Parlons G's - Qu'est-ce qu'une balance accélérométrique appliquée au parapente ?

[coumeduger]

Salut à tous

En attendant qu'une intelligence artificielle réinvente la formulation des lois de la physique et des règles de la mécanique (*) et nous les rende complétement inintelligibles, on peut toujours essayer de nous construire une réprésentation simple et utile à comprendre des phases les plus dynamiques de nos vols.

Commençons par le fonctionnement d'une balance accélérométrique qui nous renseigne sur ces G's, telles qu'en proposent un certain nombre d'intruments de vol, avec des capacités et des fréquences d'acquisition pouvant ou pas être paramétrées.

  
" Quésaco ? "

Une balance accélérométrique est une chaîne de mesure et d'acquisition.

En version 3 axes (telle que le 'Balance Tracking System MEMO' dont il a eté question sur d'autres fils de discussion), elle rend compte du facteur de charge (le rapport entre un poids 'apparent' et un poids mesuré au repos sur une balance) subit par le pilote suivant trois axes.

Ces axes sont traditionnellement positionnés et identifiés comme suit :

- l'axe X est parallèle à la trajectoire

- l'axe Y est un axe qui est horizontal (en vol droit à vitesse constante) et qui perpendiculaire à la trajectoire

- l'axe Z se déduit des deux précédents pour former un trièdre orthonormé direct.

Les trois valeurs Ax, Ay, Az sont les normes des trois composantes du 'vecteur accélération' (accélération dans ce qui suit) tel qu'il est ressenti par le pilote.


A l’arrêt, ou en translation à vitesse constante, la norme du vecteur dont la balance donne les normes des trois composantes (Ax, Ay, Az) est égale à la valeur de la gravité locale : des pesons placés au bas des élévateurs mesureraient le poids exact du pilote et de sa sellette.

Cela signifie que les forces aérodynamiques en jeu (portance et trainées) équilibrent parfaitement la gravité terrestre (1G étant la référence, correspondant à la valeur locale de la gravité terrestre - environ 9,81 m/s2), gravité qui s'exerce en sens opposé.

Le principe de fonctionnement de la balance ainsi posé, on comprend que le pilote ressent dans ses chairs le facteur de charge observé par la balance comme un effet qui s'exercerait dans une direction opposée à l'accélération 'réellement à la manœuvre'!

Une balance accéléromètrique fourni ainsi une information correspondant au ressenti du pilote (ou du passager d'attractiins de type 'montagnes russes').

C'est le fameux 'effet centrifuge' ressenti en virage.

L'accélération , dont les variations en intensité et en orientation détermine celles du vecteur vitesse, est celle qui agit pour 'tordre' la trajectoire.

Du moins tant qu'il y a possibilité de transferts entre l'énergie cinétique et l'énergie potentielle de l'équipage qui sont l'"essence" et de "réservoir" du vol.

Etude de cas :

1- Le virage équilibré

En virage équilibré, la balance fournit une mesure (rapportée aux masses en mouvement, soit en nombre  de Gs) combinant :

a/ d'une part,  des effets aérodynamiques centripètes (générés par l'augmentation de la vitesse sur trajectoire associée aux effets de l'inclinaison de la voile et des actions du pilote, aux commandes, à la sellette, aux élévateurs, etc.),

b/ d'autre part, de la portance et des trainées (elles aussi accrues du fait de l'augmentation de la vitesse précitée), ces dernières devant toujours équilibrer la gravité terrestre (1 G comme c'était le cas en vol droit) dans le cas d'une attitude de vol stable, c'est à dire à une inclinaison et à une vitesse constantes.

Sinon, grossiérement deux cas de figure :

i/ Soit elles exercent moins que la gravité (roulis excessif), l'aile va s'engager dans une spirale avec un taux de chute en augmentation (c'est la gravité qui agit)

ii/ Soit elles exercent plus que la gravité (e.g. contre sellette, action profonde sur les commandes), et alors l'aile va s'inscrire dans une ressource (restituant en altitude et/ou en trainée de dissipation l'énergie acquise en spirale).

2- En chute libre (cas d'une détente des suspentes lors d'une abattée non contrôlée), la balance indiquera des valeurs proches de zéro alors que le pilote dégringole les étages selon les seules règles de la balistique, tant que rien ne s'oppose à la gravité, la vitesse n'est pas encore assez élevée  (secours pas ouvert et/ou  bord d'attaque encore bien 'mordant') pour que la résistance de l'air freine la chute.

Dans un air agité, comme en situation d'incident de vol, tout ce passe comme si l'on passait continuement d'une attitude de vol à l'autre.

En pratique, notre trajectoire subit des inflexions et/ou des brisures témoignant de phases où les accélérations vont croitre et décroitre plus ou moins brutalement, nécessitant de la part du pilote des actions adaptées, c'est à dire d'appliquer des efforts proportionnés en intensité et en vitesse, respectivement aux G's ressentis et à la vitesse de leurs variations (**) :

- action "tempo" ample et rapide appliquée dans un temps 'faible' du facteur de charge,

- contre puissant (et résolu) a la commande extérieure ou aux deux commandes pour sortir d'une autorotation ou d'un verrouillage en spirale.

Cela vous intéresse ? Dites le nous !

(*) lien: 'Les Physiciens de l'IA'
https://m.youtube.com/watch?v=JPeUGz2geHo&t=3s
[vlog du Journal de l'espace]

(**) : la vitesse de variation de l'accélération (dénommée par les anglosaxons 'jerk') est une notion importante pour appréhender l'accessibilité d'une aile de parapente, et l'adéquation pilote / équipement.

[coumeduger]

Les trois axes (convention standard)

Dans les figures ci-dessous sont illustrées les trois composantes de l'accéleration subie par le lapin assis dans le sens de la marche dans une voiture évoluant sur une voie de montagne russe, conçue, réalisée et maintenue dans les règles de l'art.

