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régime subsonique en avant de l’aile dans toute la tuyère. L'introduction de l'obstacle, même très petit, fait souvent disparaître complètement les franges; la photographie en une seule étincelle montre que l’on se trouve en présence d’un régime subsonique très turbulent : le régime supersonique a été atteint à la gorge de la soufflerie, maïs ne s’est pas maintenu au delà. L’écoulement est donc profondément modifié par l’obstacle. Un tel inconvénient ne se présente pas aux vitesses supersoniques élevées, car la section totale de la veine au droit de l'obstacle est bien supérieure à la section de gorge.

Projet d’interféromètre de Mach.

L’interféromètre différentiel de TREMBLOT, que nous avons réalisé, donne des franges absolument pures et d’une stabilité remarquable, mais leur réduction exige des calculs graphiques longs et fastidieux, qui limitent beaucoup l'emploi de ce type d’interféromètre. Afin de diminuer ou d'éliminer cet inconvénient, nous avons étudié et réalisé en collaboration avec R. TREMBLOT, un interféromètre de Macx sans glissières selon les indications de A. DanJon (1). Cet appareil comporte un socle en laiton, sur lequel reposent deux platines; une vis de rappel à pompe V permet de donner à l’une de ces platines de faibles rolations autour d'un axe vertical, qui ont pour effet de faire défiler des franges droiles et parallèles sans les déformer sensiblement. Chaque platine repose sur le socle par trois vis, et porte un séparateur, qui lui est rigidement fixé, et un miroir réglable par trois vis. Les pièces optiques ont 6 em de diamètre (fig. 41 et réglage fig. 42).

On peut régler cet appareil selon la méthode indiquée par A. DANJION (2), et que nous résumons brièvement ici : l’une des deux platines tourne autour d'un axe verlical sous l’action d’une vis de rappel à pompe V; l’autre tourne autour d'un axe horizontal sous l’action de la vis a’ (l’une des trois vis, à’, b',c’, qui servent d'appui de la platine sur le socle). Dans ces conditions, si M et N sont les images, vues à la sortie de l’interféromètre, du point d'incidence A d'un rayon lumineux sur le séparateur d'entrée, le réglage consiste à assurer la coïncidence de ces deux points. La vis V déplace lé point M sur une droite horizontale, la vis a’ déplace le point N sur une droite verticale. On observe donc les franges après avoir assuré le parallélisme des deux pièces portées par chacune des deux platines (il suffit pour cela de faire coïncider les deux images d’un objet éloigné) (3). On fait ensuite défiler les franges dans un sens tel, que leur écartement augmente sous la seule action des vis V et a’; on obtient

(1) A. Daxsox. - Directeur de l'Observatoire de Strasbourg. Méthodes interférométriques d'étude des mouvements de l'air. Editions de la Revue d'Optique Théorique et Instrumentale, 3 et 5, boulevard Pasteur, Paris 15%, Page 15.

(2) Voir note (1).

(3) I est possible de régler le parallélisme des quatre pièces optiques, deux à deux, en utilisant un point à l'infini ; mais ceci suppose, en général, que l’on peut transporter l'appareil. Avec un inlerféromètre de ce type, dont les pièces optiques atteindraient 175 mm de diamètre, les platines seraient encore assez légères pour être transportables, mais l'ensemble de l'appareil serait trop lourd pour être déplacé, et le parallélisme des quatre pièces ne peut être obtenu, que par la méthode que nous indiquons, ou bien en considérant que les deux séparateurs et un miroir forment un interféromètre différentiel, que l’on règle uniquement par l’action sur les vis V et a’, ce qui amène les deux séparateurs au parallélisme, si le miroir utilisé est déjà parallèle au séparateur de sa platine.

finalement des anneaux circulaires. Les points M et N sont alors alignés dans la direction de l’observaleur, et les quatre pièces optiques sont parallèles. Il ne reste plus qu’à égaliser, deux à deux, les quatre branches du trajet optique dans l’interféromètre. Ceci s’oblient en déplaçant un seul des deux miroirs parallèlement à lui-même; on tourne donc ses (rois vis de fixation de la même quantité, et l’on voit les anneaux défiler. Si, au bout de quelques essais poursuivis dans” le même sens, les franges s’estompent, on s'éloigne du réglage; si elles s’améliorent, on fait encore avancer le miroir jusqu'à lapparition de la frange centrale.

Il y a évidemment intérêt, à employer, pour cette dernière recherche, la méthode indiquée page 79 d’estompage réglable des franges, par écartement

M | N, À A Fig. 42 Fig: 41 Règlage de l’inter- Interféromètre de Mach féromètre de Mach.

Dispositif A. Danjon Dispositif A. Danjon

des électrodes de l’éclateur, par formation progressive de magnésie, el par suppression de la self du circuit d'alimentation de léclateur, méthode qui permet de passer d’une lumière monochromalique à une lumière de plus en plus polychromatique, et d'approcher ainsi sûrement et régulièrement de la frange centrale. L'emploi d’une source auxiliaire de lumière blanche n’est pas nécessaire, mais facilite encore cette recherche.

