Traditii cu care ne mandrim
Data: 16 - 30 aprilie 2014
Traian Vuia si „nasterea“ aviatiei mondiale
Contributiile romanilor la inceputurile aviatiei mondiale au fost numeroase, in randurile acestora situandu-se, la loc de frunte, opera stiintifica si tehnica a lui Traian Vuia. Nu ne propunem, in cele ce urmeaza, o abordare exhaustiva a ceea ce a facut conationalul nostru pentru progresul uneia dintre cele mai fascinante componente ale stiintei si tehnicii universale. Vom puncta doar momentele care se refera la primul avion care a decolat cu mijloace proprii de bord, nu inainte de a reaminti ca a realizat si primul motor pentru avioane din Europa, precum si cele doua elicoptere si unele lucrari referitoare la palele elicopterelor.
O zi intrata in istorie: 18 martie 1906
Trecand la unele detalieri, reamintim ca primul avion care a decolat cu propriile mijloace de bord ruland pe roti prevazute cu pneuri a fost „aeroplanul-automobil“, brevet francez de inventie nr. 322106 din 17 august 1903, publicat la 16 octombrie 1903 si realizat de romanul Traian Vuia, care a efectuat si primul zbor la Montesson (la nord-vest de Paris), la 18 martie 1906. Aceasta masina de zburat, denumita de constructorul sau „TRAIAN VUIA Nr. 1“, a fost un monoplan cu aripa sus, care era construit astfel:
Pe un carucior cvadriciclu, format din tuburi imbinate prin mufe, erau fixati 4 montanti in dreptul axelor rotilor, formand cate doua triunghiuri paralele. Varfurile montantilor din dreapta erau legate de varfurile celor din stanga printr-un ax, care suporta cadrul ce sustinea motorul cu arborele port-elice si elicea si de care se fixau si aripile. Prin urmare, aripile, motorul, arborele port-elice, elicea si planul mobil vertical care forma directia si care se gasea la extremitatea din spate a cadrului mobil, luau, dupa cum le comanda pilotul, aceeasi pozitie in raport cu orizontala.
Dirijarea in plan orizontal se executa prin planul mobil vertical al directiei, iar in plan vertical prin inclinarea aripilor care puteau lua diferite unghiuri in jurul axului orizontal, servind, astfel, si ca profundor.
Aripile erau construite din doua platouri metalice, de forma semicirculara, fiecare avand 12 tuburi de otel cu un diametru de 12 mm, care se puteau plia sau desfasura intocmai ca un evantai. Aceste tuburi, care formau osatura aripii, erau legate intre ele, la extremitatea lor libera, periferica, cu un cablu de otel. Totul era acoperit cu panza de in impregnata. Panza era cusuta de tuburile mentionate si pe cablul periferic.
Cele doua platouri semicirculare se fixau de cadrul superior si erau mentinute in pozitia necesara prin hobane si tendoare ancorate deasupra de doua tuburi, legate intre ele printr-un cablu metalic, sub caruciorul cvadriciclului.
Demontand hobanele si cablurile de fixare a aripilor, ele se strangeau ca un evantai si se puteau rabata in lungul caruciorului, usurand transportul aeroplanului. Ele au fost atat de fin si cu grija lucrate incat aveau o greutate totala de numai 22 kg.
Viziune si talent
Pe carucior se gasea postul de pilotaj, avand in fata doua volane. Unul, pentru comanda rotilor din fata, cand aeroplanul rula pe teren, simultan cu planul de directie, cand se gasea in aer. Al doilea volan permitea, prin rotirea lui, modificarea unghiului de atac al aripii cu tot ceea ce se gasea pe cadrul mobil. In dreapta postului de pilotaj se gaseau un rezervor cu petrol si o cutie, iar sub cadru o butelie cu acid carbonic. Rotile din fata aveau o suspensie asigurata prin arcuri semieliptice.
Motorul a fost conceput si realizat de Traian Vuia, fiind al doilea motor de avion din lume si primul din Europa care a propulsat un aeroplan in zbor.
Din calculele facute de Traian Vuia a rezultat ca motorul de care avea nevoie trebuia sa furnizeze la arborele elicei 20 CP si sa nu aiba o greutate mai mare de 5 kg pe cal putere.