On note tout de suite que le cahier des charges vise à faire ressentir aux passagers une grande amplitude d'accéleration selon l'axe Az qui est la verticale locale (dans la voiture).

En comparaison les amplitudes selon des axes Ax (lancement et freinage en fin de parcours) et latérales sont etonnament faibles, en dépit des tonneaux et des boucles effectuées par la voiture !

Il y a de bonnes raisons à cela : l'objectif est de permettre à des personnes en bonne santé d'expérimenter en oleine conscience des sensations exceptionnelles, qu'ils ne rencontrent pas dans leur vie courante, sans les blesser, ni les rendre malades, ni leur faire perdre connaissance.

Car à l'origine des aventures de ce lapin, il y a une histoire... d'oeufs aux G's !

[coumeduger]

Était "Vitesse limite en autorotation"
http://www.parapentiste.info/forum/lcdv-ffvl/vitesse-limite-en-autorotation-definition-t61650.0.html;msg825307#msg825307

Était 'Première SAT en kite ?" :
http://www.parapentiste.info/forum/autres-questions-techniques/high-arc-winglets-une-tendance-durable-en-parapente-t62262.0.html;msg825370#msg825370

[coumeduger]

1ers enregistrements des accélérations associées à la voltige parapente (Coupe Icare).

[coumeduger]

22 septembre 2006 (Coupe Icare)

[coumeduger]

22 septembre 2006 (Coupe Icare)

[coumeduger]

22 septembre 2006 (Coupe Icare)

Mise en virage :

http://www.parapentiste.info/forum/autres-questions-techniques/tendance-a-la-vrille-a-plat-de-certaines-voiles-t62393.0.html;msg826817#msg826817

[...]

 5 secondes de la vie de Raul à son bureau, quelques dizièmes de seconde avant qu'il ne lance un infinity.

Son aile d'accro est très intéressante à observer car très chargée et faiblement amortie, amplifiant tous les mécanismes qui font le vol en parapente.

Cf. le graphe ci-dessus

En rouge, c'est l'accélération. Les trois autres courbes représentent la norme des trois composantes vectorielles de cette accélération mesurée à l'aide d'une balance accelérométrique.

En vol droit, elle indique 1 G (la portance équilibre la gravité terrestre)

Après un top synchro (pour la vidéo embarqué), Raul engage son virage. Qu'observe-t-ons alors ?

1- pendant un peu moins d'une seconde, l'accélération mesurée augmente : l'action sur la commande forme un volet qui augmente la portance et produit un roulis inverse qu'il faut contrer la sellette. Les trainées ayant augmenté dans une moindre mesure, l'aile ralentit momentanément.

2- une fois le roulis 'verse' initié, le virage s'amorce du côté où la commande a été abaissée et l'accélération diminue  : une part de la portance ayant été alors détournée pour dévier la trajectoire, c'est la gravité qui prend le dessus. Le taux de chute augmente, et avec lui la vitesse sur trajectoire.

Ici, la vitesse augmentant raidement avec l'inclinaison (c'est ce que cherche ici Raul !), l'effort nécessaire à maintenir l'aile en spirale augmente avec lui et l'accélération va croître jusqu'à ce que Raul inverse et déclenche son infinity... à plein facteur de charge... et hop, salto avant !

3- A ce stade, en jouant harmonieusement des commandes et de la sellette, le pilote plus soucieux de son équilibre  peut maintenir un virage équilibré à inclinaison et vitesse constante, d'autant plus facilement que son aile 'traine' et amortit les oscilations intempestives, à une vitesse qui sera forcément plus élevée que celle du taux de chute mini en vol. [...]

[Willitou]

http://www.voler.info/media/pujol.pdf

[coumeduger]

Salut

http://www.voler.info/media/pujol.pdf

Oui, bien vu Willitou
Un vieux ça radote, ça se répéte...
En fait, propos recueillis par Sascha lors de la Coupe Icare 2009

[wowo]

Salut

http://www.voler.info/media/pujol.pdf

Oui, bien vu Willitou
Un vieux ça radote, ça se répéte...
En fait, propos recueillis par Sascha lors de la Coupe Icare 2009

Le drame est là me semble-t-il, qu'il faille radoter pour tenter et espérer se faire entendre sur un sujet aussi important car impactant directement sur notre sécurité dans nos pratiques. 

Maintenant cet article vaut déjà la lecture et à minima seulement le coup d'oeil pour voir la tête du patron de Swing, Günther Wörl et de son probable assistant devant un Paul inspiré et convaincu par l'impératif d'une prise en compte d'une situation à forts risques.

Et que s'est-il passé depuis ?...

[coumeduger]

Salut

Il est un exemple bien documenté en la matière par le DHV.

Un exemple d'un modèe problématique d'un constructeur sérieux, respecté et innovant qu'il convient de ne surtout pas stigmatiser, car pour ce cas connu, combien d'autres modèles de marques aujourd'hui en activité ou disparues ont passés sous les radars depuis trente ans ? Impossible de répondre.

L'analyse démontrait dès 2012 sans ambages que la connaissance de faits choquants ou d'avis clivants sans curiosité ni capacité de remise en question n'empêche pas l'occurence d'événements probables, jusqu'à ce que ceux-ci dépassent la capacité d'occultation de notre conscience collective.

Car à l'épreuve de démonstrations estivales quotidiennes sur les sites les plus fréquentés des 360 engagés jusqu'au sol, des SAT et autres manoeuvres souvent bien maîtrisées par des pilotes entrainés, toutes les recommandations de prudence, préconisations de maintenance, tous les avertissements se délitent dans la tête des pratiquants.

D'ailleurs, combien de ces pratiquants-consommateurs, par ailleurs avertis en matière de prix d'achat et de revente, lisent aujourd'hui les manuels ?

