CONQUÊTE DE L'AIR PAR L'HÉLICE

EXPOSÉ D'UN NOUVEAU SYSTÈME D'AVIATION, Par le V" de PONTON DAMÉCOURT.

•« Honneur k oenx qai cherchent la loeomotion tériennel Les savanu 9 leur doivent leur concours et non leur dédain. »

J.-A. Barbal.

« On pourrait (et je dis : on pourra) en cas d'incendié, d'inonda- » tion, de naufrage, porter des secours trés-effîcaces. Pline dit : » C'est être Dieu que d'être secourable aux mortels : Deus est juvtzre » mortaUm. Je garantis la canonisation de MM. Nadar et de la Lan- » deUe. » Babimet, de l'Institut.

« Anck'io son salvatore I Moi aussi je suis sauveteur. »

G. DE LA LaNDELLE.

« Tout ce qui est possible se fera. >

Nadar.

« L'homme aura beau faire, en se transformant en volatile il ne • sera jamais qu'un dindon, et le dindon de la farce. »

Théophile.

Théophile est un pseudonyme; par respect pour rhooime de science et de mérite qui a écrit cette phrase, je ne l'ai pas nommé; il agréera le pseudonyme que je lui donne : Théophik signifie and de DieUf du Dieu qui nous a dit : Aimez-vous les uns les autres, du Dieu qui nous a donné le progrès pour loi et la raison pour guide. Théophile pèche contre la charité en raillant les hommes inoffensifs qui demandent ^ la science un nouveau progrès pour l'humanité ; son esprit a fait tort à son cœur. Si Théophile n'est pas impeccable, il n'est donc pas infaillible? Je passe outre.

J'ai peu de propension à occuper le public de mes recherches ; cependant on a fait tant de bruit depuis quelque temps autour d'une question remise par moi k Tor- I. î

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Vh\v^^n ^a Oft r/i*mr^';!<rfjx 0ié<:arjUrrie, mab ce n'e^t qu*an inécinboie : ce s-: ni A^ Uih>/\(r% a^/'-^ot %*jf d«r«î le%i*:t% ; c*e*t un ivstême d'orjrânes mis en m^ avettent par far/ioir«drempt<ire d*é/jM';lîLre; eVt une machine prcnJuisinlle vol. Sansdoate il jr* q'j<rlque|>art d:i»n.^ Ieen»ciede ce petit cn^in un màcbiniïte immatériel auquel h\p*:u^^jii le* lerîer» el le$ c/iOrrcMes; zp^eleiAe la rie, si vous voulez, f c/w^, si vous ov^, r/i;^!» convenez qoe b oiacliine et le machiniste sont deux: IVile n'est pas p|ri% IV/i<t^u que la charrue n'est le labourenr, que le vaisseau n'est le pilote, que b UH'^pUihûvH n'eu le ebaudeur, que Thooime n'est Dieu.

OfUêffiHnl donc IV/Lseau vole-t-il ? — En appuyant sur Tair ses ailes étendues.

l/air e^t donc un p^>int d'appui? — Oui, un point d'appui fugitif, mais aussi

r/?el que b 0iatiére ikdide, pourvu qu'on l'empêche de fuir ou qu'on Tatteigne avant

qu'il é^;happe, un point d'appui élastique et partant plus sûr que la matière

vdide^ puisqu'il o'oflre pa^^ le danger des chocs.

^ Mai» (Mîumttni apprécier b résistance de ce point d'appui? — Hé! mon Dieu, d^uoe iHv/>tï bien simple: une surface se mouvant dans un fluide en repos et cette %\Èfhi*M immobile daos un fluide en mouvement éprouvent la même pression de la

PAR L'HÉUŒ. 3

part du fluide à égalité de vitesse; cette vérité saute aux yeux : nous pouvons donc apprécier la résistance de Tair h nos entreprises sur lui d'après la puissance avec laquelle il nous attaque quand il est mis en mouvement, et quelle est, ou plutôt quelle n'est pas la puissance du vent. Le vent, quand il se joue, exerce sur la seule grande voile d'un vaisseau une pression égale a la traction de 4oo chevaux, et quand il entre en furie il maintient en suspens des montagnes liquides, fait voler en éclat les mats des navires, ou bien, se promenant sur la forêt,

Il fait si bien qu*i] déracine Celui de qui la tète au ciel était voisine...