In acel timp realizarea unui astfel de motor parea imposibila.
Traian Vuia, inspirat de motorul de automobil Serpollet care functiona cu aburi, dar care cantarea prea mult pe cal putere, il transforma radical si il alimenteaza cu vapori de bioxid de carbon (CO2). Despre acest motor, Fournier afirma urmatoarele: „Aceasta noua utilizare a motorului cu vapori este extrem de interesanta si constituie una dintre principalele originalitati ale inventiei lui Vuia“.
Motorul aeroplanului „TRAIAN VUIA Nr. 1“ avea patru cilindri amplasati doi cate doi la 180 grade, de tipul cunoscut in prezent sub denumirea de „boxer“. Alimentarea si functionarea motorului se faceau in felul urmator: inainte de decolare se crea presiune in rezervorul cu petrol lampant printr-o pompa asezata pe capacul rezervorului la presiunea ce se controla printr-un mic manometru amplasat pe acelasi capac. Se aprindeau cele 12 becuri Bunsen din cutia de langa postul de pilotaj, in care se gasea o serpentina dintr-un tub legat de butelia cu CO2. Bioxidul de carbon, in momentul cand se deschidea robinetul buteliei, patrundea sub forma lichida in serpentina incalzita de tuburile Bunsen. Aici, caldura produsa prin arderea petrolului vaporiza CO2, care, la deschiderea robinetului - echivalentul actualei manete de gaze - patrundea, la presiunea de 45 - 50 at., prin tubul de admisie in cilindrii motorului, conform ordinii de functionare a motorului. Cum butelia de CO2 avea o capacitate de 13 l, el putea functiona 5 minute si dadea puterea de 20 CP. Motorul cu toate accesoriile avea o greutate de 105 kg, prin urmare constructorul reusise sa obtina integral puterea si greutatea cu putin depasita din proiectul sau.
Elicea aeroplanului „TRAIAN VUIA Nr. 1“ a fost construita de Tatin, care, vazand infiripandu-se masina inventata si proiectata de Vuia, si-a schimbat parerea si l-a ajutat. A fost singura piesa din aeroplan construita de Tatin.
Aceasta elice avea un butuc din bronz turnat si prelucrat, pe care se fixau, de ambele parti, cate doua longeroane. Pe aceste longeroane erau fixate nervuri din lemn, profilate.
Experimentari incununate de succes
Toata constructia era imbracata in matase si vopsita cu lac incolor, formand cele doua pale. Caracteristicile ei erau: diametrul 2,20 m si pasul constant de 2,40 m. Rotile erau asemanatoare celor de bicicleta, dar de un diametru mai mic si mai solide, cu anvelope si camere.
Caracteristicile principale ale aeroplanului-automobil „TRAIAN VUIA Nr. 1“ au fost:
- Anvergura: 8,70 m;
- Lungimea: 5,65 m;
- Inaltimea: 2,90 m;
- Suprafata portanta: 20 m;
- Motorul: 20 CP la 450 rot/min;
- Tractiunea la punct fix: 45 kgf;
- Greutatea totala: 195 kg (cu Vuia la bord, care avea 56 kg, greutatea totaliza 251kg)
Pana la Vuia, planoarele care inregistrasera reusite de zbor erau construite dupa formula biplan utilizata de Lilienthal si Chanute. Aparatul folosea, in premiera, o singura elice, in loc de doua in paralel si contrarotative, cand, incepand cu primul aeromodel, toate cele care au zburat aveau doua elice in paralel si contrarotative. In discutiile cu specialistii, in care i se puneau mai multe intrebari in aparenta din simpla curiozitate, Vuia raspundea: „Ati vazut vreo pasare cu doua randuri de aripi suprapuse? Natura este atat de perfect organizata incat trebuie sa invatam de la ea, sa imitam cat se poate forma si zborul pasarilor. Deci masina de zburat trebuie sa fie monoplana, sa aiba aripi ca ale pasarilor. In ceea ce priveste elicea, sistemul cu doua elice in paralel si contrarotative cere o transmisie complicata, grea si care micsoreaza randamentul total. Asa cum a zburat aeromodelul meu cu o singura elice, am sa va demonstrez ca va zbura si aeroplanul meu“.