Depuis que les 1ers résultats du projet MEMO ont éte formulés en 2007, une vingtaine de concepteurs, managers, importateurs ou représentants de marque et formateurs ont été contactés et une dizaine personnellement informés quand ils l'ont demandé lors de trois éditions consécutives de la Coupe Icare des caractéristiques des chaînes de mesure employées et des protocoles validés par AEROTEST pour les mettre en oeuvre dans l'optique d'analyser le comportement spirale des ailes de parapente et leur susceptibilité vis à vis des caractéristiques géométriques des harnais sellettes (il n'était alors pas encore question de cocons...).

Mais pas que de cela.

Que ceux qui l'ont soutenu ou ont personnellement mouillé la chemise sur le projet MEMO ou poussé ses résultats et des propositions réformatrices lors de réunions normatives en soit remerciés.

Ils se reconnaitrons s'ils lisent ces mots.

Je citerai seulement Pierre Naville pour les raisons que vous imaginez... Pierre et Seiko qui ont modestement sauvé des vies en démontrant que de nombreux couples conteneurs harnais - pods parachute ne fonctionnaient plus sous 3-4 Gs.

A lire ou relire sur le sujet un étude réalisée par Mark Wilkes et les commentaires de Jerôme C. :
https://paragliding.rocktheoutdoor.com/conseils/extraction-secours-g-force/

Nota : le G-force trainer des Passagers du Vent a atterri chez Bol d'Air à la Bresse, détourné de sa vocation initiale et transformé en un manège à sensations, mais toujours en France.

[coumeduger]

Du côté des structures, on a l'habitude de penser qu'une aile de parapente est indestructible, comme un parachute de secours. Loin s'en faut.

Ces dernières années ont été rapportées des ruptures de cloisons, des arrachages de point d'ancrage.

Etonnant ? Re : non

Considerons tout d'abord la norme EN926-1

Elle ne demande que la vérfication expérimentale d'une résistance '9lancher' équivalente à 8G ( 8 fois le PTV maximal déclaré par le représentant de la marque ) en vol droit.

Or c'est déjà ce que l'on a pu observer sur une aile biplace en sortie de 360 

Sachant par ailleurs (une simple observation des trajectoires en 360 ou en SAT le laissait pressentir avant les résultats precis acquis avec les instruments MEMO) que les ailes modernes sont capables de générer en quelques dixièmes de secondes des accélérations latérales équivalentes à 3G et plus, on,peut raisonnablement penser que lors d'une autorotation furieuse telle qu'on en observe sur des ailes allongées cravatées, l'aile subi localement une surcharge de la portion d'aile 'motriçant' dans la rotation équivalente à 9G, et probablement plus.

A ce stade, on s'est déjà bien éloigné du sentiment jusqu'il y a peu consensuel d'un surdimensionnement de nos ailes !

Poursuivons le raisonnement en termes de déformations associées à ces surcharges.

Et bien là, le bas blesse : c'est le néant ou presque en matière de publications ! Parce que l'on ne s'est pas encore doté d'un moyen de l'observer, on ne sait pas ce qui se passe sous 9G, 12 G voire plus quand un pilote passe au dessus de son aile, détend et retombe de deux fois la hauteur de son suspentage en choquant une portion de son aile.

Mieux encore, si la force de la conception textile est de solidariser de nombres fibres en prêtant avec les fibres voisines dans le sens d'une relative élasticité des tissus, ces dernières decennies ont éte marquées par une complexification de la conception pour soutenir avec des déformations minimales les tensions de plus en élevées dans l'envergure de nos ailes (orientation des laises de tissu,  savantes decoupes de réduction du 'ballooning', bandes transversales de reprise des efforts notamment).

On est donc plus que jamais 'tendus-raide-du-string' sous nos ailes performantes.

Comment dans ce cas ne pas penser que localement ces structures subissent des déformations irréversibles au plus fort des sollicitations subies ? Re : impossible.

Des déformations qu'au vu de la précision requise pour le contrôle du calage d'une aile de hautes performances (+/- 3 mm) pour des tolérances de l'ordre du centimètre rapportés à la hauteur de la voile élevateurs compris, on ne peut en aucun négliger !

Mais que l'on ne sait plus mesurer...

(A suivre : conclusion toute provisoire et... moralité de l'histoire, comment le dire autrement ?)

[piwaille]

 

Il y a quelque temps, je m'étais étonné de la réaction (lue) suite à l'essai d'un des premiers biplaces d'acrobatie. Celui-ci avait cédé sous la contrainte lors d'un de ses vols d'essai (de mémoire à oludeniz). La réaction de la marque fut de surdimensionner encore plus...

Il y a un facteur qui est complétement oublié en parapente : le vieillissement cyclique. (pourtant les avions sont testés là-dessus depuis des dizaines d'années).
Tu prends un trombone que tu tords
1 fois, il résiste,
2 fois, il résiste,
3 fois, il résiste
...
Il devrait pourtant casser avant la 10e fois

Je pense que l'industrie du parapente est malheureusement un bébé qui ne tient pas assez compte de ce qui existe dans l'aviation.

[coumeduger]

Lors de la Coupe Icare 2023, Vincent Teulier a présenté le nouveau véhicule destiné aux essais en charge des ailes de parapente. Il en est le concepteur et temoigne une nouvelle fois d'une implication sans faille depuis près d'un quart de siècle sur le front de la recherche, de la mutualisation de connaissances et d'une expertise durement acquise, comme souvent en aéronautique, en analyse d'accidents.

Pour mémoire, Vincent a été un des premiers pilotes de test au temps des fondateurs de l'ACPULS. Il est a ce titre, avec Marc BOYER, un réferent mondialement reconnu... par une poignée de personnes : concepteurs, mandataires de marques clients de AEROTEST, pilotes de marque.