Mais là s'arrête sa rage ; quand l'ouragan a produit cet effort, il est asthmatique, il est vaincu; l'air retombe dans le calme. Quelle a donc été sa vitesse pendant cet accès de fièvre? 4^ mètres par seconde! 4^ mètres seulement! L'ouragan n'en peut pas^^davantage ; à 45 mètres de vitesse il est aux abois, mais l'homme ne se rend pas: la locomotive lutte presque avec l'ouragan, le projectile va dix fois plus vite. Ce que l'air ne peut plus contre nous, nous le pouvons donc contre lui ; nous le foulerons comme on foule la terre, ou plutôt, calmes et pleins de quiétude dans la possession de notre future conquête, nous nous bercerons dans son sein et nous jouerons avec ses caprices.

Un chiffre encore : sur une colonne d'air qui monterait verticalement avec une vitesse de 4^ mètres par seconde, un homme du poids de 70 kilogrammes pourrait marcher pourvu que chacune de ses semelles mesurât le huitième d'un mètre de superficie. Disonsplus : la résistance de l'air s'accroit comme le carré de la vitesse, d'où il suit qu'en doublant la vitesse la résistance est quadruple; donc sur une colonne ascendante de 90 mètres à la seconde, le même homme marcherait pieds nus.

Voilà quelle est la résistance de l'air, et revenant d'où je suis parti, je répète avec la conviction d'un homme sain d'esprit qui affirme ce qu'il comprend, avec la sécurité d'une raison qui ne saurait me tromper, parce qu'elle m'est un flambeau donné par Dieu et que Dieu n'est pas trompeur, avec l'assurance qui me fait dire : € deux fois deuœ font quatre^ parce que quatre divisés par deux donnent deux, » je répète : L'oiseau vole, l'air est un point d'appui, la science peut en faire un marchepied pour l'homme.

— Mais quand ce progrès sera-t-il réalisé? — Je ne sais... dans un siècle, peutêtre... Il n'était pas possible hier..., il l'est peut-être aujourd'hui..., il le sera certainement demain; il faut que la science soit assez avancée, que l'incubation soit faite^ que les temps soient venus. . .

— Comment le réalisera-t-on? Est-ce par le ballon? — Non.

— Est-ce par un système mixte, c'est-à-dire par une machine associée à un ballon? — Non.

— C'est donc par un pur mécanisme? — Oui.

— hinffTu\i y^ jîif > M..:a? — fk^\i^ rit* fc fca^.a r^iouK^ Jt loaif-» est ilM^v uHfleac ,i.*rVr i-i« :'i:aif.-yi«tr*, *t af^'j*^» ""muta: .«imini*^ i-»^! > ilZj«

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Q:t U\% ^»'tUtT\.h.y..\\*: f^A^ -îia* la pris* d'arm-c* •>!^a^; . n--?^ p^rv:-* travaux.

J>/wr^ ? (;:;^ f',f4 l/>.:;* «rrr^jx q:;i t-lriii^rcl da f^pîer à din? qr:* t.:":;? a^^i iaTiecte %r. r,v.t^-ï l^i-'.r.? — E* K^-ril t::;t *Ln:j::err.ent à c.te d*? la qn^sâra. ils fvirf«t 4e te ^l'/Ah Uh:*i pa* pri* la p^î&e d*eïaH:ir;er. ils dcLenl de grazis c-rur^ dr ^f/fr dar*^ \e ^;d^, iîf prenù^ct d«e* ïli'^Mls â Teril f->ar de> ecnerris tt des iî!e<

