problème, il faut trouver une solution qui se traduit le plus souvent par une complexité accrue, de sorte qu’on aboutit finalement à quelque chose qui fonctionne parfaitement, mais qui est tellement compliqué que son charme initial a disparu.

Q : Le planeur Rogallo va-t-il donc peut-être disparaître avec le temps ?

R : C’est difficile à prédire. Il est en effet compliqué de rendre une aile flexible aussi performante qu’une aile rigide. La forme exacte des 20 premiers centimètres du profil, mesurée à partir du bord d’attaque, est extrêmement importante pour obtenir un rapport portance/traînée favorable. Or, le tube d’aile rond d’un Rogallo n’est pas vraiment un bord d’attaque bien formé. Il faudrait donc d’abord améliorer ce contour pour obtenir un profil plus favorable. Il faudrait ensuite prévoir davantage de lattes. C’est certainement possible. Mais je doute qu’il soit judicieux de s’efforcer de rendre rigide un Rogallo, ce qui le rendrait de ce fait beaucoup plus compliqué. Il serait bien plus logique de choisir comme point de départ une structure qui réponde au mieux aux exigences sur le plan aérodynamique et élastique.

Q : En discutant avec plusieurs spécialistes américains du vol libre, j'ai constaté qu'ils n'évaluent plus leurs appareils uniquement en fonction de leurs performances aérodynamiques, mais plutôt en fonction de leur « performance effective ». Par « performance effective », ils entendent la capacité d'un parapente à rester en altitude. La plupart des vols effectués avec ces appareils se déroulent dans des conditions où une bonne maniabilité et une réaction rapide aux mouvements de commande ont une influence plus déterminante sur la durée du vol qu’une vitesse de descente légèrement supérieure. Les efforts déployés ces deux dernières années ont d’ailleurs visé à améliorer la maniabilité, et des résultats remarquables ont été obtenus, souvent au détriment, dans une certaine mesure, des performances aérodynamiques. Ne pensez-vous pas qu’on néglige des facteurs importants lorsqu’on se concentre uniquement sur les performances aérodynamiques ?

R : Je suis d’accord. Mais avec ces ailes flexibles, c’est justement ainsi – ce que vous dites le confirme – que la maniabilité se fait au détriment des performances. En réalité, il s’agit là d’un compromis perpétuel. On essaie d’atteindre un maximum de performances tout en conservant une maniabilité et une stabilité acceptables. Il en résulte qu’il faut toujours évoluer à proximité de la limite de danger. Avec une aile rigide, on peut encore augmenter considérablement les performances tout en conservant une maniabilité parfaite. Cela nous ramène à la philosophie selon laquelle il est bon d’avoir une aile qui remplit la fonction d’une aile, une queue qui remplit la fonction d’une queue et un fuselage qui remplit la fonction d’un fuselage. Si l’on commence à mélanger les fonctions, il ne faut pas s’étonner que les performances diminuent. On gagne en simplicité, mais les résultats sont moins bons.

Q : Selon vous, quel sera l'impact du vol en planeur de pente sur l'aviation ?

R : J'envisage l'avenir de l'aviation ultra-légère avec enthousiasme. Je m'attends à voir se développer un secteur gigantesque qui produira des aéronefs sûrs, bon marché et ludiques. C'est un domaine très prometteur qui pourrait bien dépasser en volume l'aviation privée actuelle au cours des cinq prochaines années. Nous ne disposons pas encore d’appareils viables. Je pense qu’une collaboration plus étroite entre de brillants aérodynamiciens et des passionnés de vol à voile inventifs pourrait donner naissance à des avions ultra-légers viables.

Q : Pensez-vous que les planeurs motorisés aient un avenir ?

R : Oui, mais pas avec ces moteurs lourds. Actuellement, les planeurs sont encore trop peu performants et trop lourds, ce qui les oblige à utiliser un gros moteur qui alourdit encore davantage l'appareil et génère un bruit et des vibrations considérables. Il faudrait avant tout mettre au point un planeur offrant de meilleures performances aérodynamiques et encore plus léger. Un petit moteur suffirait alors, et l'ensemble ne serait pas plus lourd que les appareils non motorisés courants aujourd'hui.

Q : Les avions ultra-légers vont-ils devenir encore plus légers ?

R : Oui. Plus légers et moins puissants. Il est possible de développer un planeur de type « hang glider » avec une vitesse de descente de 50 cm/sec. Un tout petit moteur suffirait alors pour la montée.

Q : À quel poids pensez-vous ?

R : Environ 20 kg. Peut-être un peu moins, avec le moteur et tout le reste.

Q : J'ai entendu dire que vous participiez à un programme de recherche de l'université de Stanford.

R : J'ai contribué à sa mise en place et je suis membre du comité consultatif.

Q : Quel est l'objectif de ce programme ?

R : Mieux comprendre les conditions de stabilité et le pilotage des deltaplanes.

Q : Vous souhaitez susciter l'intérêt des aérodynamiciens professionnels et universitaires pour ce sujet ?