Il a été longtemps a la tête du labo fédéral qui a professionnalisé avec toute la rigueur de l'électronicien qu'il a été avant de tourner le dos à carrière citadine toute tracée chez THOMSON.

Il est un des co-inventeurs du système Balance Tracking System conçu pour le projet MEMO (FFVL & FFA - parapente, delta, acro, voltige delta et voltige avion - avec des incursions dans la vitesse moto et le ski de compétition) qui a été depuis misen oeuvre par AEROTEST.

AEROTEST a ainsi pu constituer une base de données d'essai en vol à un niveau de traçabilité qui n'a aucun équivalent dans le monde (un projet équivalent a été initié par le DHV dans le cadre des Safety Test - a notre connaissance, il a été abandonné) visant à documenter les dossiers d'homologation.
ollecter matière à des travaux de recherche (comportement spirale, validation de dispositifs anti-G, des conteneurs parachute sous facteurs de charge élevés, évaluation des risques physiologiques, connaissance des facteurs de charge associés à des incidents de vol, etc.).

Le camion AEROTEST est un outil méconnu et pourtant indispensable au contrôle de la résistance structurale de nos ailes.

En aéronautique, on procéde à des tests quasi statiques des voilures depuis Otto Lilienthal. Durant ceux ci, suivant la taille de l'appareil, ce peut être réalisé par un chargement par des sacs de sable pour les planeurs (par exemple pour la dernière évolution de l'aile volante Swift d'AERIANE) jusquà des dixaines de vérins hydrauliques ou electriques télé-operés.

Le but est de vérifier si les règles de conception appliquées l'ont bien été et si les hypothèses faites sont validées.

Cela va du contrôle des déformations des ailes et du bon fonctionnement des systèmes tels que les gouvernes sous les charges maximales que doivent supporter ces ailes sans dommages, jusqu'aux charges ultimes (l'avion résiste et conserve une certaine navigabilité mais subit des dommages irreversibles) et a la rupture.

Cette dernière phase est très importante car elle détermine quel était le niveau d'incertitude dans la conception, mais aussi inhérent aux méthodes de fabrication mises en oeuvre et aux caractéristiques des materiaux (connus individuellement grace a des caractérisations en labo mais qui pevent ainsi assemblés.

En cause, les fameux coefficients de sécurité qui coûtent (de l'argent, de la charge marchande, des perfo...) et sont chassés par les financiers.

Des coefficients de sécurité qui ont quasiment disparu dans l'industrie automobile, et sont en passe de le fare dans l'aeronautique où l'on s'achemine vers la certification sur dossier constructeur.

En aviation générale comme en parapente, on en est pas encore là : il faut aller voir.

Et ce n'est pas sans risque.

En 2022, la communauté aéronautique toulousaine a été endueillé par la perte des deux brillants pilotes d'essaide la société Aura Aero qui testaient le prototype de leur nouvel avion de voltige Integral près de Saint-Girons-Antichan (09).

[coumeduger]

La rédaction de Parapente Mag a interviewé cet hiver à Roquebrune Vincent TEULIER et Heniu DYDUCH.

Les mots de Vincent sont pesés et se passent de commentaires.

Le temps de l'action est là , il ne manque que des ressources (un peu), de la volonté et surtout de l'enthousiasme pour faire un peu de science.

M'enfin... M...de... Que revive le projet MEMO !

[wowo]

Y a pas un lien vers cette Interview ?

 

[coumeduger]

Y a pas un lien vers cette Interview ?

C'est dans le PARAPENTE MAG No207 qui est arrivé aujourd'hui dans les boîtes aux lettres (abonnés) que j'ai sous les yeux 😊 pages 40 à 43.

Très bientôt dans les kiosques.

Déjà dans les kiosques : PARAPENTE+ No 487 qui présente le véhicule Vestale 2.

[wowo]

Y a pas un lien vers cette Interview ?

C'est dans le PARAPENTE MAG No207 qui est arrivé aujourd'hui dans les boîtes aux lettres (abonnés) que j'ai sous les yeux 😊 pages 40 à 43.

Très bientôt dans les kiosques.

Déjà dans les kiosques : PARAPENTE+ No 487 qui présente le véhicule Vestale 2.

 

Pour le camion, j'avais vu dans le PP+ et aussi dans la communication fédérale il me semble.

[coumeduger]

[...]

En aviation générale comme en parapente, on en est pas encore là : il faut aller voir.Et ce n'est pas sans risque.

En 2022, la communauté aéronautique toulousaine a été endueillé par la perte des deux brillants pilotes d'essaide la société Aura Aero qui testaient le prototype de leur nouvel avion de voltige Integral près de Saint-Girons-Antichan (09).

Salut

Je vous invite à lire les pages 46 et 53 du rapport BEA-É C-2022-06-A [Evénement du 12 avril 2022] qui vient d'étre rendu public. Parce qu'il n'y a pas (*) en rapport avec le parapente d'analyses aussi détaillées qui aient rendues publiques concernant des accidents où les effets des facteurs de charge et des jerks soient aussi détaillés et commentés en rapport avec leurs intensités lors d'un incident aussi violent.
 
https://www.defense.gouv.fr/sites/default/files/bea-e/Rapport%20d%27enqu%C3%AAte%20de%20s%C3%A9curit%C3%A9%20C-2022-06-A.pdf


Nota : pour ceux qui ne connaissent pas les activités du BEA, le ton neutre d'un tel rapport est peut paraître glaçant.

Il n'en est rien : ce travail est mené avec sans-froid et professionnalisme par des gens ayant une grande empathie et un grand respect pour les personnes en jeu. Seulement, il ne se départissent pas du soucis de tirer un maximum d'enseignements de chaque cas, sans juger ni condamner quiconque, afin que ces accdents ne se reproduisent pas à l'avenir dans des occurences identifiées comme évitables.

