L’humain en vol stationnaire

As-tu déjà roulé à vélo? Si oui, alors, tu as conduit un véhicule à propulsion humaine. Certains véhicules, comme les voitures et les autobus, utilisent l’essence ou l’électricité pour avancer. Les véhicules à propulsion humaine, eux, utilisent la force musculaire des humains pour se déplacer.

Peux-tu donner d’autres exemples de véhicules à propulsion humaine qui avancent sur le sol? Ou de véhicules à propulsion humaine qui se déplacent dans l’air?

Cette deuxième question est plus difficile, n’est-ce pas? Le vol à propulsion humaine représente un défi depuis longtemps. Par exemple, le célèbre scientifique Léonard de Vinci a dessiné plusieurs aéronefs à propulsion humaine. C’était au 15e siècle!

Le savais-tu? 

Les ingénieurs qui conçoivent des aéronefs s’appellent des ingénieurs aéronautiques.

Pendant des années, plusieurs scientifiques pensaient qu’il était impossible de concevoir un hélicoptère à propulsion humaine. En 1980, on a annoncé qu’une récompense serait remise à quiconque y parviendrait; cette récompense s’appelle le prix Sikorsky. En 2013, une équipe d’ingénieurs de Toronto a finalement remporté ce prix!

Le savais-tu? 

Le prix Sikorsky a été nommé en l’honneur d’un pilote et ingénieur russo-américain, Igor I. Sikorsky. Il a conçu et piloté le premier gros avion multimoteur au monde. Il a également conçu le premier hélicoptère fabriqué en série.

Les membres de l’équipe gagnante provenaient de l’entreprise AeroVelo. Leur hélicoptère s’appelait Atlas.

Ce n’est pas facile de concevoir un aéronef propulsé et piloté par une personne! C’est encore plus difficile de maintenir cet aéronef en vol stationnaire au-dessus d’un point fixe. Il faut des notions complexes d’ingénierie et de physique pour propulser un appareil et le maintenir en vol.

Le savais-tu? 

AeroVelo a également créé le véhicule à propulsion humaine le plus rapide au monde, l’Eta Speedbike. Il peut atteindre des vitesses de 144 km/h!

Pour se soulever de terre, les hélicoptères ont besoin d’une force qui leur permet de s’élever; cette force s’appelle portance. Ils s’élèvent à l’aide de rotors; ceux sur l’hélicoptère Atlas d’AeroVelo tournent à l’aide de poulies. Les rotors sont des voilures tournantes.

Le principe de Bernoulli permet d’expliquer comment les formes d’un aéronef contribuent à générer une portance. Chaque rotor d’un hélicoptère est une voilure, dont la surface supérieure est courbée. Quand l’air passe au-dessus de la surface supérieure courbée, il se déplace plus rapidement que l’air qui circule en dessous de la voilure. Cela tire l’hélicoptère vers le haut.

Les rotors qui possèdent une grande superficie peuvent générer une plus grande portance. L’hélicoptère d’AeroVelo a quatre grands rotors. Chaque rotor mesure 20,4 mètres de long.

Tout hélicoptère à propulsion humaine doit être léger. Il faut que la force qui le fait monter vers le haut soit plus grande que le poids qui le tire vers le bas. Le poids correspond à la force que la gravité exerce sur un objet.

Pour construire leur hélicoptère, les ingénieurs d’AeroVelo ont utilisé des matériaux résistants et légers. Ils ont surtout utilisé des tubes en fibre de carbone. Ils ont aussi utilisé un type de bois léger, mais résistant, appelé bois de balsa.

Au total, l’hélicoptère pèse 55 kg. C’est à peu près le même poids qu’une petite femelle golden retriever. Ce poids n’inclut pas la masse du pilote, Todd Reichert. Il était assis sur une selle de bicyclette. Comme tu peux l’imaginer, cette bicyclette a été considérablement modifiée!

M. Reichart et l’hélicoptère d’AeroVelo ont plané à 3,3 mètres au-dessus du sol. C’est un petit peu plus haut qu’un panier de basketball! L’aéronef s’est maintenu à cette hauteur pendant un peu plus d’une minute. Pour être exact, il a plané pendant 64,11 secondes.

M. Reichert a établi un record du monde pour avoir réalisé le plus long vol stationnaire à propulsion humaine. Quelle surprise pour les gens qui avaient dit que c’était impossible!