Lorsque, le 23 août 1977, à l'aéroport de Shafter en Californie, Bryan Allen, aux commandes du « Gossamer Condor », une conception du célèbre pilote de planeur Paul MacCready, avait rempli les conditions requises pour remporter le prix Kremer, l’histoire du vol à propulsion musculaire était entrée dans une nouvelle ère. Ce prix était décerné depuis dix-huit ans. Il avait entre-temps été porté à 50 000 livres sterling et exigeait un décollage sans aucune aide extérieure, ainsi qu’un vol à trois mètres d’altitude en formant un huit.

L’avion a décollé à 19 h 30 et a atterri 7 minutes et 27,5 secondes plus tard. Le vol avait duré 6 minutes et 22,5 secondes, le parcours officiel consistant à effectuer un huit autour de deux pylônes situés à 800 m ( $rac{1}{2}$ mille), à une hauteur de 3,0 m (10 pieds) au départ et à l’arrivée. La vitesse de vol était comprise entre 16 et 18 km/h. La distance totale parcourue entre le décollage et l'atterrissage était de 2,17 km, dont 1,85 km correspondaient au parcours exigé.

Paul MacCready s'est vu décerner le prix le 30 septembre.

A : Exactement. Lorsque le vol en deltaplane a fait son apparition au début des années 70, beaucoup de gens, surtout parmi les pilotes de planeur, ne vouaient qu’un profond mépris aux cerfs-volants de type Rogallo. Il a fallu un certain temps avant que ce type d’appareil ne gagne suffisamment en crédibilité pour que les professionnels commencent à s’y intéresser. Aujourd’hui, le champ est ouvert pour que les connaissances de l’aviation traditionnelle puissent s’allier à la créativité et à la vitalité des milieux du vol libre.

Chaque fois qu’une nouveauté voit le jour, il y a toujours des gens pour s’y opposer. Le pionnier doit simplement ignorer ces influences négatives. D’un autre côté, il doit essayer de tirer parti des connaissances existantes.

Q : Pensez-vous que la FAA (Administration fédérale de l'aviation) agit correctement ?

R : Oui.

Q : Vous estimez donc qu'il est justifié qu'elle ne s'occupe pas des planeurs de type « Hängegleiter » ?

*Bill Watson tient une partie de l'aile non carénée. Celle-ci est composée de tubes en graphite fabriqués à la main, de nervures en mousse de fibre de verre renforcée avec un croisement diagonal. Les fils visibles sont en Kevlar.*

R : Elle ne cherche pas à aider ni à encourager. Mais elle suit l'évolution des événements et laisse par ailleurs aux initiatives une marge de manœuvre juste et raisonnable.

Je ne peux bien sûr pas savoir comment les choses vont évoluer. Mais je suis convaincu que la logique continuera de prévaloir. Lorsque de meilleurs planeurs feront leur apparition et qu’il y en aura plusieurs centaines de milliers en service, la FAA devra bien se pencher sur la question. À l’heure actuelle, on compte peut-être 30 000 planeurs aux États-Unis. Ils n’effectuent que de courts vols et de manière peu fréquente. Leur « coefficient d’utilisation » de l’espace aérien est donc minime. Cela changera bien sûr si leur nombre se multiplie et s’ils sont utilisés plus souvent et plus longtemps grâce à des groupes motopropulseurs.

Q : Qui finance le programme de Stanford ?

R : La NASA.

Q : Donc le gouvernement ?

R : Oui. Ces derniers temps, la NASA apporte un soutien accru à l’aviation privée. Auparavant, elle s’occupait davantage de la grande industrie et de l’aviation militaire.

Q : Auriez-vous un conseil à donner aux pilotes de planeurs ?

R : Plus les milieux du vol libre collaboreront avec l'aviation traditionnelle, mieux ce sera. Le vol à voile doit encore gagner en maturité. On lit encore dans les publications consacrées au vol à voile des articles qui idéalisent de manière naïve et romantique les dangers de ce sport et présentent comme modèle le « dur à cuire » émotionnellement immature. C'est certain : voler, c'est amusant ; voler de manière dangereuse, ça ne l'est pas. Cette prise de conscience s'impose de plus en plus dans ce pays. Les pilotes et les fabricants agissent de plus en plus selon la devise selon laquelle la sécurité prime sur la performance. Malheureusement, ce processus d'apprentissage a coûté la vie ou la santé à tant de personnes

coûté. D'un autre côté, le programme d'examen de type de la HGMA est un bon exemple de développement intelligent, qui prouve que la communauté des adeptes du vol libre est capable de s'autoréguler dans l'intérêt de sa propre sécurité.

*C'est fait !
**Le 12 juin 1979, Allen a « pédalé » jusqu’à Calais à bord du Gossamer Albatros en 2 h 40 min, remportant ainsi pour lui-même et pour l’équipe MacCready le prix Kremer (360 000 francs suisses).*
*Ce texte, que je trouve tout à fait remarquable, a été publié dans le MFS grâce à l’intervention de la Fédération suisse de vol libre (SHV). Un grand merci à M. Pfändler, président de la SHV ! Je tiens également à remercier la rédaction de l’Aero Revue d’avoir renvoyé cette interview à l’auteur sans l’avoir publiée. Réd.*