Et il faut à se titre saluer l'effort de publication ouverte, alors que l'avenir de familles mais aussi de sociétés avec des enjeux vitaux, économiques et de réputation colossaux (!) sont parallélement posés en justice.

(*) si vous ne les avez pas encore parcourus, voir les publications du DHV relatis aux incidents et accidents mortels répertoriés sur une famille d'aile de sport EN-B + :
https://www.dhv.de/en/newsdetails/article/warning-fatal-accident-spiral-dive-on-swing-mistral-6/
https://www.dhv.de/db3/muster/safetyclass/id/-1232?lang=en
Encore une fois, il ne s'agit pas ici de stimatiser.

D'autant, cela été dit et répété, que :

- d'autres modèles grand public de marques tout aussi reconnues, ont connu des pb similaires, sans que cela arrive sur la place publique,
- que changer seulement de sellette assise (je ne parle pas d'un cocon) lors d'un vol d'homologation peut très bien faire changer une taile d'aile de catégorie (avec les conséquences commerciales que l'on imagine), notamment pour ce qui est du comportement spirale.

Cela pouvant expliquer les reticences constatées vis à vis du projet MEMO, souvent accusé de développer des moyens de contrôle et de coercition au profit du labo français.

Ce que je ne peux m'expliquer autrement 17 ans plus tard.

[merak]

Bonsoir les pilotes,
Je ne suis pas un scientifique, mais un littéraire "pur sucre".
Cependant, la lecture du rapport du BEA, qui conclut, entre autres causes :
"un altimètre principal en mètres alors que les consignes d’urgence sont en pieds" 
me surprend et m'indigne. Comment ce genre de "complication" (qui ne peut qu'engendrer
de la confusion) reste encore possible en 2023 ? C'est vraiment dommage !
Bons vols.
Merak
 

[coumeduger]

Revenons à cette histoire de lapin et d'oeuf (c'est Pâques...).

Si vous vous souvenez de l'illustration des conventions d'axe au début de ce fil
http://www.parapentiste.info/forum/index.php?action=dlattach;topic=62427.0;attach=47823
vous avez dû remarquer que le lapin était entouré d'une silhouette en train fin.

En fait, il s'agit d'une enveloppe, un label, illustrant la valeur maximale de l'accélération que le passager d'un manège ou d'une montagne russe ne devrait jamais subir.

=> Cette surface est l'oeuf des G's

Question 1 : un parapentiste moyen est-il plus tolérant aux G's subis à la suite d'un violent incident de vol qu'un visiteur adapte des plus fortes sensations que peut procurer un parc d'attraction ? Il est probable que non.

Si vous avez parcouru l'extrait lu rapport du BEA que je vous ait invité à lire, vous avez relevé un point important :
on supporte moins bien les G's que l'on subit (e.g. fermeture frontale à haute vitesse) que ceux que l'on provoque (spirale commandée et contrôlée).

C'est la première leçon importante : ce n'est pas parce que l'on a un jour supporté 5G dans une centrifugeuse que l'on va rester lucide sous 3.5 G's encaissés sans préavis un dimanche après-midi (et on parle même pas des 'activités' de la veille, du pb au boulot, etc.)

Question 2 : " il est gentil Paul, mais vous avez vu la gueule de l'oeuf... on dirait plutôt un galet de la Garonne! "

Qu'est-ce que cela signifie ?

[...]

[coumeduger]

Bonsoir les pilotes,
Je ne suis pas un scientifique, mais un littéraire "pur sucre".
Cependant, la lecture du rapport du BEA, qui conclut, entre autres causes :
"un altimètre principal en mètres alors que les consignes d’urgence sont en pieds"  
me surprend et m'indigne. Comment ce genre de "complication" (qui ne peut qu'engendrer
de la confusion) reste encore possible en 2023 ? C'est vraiment dommage !
Bons vols.
Merak
 

Salut
On retiendra aussi (page 53 du rapport) qu'il n'y a pas de faits mineurs dans une activité aérienne quelle qu'elle soit. Ici la perte de la palette gauche lors d'un vol d'essai à faible vitesse comportant des vrilles n'a pas été analysée comme elle aurait pu l'être.

Une bonne discipline est de debriefer à chaud chacun de ses vols et de noter (ou enregistrer vocalement) tout incident, même minime, qui a attiré ou détourné votre attention, de dès la.sortie de la voile du sac, jusqu'à son retour au stockage.

Exemples vécus | séquences frissons : déformation du réa d'une poulie d'accélérateur (poulie ouverte -> drisse d'accél. bloquée jusqu'à l'arrachement de la poulie), t-shirt fin avalé par la boucle automatique de fermeture de la sangle de pointrine (de ce fait mal verrouillée), petit choc au gonflage (drisse de frein bien entamée par un arête de rocher affleurant), etc.

Je suis sûr que nous en avons tous des comme ça. La question est : qu'en avons nous tiré comme leçon , est-ce mutualisable ?

[coumeduger]

[...]
Si vous vous souvenez de l'illustration des conventions d'axe au début de ce fil
http://www.parapentiste.info/forum/index.php?action=dlattach;topic=62427.0;attach=47823
vous avez dû remarquer que le lapin était entouré d'une silhouette en train fin.

En fait, il s'agit d'une enveloppe, un label, illustrant la valeur maximale de l'accélération que le passager d'un manège ou d'une montagne russe ne devrait jamais subir.

=> Cette surface est l'oeuf des G's
[...]
Question 2 : " il est gentil Paul, mais vous avez vu la gueule de l'oeuf... on dirait plutôt un galet de la Garonne! "

Qu'est-ce que cela signifie ?
[...]