L'emploi de glaces ordinaires du commerce pour les fenêtres du tunnel et les lames de compensation donne des résultats acceptables, à condition d'opérer une sélection un peu sévère des échantillons de glace. Il n’est d’ailleurs pas nécessaire que les franges au repos soient rectilignes et parallèles, il suffit qu'elles soient régulières et continues. La méthode de réduction est alors celle indiquée pour les interféromètres à faisceaux séparés, ce qui représente une amélioration de la précision et surtout un gain de temps considérable. Il n’est pas possible d'obtenir la teinte plate en l'absence d'écoulement d'air, et quelques franges apparaissent toujours, si l’on utilise la glace du commerce, en sorle que

l'on ne peut songer à obtenir une lecture directe, qui supprimerait tout caleul de réduction des clichés. Toutefois, l'emploi d’un interféromètre de ce type, ulilisé avec des souffleries de grande épaisseur, donnant des déplacements de l’ordre d’une centaine de franges (on a vu que l’on peut observer et identifier sûrement des champs allant jusqu'à 200 franges). permettrait d’oblenir une lecture directe avec une approximation satisfaisante, que l'on pourrait améliorer par un polissage rapide et relativement grossier des fenêtres et des lames de compensation. L’usure rapide des fenêtres, observée dans nos expériences au niveau du bord d’altaque des ailes, est due au sablage du verre par des particules de rouille entraînées par l'air de la conduite, et ce défaut n'est guère à craindre avec des souffleries par aspiration d'air à la pression atmosphérique. Le polissage rapide des fenêtres du lunnel ne représénterait donc qu'une dépense acceptable.

Il n’est pas loujours nécessaire d'utiliser des interféromètres à grand champ, pour éludier des profils d’aile de grandes dimensions, el le dispositif suivant peut suffire : on place, sur un grand plateau horizontal (1), le montage optique constilué par la source lumineuse, l’interféromètre, l'objectif, les diaphragmes et lappareil pholographique; une fois ce montage réglé, el lorsque lon a oblenu un cliché d’une portion de l'aile, on déplace le plateau verticalement, c’est-à-dire parallèlement à la soufflerie verticale; on oblient ainsi un deuxième cliché, puis une suile de clichés, qui, mis boul à bout, constituent une bande du champ de franges, qu'il s'agit de photographier. Puis par une série de déplacements horizontaux du plaleau, qui supporte le montage oplique, on: oblient la série de bandes, qui, placées côte à côte, forment la photographie de l'ensemble du champ. Nous n'avons pas fait l'essai d'un tel système, mais la stabilité des souffleries que nous avons ulilisées, permettrait celle manipulation relalivement longue, puisque nous avons oblenu des clichés satisfaisants avec des durées de pose de 5 minutes.

Il est bien préférable d'éviter cette manipulation, et d'obtenir sur un seul cliché la totalité du champ de franges. Nous avons done établi le projet d'un interféromètre de Macu, prévu pour l'étude d'une soufflerie supersonique de 20 cm d'épaisseur (dimension qui pourrait d’ailleurs être accrue en employant un socle plus grand), et comportant des pièces opliques de 175 mm de diamètre. La soufflerie serail verticale, afin que le montage optique reste entièrement dans un plan horizontal, ce qui facilite la construction de l'interféromètre et le réglage des pièces opliques, qui s’oblient par le déplacement de celles-ci sur des tables. Le socle carré serait en fonte moulée et aurait 1 m de côté; il serait percé de trous régulièrement espacés, afin d'exécuter des montages rigoureusement adaplés aux dimensions des souffleries utilisées, et afin de faire varier l'incidence du faisceau sur les séparateurs et, par suite, le champ. La surface du socle serait rectifiée.

Les deux platines seraient constituées par des poutres en U, analogues à celles employées pour notre interféromètre différentiel, et les miroirs et leur

(1) Si ce plateau atteignait des dimensions prohibitives, il pourrait être remplacé par trois petits plateaux se déplaçant rigoureusement des mêmes translatoins.

fixation seraient également du même type, que ceux déjà utilisés sur l’interféromètre différentiel; toutefois, les miroirs reposeraient non pas sur des vis, mais directement sur des butées taillées dans la masse du barillet, ceci afin d'éviter la rotation lente de ces vis sous l'effet des vibrations. Les vis de réglage seraient munies de contre-écrous, afin de les bloquer une fois le réglage obtenu. Les pointes des vis de réglage seraient remplacées, afin d'éviter leur malage, par des sphères appuyant sur des paraboloïdes creux de diamètre légèrement supérieur (en remplacement du système de vis à pointe appuyant dans un cône creux), ou sur des rainures à faces cylindriques (en remplacement des rainures à faces planes). Les supports de séparaleurs seraient analogues aux supports de barillel de miroirs, les séparaleurs y seraient fixés à demeure, sans réglage possible, par des ressorts les appuyant sur des butées taillées dans la masse.