Aeroplanul „TRAIAN VUIA Nr. 1“ a fost complet terminat pentru a fi incercat pe teren si in zbor, in luna decembrie 1905. Spre sfarsitul lunii decembrie 1905, Traian Vuia, dupa un plan bine intocmit, si-a inceput experientele de zbor. Este interesant de semnalat faptul ca metoda de incercare a aeroplanului sau este asemanatoare si are aproape aceleasi faze cu felul cum se incearca si in prezent un avion nou, prototip.
In prima etapa, Vuia a rulat cu aeroplanul sau pentru a-l mentine in linie dreapta sub actiunea fortei de propulsie a grupului motopropulsor. Cand a reusit sa-l conduca bine, ca pe un automobil, a trecut la etapa a doua, in care a montat aripa si a incercat acelasi rulaj pe pamant, atingand o viteza de 40 km/ora, desi nu utilizase intreaga putere a motorului si observand, totodata, si tendinta de portanta a aripii. Vuia a facut aceste probe numai in prezenta unuia dintre mecanicii cu care construise aeroplanul. In timpul acestor experiente, fiind frig, Vuia a contractat o raceala din care cauza nu a mai putut sa continue probele decat in februarie 1906.
Asteptand sa se mai incalzeasca vremea, Vuia a fixat ziua de 18 martie 1906 pentru faza decisiva, incercarea in zbor. Era o zi calda, de primavara, cu cer senin. Un vant slab de nord-est matura campia si drumul pe care masina urma sa realizeze viteza necesara sustentatiei, „zborul fiind floarea ce se naste din viteza“ - cum s-a exprimat poetic zburatorul si publicistul francez Ferdinand Ferber. Vuia, ajutat de cativa oameni, scoase imediat dupa masa masina din sopronul in care o adapostise si o impinse pana la drumul care ducea spre Sena. Toti cei care se gaseau prin apropierea locului, vazand aceasta masina cu aripi, se alaturara grupului, privind-o cu multa curiozitate, nerabdatori sa vada daca va zbura. La ora trei dupa-amiaza, Vuia se instala la postul de pilotaj, deschise robinetul buteliei si manevra de cateva ori pompa de pe capacul rezervorului de petrol lampant, pana ce obtinu presiunea necesara alimentarii becurilor din incalzitorul bioxidului de carbon. Apoi aprinse becurile Bunsen. Dupa 5 minute, cand totul era pregatit, tinand mana stanga pe volanul de directie, comanda cu dreapta deschiderea vanei de alimentare a motorului cu anhidrida carbonica gazoasa. Aeroplanul-automobil se puse in miscare si, pe masura ce inainta, isi marea viteza. In zgomotul esapamentului motorului si al elicei, dupa un rulaj mereu accelerat, pe un parcurs de aproximativ 50 m, masina se desprinse de pamant si zbura, spre uimirea si admiratia celor prezenti. Dupa un parcurs in zbor de 12 m, la o altitudine de circa un metru, maneta de admisie a gazelor in motor luneca pe sectorul ei si ajunse la punctul mort. Motorul se opri brusc, elicea se cala, iar masina relua contactul cu solul, ruland pe rotile sale. In timpul acestui rulaj, vantul, care batea lateral, o impinse la dreapta spre un arbore de care, lovindu-se, isi deteriora aripa dreapta si elicea. Vuia se dadu jos din masina, fericit ca reusise sa se ridice de la pamant, asa cum visase. Pe atunci zborul acesta a constituit o performanta deosebita si relevam faptul ca Traian Vuia l-a realizat cu primul sau tip de aeroplan, in faza de experimentare si la prima incercare de zbor. Astfel, in dupa-amiaza zilei de 18 martie 1906, aeroplanul „TRAIAN VUIA Nr. 1“, pilotat de inventatorul sau, a executat primul zbor din lume, in care aparatul s-a desprins de pamant si a zburat prin propriile-i mijloace de bord, fara nicio alta instalatie ajutatoare legata de sol.
N.R.: Subtitlurile apartin redactiei