Revenons à la lecture du rapport BEA-É C-2022-06-A [Événement du 12 avril 2022] :

" [...] Pendant toute la durée de la chute, l’appareil ne cesse de virer à droite avec un taux de roulis moyen de 100°/s et des variations importantes du facteur de charge vertical mais aussi latéral. Les limites des systèmes de sensibilité visuelle, vestibulaire et somato-sensorielles sont alors rapidement atteintes.

Ce mouvement ininterrompu autour de l’axe longitudinal de l’appareil conjugué à la variabilité des accélérations est alors en mesure de créer une désorientation spatiale. Dans cette situation, il extrêmement difficile d’estimer visuellement la hauteur de vol, y compris pour un pilote expérimenté."


On peut comprendre que notre résistance aux G's subis est le fait de dizaines de milliers d'années d'évolution en posture bipède, de changements dans l'usage de cette posture et d'adaptation à nos modes de vie.

Si nous soutenons relativement bien les accélérations verticales et horizontales positives (sauts, réception, chocs de la marche et de la course) +Az et +Ax. A contrario, nous ressentons désagréablement les accélérations négatives -Az et -Ax, et sommes très sensibles aux accélérations latérales (sens de l'équilibration latérale, et saturons vite sur ces axes) +Ay,-Ay.

Ceci est traduit dans règles de dimensionnement employées pour la conception des manèges et autres montagnes russes des parcs d'attraction, où l'on s'efforce en plus à ne pas stresser de trop les passagers, la durée de l'exposition aux G's abaissant les valeurs maximales à ne pas dépasser.

L’œuf des G's illustre ce constat que notre résistance aux G's est très différente selon l'orientation de ceux-ci.

- pour des accélérations appliquées pendant 0.2 sec, les accélérations admissibles sont :
ax entre -2.0g et +6.0g
ay entre -3.0g et +3.0g
az entre -2.0g et +6.0g

- pour des accélérations appliquées pendant 1.5 sec, les accélérations admissibles sont abaissées à :
ax entre -1.5g et +5.0g
ay entre -2.5 et +2.5g
az entre -1.5g et +5.0g

- pour des accélérations appliquées pendant plus de 12 sec, les accélérations admissibles ne peuvent excéder :
ax entre -1.5g et +2.5g
ay entre -2.0 et +2.0g
az entre -1.1 et +2.0g (!!!)

[coumeduger]

Premières conclusions :

- lorsque nous sommes soumis à de très forts facteurs de charge, le temps nous est compté,
- le maintien de notre position par rapport aux accélérations subies garantit l'essentiel de notre capacité à encaisser ces G's !

Ce qui se traduit par deux notions fondamentales :

1- une fois 'installés' de très forts facteurs de charge, quel que soit notre niveau initial de tolérance au G's, notre harnais (seul) peut nous accorder (un peu) plus de temps pour réagir (encore) consciemment sous la charge en nous aidant à maintenir le plan dans lequel s'exercent les plus fortes accélérations aligné avec le plan dans lequel nous sommes les plus résistants.

Encore faut-il que ce harnais et son conteneur parachute (*) ait été conçu pour ne pas trop se déformer sous 3-4 g et... que n'ayons pas twisté au départ du sketch !

2- au moment même où des accélérations violentes s'établissent, il est urgent d'adopter immédiatement la posture qui réduit le plus possible notre moment d'inertie (l’œuf ! talons sous les fesses) et gainer notre corps de façon à pouvoir prendre des appuis solides sur les élévateurs.

Ces quelques instants vont être déterminants pour nous permettre d'accompagner autant que faire ce peut notre aile dans ses embardées, et maintenir ces deux plans aussi alignés que possible.

Et reprendre le contrôle... contrer... cap... tempo...

Ou transmettre le contrôle... à votre excellent parachute
(*) : si votre harnais n'a pas été testé sous 3-4 G en extraction   avec un parachute de la taille et de la masse du vôtre,
alors vous en déduirez qu'il serait temps d'en changer et/ou d'avoir a minima un parachute en conteneur ventral avec une poignée bien visible.

Et vous n'auriez pas tort...

[Willitou]

Si je résume, il est déconseillé de prendre 7g avec un avion en bois et si tu t'y essaies dès que ca part en vrille tu fais secours.

Je caricature mais malheureusement et probablement l'excellence des pilotes les a conduit à leurs pertes. 

[coumeduger]

Si je résume, il est déconseillé de prendre 7g avec un avion en bois et si tu t'y essaies dès que ca part en vrille tu fais secours.

Je caricature mais malheureusement et probablement l'excellence des pilotes les a conduit à leurs pertes.  

Il semble aussi, mais pas que. Par méconnaissance de phénomènes complexes, aussi. De l'ensemble de l'équipe impliquée sur le développement, elle même au fait de beaucoup de savoirs et d'événements similaires, mais différents.

Et c'est cette dimension là qu'il convient d'explorer sans relâche, même si cela coûte cher, et ne bénéficie géneralement pas à ceux qui découvrent les premiers les 'démons'.  Un exemple fameux est le premier avion commercial à réaction : le Comet britannique, qui instruit énormement ses concurrents, americains et français.

Est-ce différent dans le jeu qui nous passionne ?

Chez nous aussi, des pilotes exceptionnels sont partis : ici pour des suspentes sous-dimensionnées et rincées, là pour trop de noeuds de recalage, ailleurs pour n'avoir pas douté de rétablir la situation... Avec la certitude que le parachute ne pouvait pas ne pas sortir...

Et d'aucuns de dirent 'pas de ça chez nous...'.

Alors oui à un projet MEMO 2, oui au laboratoire fédéral, oui à la relance de la collaboration avec les écoles d'ingéneurs en matière de mécavol, d'aéroélasticité, etc.

On est loin d'en savoir assez pour anticiper les pb à venir.

Comme on a pu ou su percevoir que comportement spirale était une problématique toujours d'actualité pour tous les publics visés par la course à la performance 'accessible'.