— Voy.^ o#r réfAuma pa*? — Je hacrî* les éj aules. Si tous saTiex coa:I:en j'ai T'j ^4 er,Urf,dîi d*r iUivanLi a^Cnner qae roii^eaa ne saurait se scalecir ea Tair sll ne f//h*t^Auii la fa'oît^ de »« jroLfl^r d'air qu'il rend pi js lt:;:er en re<LiutTanU quand on p^j de l/Ofj ieu^ no'^% dit qu'en ^uppo>aDl l'air all-gê d'en dixième de S'C-n p^nds p;rr la thulettr qoe lui O/nrrjrjQiqiierait Toîseau, il faiidrait à un aigle du poids de > kt\o'^f'AU%mtT% îo njetre^ ri^lie* d'air chaud dans le Teatre pour se tenir en Tairî Vo»i% entendrez répéter cette ànerîe, lecteur; faites comme moi, hausîsez les épaules. \*a-t-^/ft pa^ dît de la première locomotive: < Elle patinera, mais n'avancera pas? » S'^à-tr^fU pa<> dît du premier photographe: « Voyez ce nigaud, qui prétend fixer son portrait dan» on miroir J » L'illustre Lalande ne condamnait-il pas, en 178a, TaéroHlat qui Tannée suivante lui donnait on démenti?

'1, F»**^;r*' «fxlrait d un Mémoire î&^.il cl cil^ d^^a par M. G. de la Laihieiic dans son exceVenl lîTre de iiy A'm Arz/i'/y/^r, iJonl un diapitre eèl intau:^ rAén^/ief, apparvtl de saurtrtrgr Péris, Haohetle. 1861., J'V/*jt;«i» : 4r I^ %ru;tu:e fait donc fau*se rr^ute. Tous ceux qui tr^Tai.iebtà ouvrir à rhuœatîié les vc.t«

* d/'rt(Uft*'H \Mmrntitvtrui \*\tîi\Âf^,\}\e ei disrrérlileBl. par leur însacces. ri-iée foccnde dont iîs ccudoienl la » ttffUi*u/n, Atii**i la «rience aérostatique e^l-elle restée à peu près stationna ire depuis les freres Mon t^^î fier.

• UwU» que l4S railway» et I«a fils télégraphiques, nés d'hier, enveloppent le monde. »

PAR UHÉLICE. 5

— Eh bien, passons outre encore, et parlez-nous des mécanismes que vous avez imaginés pour prendre possession de Tair.

— Soit ; je commence :

Ces mécanismes se divisent provisoirement en deux groupes auxquels j'ai donné les noms génériques d'orthoptères et d'hélicoptères. L'orthoptère a pour fonction d'élever un poids en s' appuyant normalement sur l'air. Le battement d'ailes de l'oiseau est un mouvement orthoptérique. L'hélicoptère a pour fonction d'élever le poids en attaquant l'air obliquement avec les palettes d'une hélice comme si l'on voulait faire monter ce poids sur un plan incliné. On sait qu'il est plus aisé de monter un fardeau sur une pente douce que de l'enlever verticalement; mais si l'on veut atteindre la même hauteur dans le même temps, il faut aller plus vite, et le travail est le même en théorie; aussi a-t-on pris pour unité de travail l'unité d'ascension de l'unité de poids dans l'unité de temps.

Je laisse de côté l'orthoptëre, et je vais vous parler de l'hélicoptère; hélicoptère signifie ailes en hélices ( i ) .

Quoique fondé sur la théorie des plans inclinés, l'hélicoptère peut produire l'ascension verticale. L'hélice est le système d'un ou de plusieurs plans inclinés appelés palettes, qu'on astreint à tourner autour d'une ligne appelée axe. L'hélice progresse nécessairement dans la direction de son axe ; si Taxe est vertical, elle pro* gressera verticalement.

Quand l'axe est vertical, on dit que l'hélice est horizontale; car le plan général de l'hélice est toujours perpendiculaire à l'axe.

Ces notions premières, très-peu scientifiques du reste, étaient essentielles comme le labour d'un champ qu'on veut ensemencer.