[coumeduger]

Si je résume, il est déconseillé de prendre 7g... et si tu t'y essaies... dès que ca part en vrille tu fais secours.

Salut
Le problème peut être aussi bien posé ainsi pour le parapente.

La question est "qu'est-ce qui fait que le parapente est et restera une activité dangereuse ?"

Beaucoup de réponses possibles à cette question. Je m'en tiendrai à trois.

Re 1 inspirée par ce post : on ne peut garantir qu'un parachute ou tout autre dispositif permettra de déposer au sol le pilote en perdition

Re 2 : le pilote n'est pas conscient des risques auxquels il s'expose et ne sait pas toujours y faire face par le raisonnement et un mécanisme fiable de prise de décision lui permettant d'exploiter tout le potentiel de son matériel pour se sauver et rejoindre la terre ferme en sécurité.

C'est sur ce dernier point que l'on a sans dute le plus progressé en France ces 20 dernières années, notamment sous l'impulsion d'un chercheur qui trouve : Jean-Marc GALON. On connait beaucoup mieux le psychisme du parapentiste, et qu'il soit compétiteur de classe mondiale ou simple plaisancier du dimanche, on sait comment l'aider à se préparer aux événements qu'il affrontera -ou pas- dans sa vie de parapentiste, à mieux se connaître, construire un projet, définir ses objectifs, mentaliser, prioriser pour réduire la charge mentale...

Re 3 : le pilote n'est pas physiquement apte ou du moins son état du jour n'est en adéquation avec les conditions de vol qu'il affronte.

Si on l'a vu l'étude du psychisme a rallié suffisamment de volontés et de ressources pour produire un incrément de connaissances considérable, force est de constater que dans le même temps nos connaissances en médecine aéronautique, en physiologie appliquée au parapente, en ergonomie, en mécanique du vol appliquée à la posture ont tout au moins stagné, pour ne pas dire 'régressé'.

Et pourtant, s'ily a une chose qui conditionne directement le comportement d'un parapente, que ce soient ses capacités de manoeuvre comme sa stabilité et l'amortissement de ses écarts, c'est le pilote lui-même.

Car, on l'oublie, le propre de notre sport, ce qui fait que l'on pratique un sport à sensations, c'est que

A- notre corps fait intégralement partie de la structure de notre aéronef,

B- nos membres sont les seuls actionneurs de la chaîne de commande de nos gouvernes et ne peuvent développer d'efforts que par opposition à d'autres parties de notre corps,

C- notre corps posséde des caractéristiques massiques entachées par nos capacités limitées à maintenir la géométrie de celui-ci sous de fortes accélérations.

D- sans de solides harnais-prothèses, nous serions incapables de soutenir les accélérations que nous subissons, de produire des actions souples et mesurées aux commandes, de contrer puissamment un depart en rotation, d'enfoncer un barreau d'accélérateur...

Jusqu'à il y a peu, nous ne savions pas grand chose sur ces accélérations qui nous rendent si différents dans notre pratique et inégalements aptes et -trop souvent- inaptes à supporter les charges associées aux manoeuvres pour lesquelles les ailes sous lesquelles nous volons sont conçues.

Tout cela a été bien sûr identifié, répertorié et codifié depuis trente ans.

L'EN926-2 offre a qui sait la lire un champ d'évaluation du niveau d'accessibilité du matériel testé. C'est de fait une grille commerciale qu'il s'agit, pour toute marque de satisfaire et de faire connaître pour soutenir l'action commerciale et revendiquer les meilleures performances possibles pour une  categorie donnée, quoi que l'on s'en défende.

Mais en comprend-t-on le cadre pour ce qui est des caractérisques et du comportement du 'lest' qui a réalisé les séquences de vol demandées ?

En commençant par celles du harnais utilisé, oh combien importantes pour assurer le résultat visé.

Sa géométrie et ses réglages.

Et c'est là que les incertitudes commencent à apparaître et s'accumuler.

Là où l'acheteur est appelé à croire en des certitudes, en commençant par les caractérisques de stabilité et d'auto-démerdage du produit vanté, il y a des marges et des tolérances qui peuvent larges... ou minces... très minces parfois.

Rarement heureusement, mais de cruels accidents en spirale nous ont rappelé combien l'adéquation démontrée entre un materiel et les capacités de son pilote pouvait être un concept hypothétique et fragile.

[coumeduger]

Voici un schéma bien connu illustrant ce que l'on considère comme des géométries standards pour des harnais standards, typiquement ceux employés par les pilotes d'homologation et qu'il est recommandé d'appliquer pour bénéficier des qualité de comportement attestés par l'homologation.
 
Il y manque une dimension au moins aussi importante que la longueur de la barette pectorale et l'écartement des ancrages des élévateurs ainsi fixé : l'inclinaison du dossier.

De nombreux articles parlent de lawsellette. Soaring a mis en ligne sur le site de SOARING ceux de Marc.

https://www.soaring.fr/projects/bien-choisir-sa-sellette-pmag-n198/
https://www.soaring.fr/projects/la-sellette-base-du-pilotage-pmag-n190/

On sera avisé de lire aussi celui qui a consacré au cale-pieds, accessoire 'tendance', souvent perçu comme témoignant du frachissement d'une étape dans la confiance d'un pilote, le niveau équivalent à la 'ceinture noire' étant incarné par l'adoption d'un harnais fermé type cocon.

A travers ses écrits, les convictions d'un des pilotes les plus expérimentés au monde s'expriment :

1- L'appui jambes allongées sur un cale pied, que ce soit a l'air libre ou bien dans un cocon, aggrave tous les incide ts de vol.

2- la logueur de la sangle pectorale doit être conforme aux préconisation du concepteur qui connait le meilleur compromis.

3- Le dos doit étre le plus redressé possible.

Il ne s'agit pas de préceptes fumeux.