Supposons maintenant une hélice horizontale, mettons au pied de son axe un moteur qui le fasse tourner: avec lui tourneront les palettes de l'hélice et ces plans inclinés attaqueront l'air obliquement. Qu'arrivera-t-il alors? L'air fuira sous les palettes qui le presseront. Il ne demande pas à fuir, cet air; comme toute matière, il demande l'inertie. Il fuira contraint et forcé; enfuyant il offrira la faible résistance dont il est capable; tournez plus vite, sa résistance sera plus forte; tournez plus

(i) a L'hélice agit en plongeant entièrement dans le fluide qui sert de point d'appui, ce que la roue à » aubes ordinaires ne saurait faire. Elle agit sans intermittences, ce qu'on ne saurait obtenir d'ailes ana- » logues à celles de Toiseau; elle peut, dans toutes les parties de sa structure, contribuer à sa destination.... o Ces avantages nous portent à croire que c'est un des meilleurs organes que nous puissions employer.

» Dans l'aile du moulin à vent, l'hélice se prête admirablement à Tune des plus importantes applications p qu'on ait faites de la force de l'air. Là, Tair est employé comme moteur. Nous renversons le mécanisme » et nous employons l'air comme point d'appui.

» Les rapides courants d'eau, qui depuis des siècles faisaient tourner les roues des moulins, se virent un » jour vaincus par des roues semblables attachées aux flancs d'un navire à vapeur. Ainsi les courants » atmosphériques doivent se voir tôt ou tard domptés par des ailes analogues à celles du moulin à vent. »

{ Extrait du fragment de mon Mémoire cité plus haut,)

ô CONQUÊTE DE L'AIE

TÎte eaçi>f e, et sa rési^tanea sera n grande, qii1l toos fandra aïonter sor lai : alor^ tos pal^tt^* TOtre axe, votre motear, votre mécaDicieD, loot ceb semlira b terre ùiliir. El remarquez qa^il semble qo'uoe double force doive voos arraefaer à la terre: «oos TOft palettes, b réf^i^taoee de Fair comprimé; en dessus, cette paisèance qu*oD a appelée lliorreur de la natore poar le vide, et qui serait tout sioipleineot le poids de Tatmof^phère employé â tirer vos hélices vers le ciel si, par b rapidité de b rotation, vous parveniez à faire le vide derrière elles.

La terre faillit: Tascension commence-l-elle? — Non.

Non; et c*est ici, lecteur, que je vous demande un peo d'attention. Non, Fascencion ne commence pas : Taéronante ne perdra pied que pour préluder à me vake étourdissante; il pirouettera surplace en sens inverse de Thélice el aussi vitequ>lle: vous allez comprendre pourquoi.

VhéYice frappant Tair obliquement, b pression qn*elle exerce sur le fluide peut se décomposer en deux forces dont Tune sert à vous élever en refoubnt une certaine quantité d*air de haut en bas, et dont Tautre est perdue à chasser vers b tangente une autre masse de fluide. L*air résiste donc de deux manières à Thélice: il résiste verticalement et il résiste horizontalement. Or Téquilibre n'est maintenu qu'à b condition d'opposer un double effort à cette double résistance. Qu'avons-nous josqu*à présent? une résistance à b pression verticale; cette résistance, c'est le poids de la machine et de Taéronaute ; mais qu'opposons-nous à b pression horizontale ou btérale ? Nous lui opposons notre adhésion au sol tant qne nous touchons terre, mais dès que la terre nous fait défaut nous ne lui opposons rien, et alors l'effort que nous faisons pour manœuvrer Thélicese retourne contre nous, alors nous pirouettons en sens inverse de l'hélice et en raison directe de l'intensité de cet effort. Cela est facile à comprendre; il faut opposer une contre-pression à la pression btérale de Tair. Comment y parviendra-t-on? Je propose et j'ai appliqué un moyen bien simple : il consiste a avoir deux hélices tournant en sens inverse et combinées de telle sorte que Tune ajoute son effort à celui de l'autre pour monter sur b colonne d'air verticale, tandis que toutes les deux se font équilibre ou point d'appui pour lutter contre b résistance horizontale et empêcher le voyageur de tourner; de cette manière, je double b résistance utile, je neutralise en quelque sorte b résistance nuisible.

— Comment ferez-vous tourner vos deux hélices en sens inverse?

— Je les ferai tourner avec le même moteur et sur le même axe.

— Avec le même moteur? — Oui; dès qu'un moteur fait tourner une roue, il peut produire la rotation inverse : quand une roue tourne sur elle-même, si le haut de cette roue va de droite à gauche, le bas va de gauche à droite ; que b roue soit dentée, qu'elle engrène un pignon à son sommet, un autre à sa partie inférieure, elle leur communiquera le mouvement inverse.

— Et sur le même axe? — Oui ; un axe est une ligne purement théorique, une

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idée abstraite; c'est, comme je Tai dit, la perpendiculaire au centre du plan de l'hélice; mais il n'est pas nécessaire qu'un organe de mouvement soit exactement dans un axe pour procurer la rotation suivant cet axe; on conduit le mouvement ou l'on veut par des voies détournées, des roues, des pignons, des arbres, des courroies, et je proposerai quelque chose de plus simple que tout cela: des tiges tubu* laires concentriques, ou plutôt une tige pleine dans une tige tubulaire : la tige pleine sera dans l'axe même et supportera à son sommet l'hélice supérieure ; la tige tubulaire l'enveloppera, sera moins haute, portera l'hélice inférieure; elle tournera dans un sens, la tige pleine dans l'autre, et le but sera atteint.

— Êtea-vous bien sûr d'avoir l'équilibre que vous cherchez et de ne plus tourner sur vous-même? ^ Non, pas encore ; les deux hélices n'agiront pas dans les mêmes conditions; l'inférieure fonctionnera dans un courant créé par la supérieure; il en résultera l'absence d'équilibre si les deux hélices sont semblables, mais on y remédiera en ne les faisant pas semblables: celle d'en bas aura des palettes plus inclinées ou plus éloignées de l'axe et plus petites; cela n'empêchera pas encore la rupture de l'équilibre chaque fois qu'on modifiera la vitesse;. mais un régulateur mis en fonction par la machine elle-même fera varier suivant les besoins l'intensité d'une des hélices, et l'équilibre triomphera. C'est affaire de calcul et surtout d'expérience.

-«- Ainsi vous vous élèverez? ^ Oui, si j'ai un moteur assez puissant pour faire tourner les hélices avec tant de rapidité, qu'elles n'aient pas le temps de déplacer les couches d'air et qu'elles soient forcées de monter dessus. Je m'élèverai lentement et comme en planant si mes palettes d'hélices sont presque horizontales, suffisamment vastes, et si le mouvement est modéré dans son inévitable vitesse; je m'élèverai comme une flèche si les palettes des hélices sont très-inclinées et si la vitesse de rotation est extrême; alors il semblera que je n'aie plus de pesanteur, et c'est à peine si je déplacerai le fluide; alors on verra un phénomène analogue à ce qui arrive quelquefois sur les canaux : les chevaux de halage s'emportent^ et le lourd bateau levant son poitrail au-dessus de la masse liquide se met à glisser légèrement sur la surface comme un traîneau sur un fleuve glacé.

Les résultats que j'ai déjà obtenus confirment cette théorie: neuf petits appareils à double hélice s'élèvent virtuellement, tantôt comme un trait, tantôt lourdement, tantôt en agitant l'air, tantôt en l'effleurant à peine, suivant l'inclinaison des palettes et suivant la puissance des moteurs relativement à leur poids (i).

Théophile. — Permettez-moi de vous interrompre: les hélices d'un grand appareil tourneront parfois avec uneexlrême rapidité; vous n'avez pas songé à la force centrifuge qui les brisera nécessairement. — Merci de cette objection, elle est en effet très-sérieuse et je me l'étais posée depuis longtemps; mais l'intensité de la

(i) Ces appareils ont été coQStruits par MM. Joseph et Richard, horlogers et mécaniciens} deux des plus habiles auxiliaires qu'un inventeur puisse rencontrer à Paris.