Si l'on s'en tient à quelques manoeuvres clés des homologation, il ne faut pas beaucoup de vols d'essai pour se rendre compte de la criticité de ce dernier réglage (relativement plus que la longueur de la sangle pectorale).

Et c'est édifiant !

C'est ce qui a été realisé en 2018 par la PMA. Je vous invite à ce sujet a parcourir le compte rendu de 3 pages publié par Sascha (merci!) dans son Trends 2019.

http://voler.info/contents/EN/trends-2019-2/index.html#issue/43
http://voler.info/contents/EN/trends-2019-2/index.html#issue/44
http://voler.info/contents/EN/trends-2019-2/index.html#issue/45

Ainsi, en explorant les plages de réglage autorisées par les sellettes du marché, il a été trouvé que des ailes grand public pouvaient changer de catégorie.

Le cas le plus édifiant ayant été démontré par une EN-A passant en... D !

Et on ne parle même pas des cocons (travaillez le gainage et les abdos : la vie est dans l'oeuf quand on ne veut pas finir en crêpe) !

La représentativité d'une catégorisation A, B, C, D pour un système homologation sans des mises en garde claires et sans ambiguité sur les hypothèses ayant permis l'obtention d'un certificat, se vide alors de sens.

Elle n'est plus que le sésame obligatoire pour tout constructeur visant une catégorie donnée, tout particulièrement dans le coeur du marché : les EN-A et B.

Et de fait, un constructeur frustré de ne pas obtenir l'homologation visée peut très bien changer de prestataire, ou a minima demander au responsable de la structure que son ou sa pilote refasse les vols avec une autre sellette. Et cela peut marcher.

Cela s'est vu, et se verra encore. C'est la loi du marché entre cient et fournisseur.

Il arrive aussi heureusement que le dialogue s'installe avec le concepteur, et que ce dernier accéde à l'amical conseil de revoir sa copie, ce qui peut ne prendre que quelques heures, voire moins quand il s'agit de retoucher légérement un vrillage, ou rajouter quelques pinces.

Et alors, tout est bien qui finit bien ?

Ben... pas vraiment.

Car l'événement n'est pas tracé, ni analysé de façon à produire un incrément de connaissance capitalisable par le labo de test. C'est un fait anecdotique isolé.

Ainsi, rien ne s'oppose à ce que des mois plus tard, rebelote, mais cette fois, ce n'est pas un pilote de test mais un nouvel entrant dans l'activité qui se met face planète sous 3-4 G...

Que permettrait le système MEMO dans un tel cas ?

Re : de faire un minimum de science pour dépasser ce simple constat en évaluant la sensibilité de tel ou tel paramétre de façon factuelle, documenté par des graphiques illustrant axe par axe les taux d'accéleration (jerks) associés à chaque manoeuvre (rappel : plus le jerk enregistré et plus l'exigence est grande en matière de pilotage).

Que ce soit une largeur de pectorale ou un longueur de suspente, il devient ainsi possible de définir des tolérances géométriques objectivement associées a des marges raisonnables, en fabrication comme en contrôle tout au long de la vie des matériels.

PS : vous débutez => renseignez vous sur la géometrie exacte de la sellette utilisé pour le vol de confirmation de la conformité de votre aile et ses réglages, faite l'acquisition d'une sellette récente permettant d'obtenir cette géometrie sans devoir refaire tous les réglages à chaque vol, et n'en changez pas !

[wowo]

    

[coumeduger]

Source : Rapport "Étude de l’Instabilité Spirale en Parapente"  (PIP-ENSICA2008 | Partenariat ISAE - AEROTEST - NERVURES)

[ Chapitre : Estimation de la position de l’axe et du rayon de rotation (Extraits) ]

Situations : Essais en Vol du 21 Juin 2008

<<


[...]


La position de l’axe de rotation est située latéralement à 80% de la demi‐aile intérieure et à la hauteur de la corde centrale. Compte tenu de la voûte, il est donc juste au‐dessus de l’extrados de la voilure.

Dans le repère parapente et en fixant l’origine au niveau des maillons sellette, les coordonnées de l’axe sont : Y=3.85 m et Z=7.2m.

Soit un rayon de rotation du pilote de 8.3 m.(cdg pilote à 0,15 m sous les maillons).

Le pilote évolue sur une spirale de 8.3 m de rayon et effectue un tour complet en 2.8 sec.

La vitesse circonférentielle est donc de (2 x 3.14 x 8.3) / 2,8 = 18.6 m/s (67 km/h).

En la combinant avec le taux de chute annoncé par le pilote, de l’ordre de 20 m/s, on obtient une vitesse sur trajectoire de 27.3 m/s (98.4 km/h).

La vitesse de rotation est de (2 x 3.14) / 2.8 =2.24 rad/s (21.4 mn-1).

Elle induit un facteur de charge centrifuge au niveau du pilote de (8.3 x 2.24²) / 9.81 = 4.2 g.

Le facteur de charge total est obtenu en combinant cette charge latérale à la composante selon cet axe de la gravité = 4.3 g.

Et donc :

  *   Rayon de rotation = 8.3 m
  *   Vitesse de rotation = 2.24 rad/s
  *   Vitesse circonférentielle = 18,6 m/s au niveau du pilote
  *   Taux de chute = 20 m/s environ
  *   Vitesse sur trajectoire = 98.4 km/h.au niveau du pilote
  *   Facteur de charge 'centrifuge' = 4.2 g (au niveau du pilote)
  *   Facteur de charge 'globale' = 4.3 g (au niveau du pilote)

[...]

PS : ne cherchez pas quel est le parapente objet de ces essais en vol - il s'agit d'une aile de travail, un prototype qui présente l'intérêt d'être suffisamment manoeuvrant, résistant et fiable pour permettre à un pilote Aerotest entrainé de reproduire la configuration étudiée plusieurs fois dans une même matinée.