Les supports de séparateurs et les miroirs seraient fixés sur les platines par écrous et boulons. Les deux platines reposeraient sur le socle par trois vis calantes (des trous filetés d'avance et régulièrement espacés permellraient de choisir l'emplacement le plus favorable pour ces vis) s'appuyant sur de petits godets, afin d'éviter que ces vis rayent le socle, ou tombent dans des trous. Les pivots des platines seraient constitués par des tiges cylindriques fixées par boulons dans les trous du socle; ces pivots appuieraient sur des trous en forme de V percés dans les platines. Les supports des vis de rappel à pompe seraient fixés par écrous el boulons sur le socle, qui comporterait une série de trous aménagés à cel effet, et permettant des changements de posilion faciles. La fixité de la position de chaque platine serait assurée par le blocage de deux vis de rappel àspompe, agissant en sens contraire à chaque extrémité d’une platine.

Les platines doivent être très rigides, si l’on veut éviter des déplacements de franges, alors que les déformations du socle ont beaucoup moins d'influence : si les dimensions de l’interféromètre étaient fixées d'avance, il serait préférable de constituer chaque platine par un tube d'acier moulé aux extrémilés duquel seraient fixées les pièces opliques. On pourrait aussi appuyer ces pièces sur des cales fixes, laillées dans la masse du tube, et absolument indérèglables, taille optique délicate, mais possible. Le réglage d'un tel instrument serait facile el rapide, el la stabilité des franges ne pourrait être mieux assurée.

Les pièces opliques auraient un diamètre de 175 mm, le champ utilisable serail donc légèrement plus étendu, que celui de notre interféromètlre différentiel. La nécessité de placer dans le champ éludié l’une au moins des deux parois du tunnel, ne se présente pas avec ce lype d’interféromètre, ce qui lui donne la possibilité d'étudier par voie entièrement optique des profils franchement éloignés des parois du tunnel (1). On a vu également, que la semi-

(1) Dans nos expériences le tunnel n'ayant que 8 em de largeur, les deux parois étaient largement visibles. Avec un tunnel trop large, les couloirs latéraux à densité atmosphérique peuvent être remplacés en partie par un couloir ménagé dans l'intérieur de l'aile. Si l'aile est trop mince pour être évidée, il devient nécessaire de connaître la pression statique aux bords du champ au moyen de sondes. Cependant lorsque la pression aux bords du champ n’est pas modifiée par l'approche de l'aile, et c’est le cas, aux vitesses supersoniques, des zones qui se trouvent à l'extérieur de la zone limitée par les ondes de choc, la réduction des clichés obtenus avec l'interféromètre différentiel est possible, dès que l’on connaît la valeur de la pression statique de la zone non perturbée, valeur que l'on peut connaître au besoin par un petit interféromètre auxiliaire.

OU

argenture des séparaleurs améliore la luminosité du dispositif, et permet l'éclairage en lumière parallèle, d’où une augmentation légère du champ utilisable et la suppression des erreurs de parallélisme imparfait. On atténuerait aussi la disparilion des franges dans les régions où elles se resserrenL.

Conclusion.

En résumé, les méthodes interféromélriques permettent, sans aucune introduction d'instruments susceplibles de modifier l'écoulement, de mesurer la densité, la vitesse, la pression, et la température de l’air en mouvement, lorsque ce mouvement est plan. Ces méthodes ont permis à PRANDTL, puis à TREMBLOT, la vérification de l’hypothèse d’une détente adiabatique des gaz suivant la formule donnée par SaAINT-VENANT. Mais l'impossibilité d’oblenir des franges nombreuses et pures, en même temps que stables, en limitait la précision; enfin, l’absence d’interféromètre à champ étendu ne permettait que l'étude de tuyères de très petites dimensions. La réalisation de l’interféromètre différentiel que nous avons décrit, nous a permis, en collaboration avec L. SANTON, l'étude des lois d’élablissement des souffleries supersoniques sur des maquelles de 25 cm? de section environ (1). Au cours de cette étude, nous avons réalisé des durées de pose inférieures au 100 000€ de seconde.

L'étude de profils aux régimes supersoniques n’a pas été entreprise, mais L. SANTON a établi une balance, qui permet la mesure simultanée de la portance et de la traînée du profil, en même temps que la prise combinée d’interférogrammes et de striogrammes.

L'application de cet interféromètre différentiel a été faite à une maquette de 6 cm de corde. A toutes les vitesses, les franges apparaissent vigoureusement contrastées. À l'œil, comme sur les photographies, la position des franges est très stable; après l'arrêt de l'écoulement, les franges reéviennent bien à leur position initiale. Les clichés oblenus permettent une précision salisfaisante des mesures. La méthode optique apparaît donc d’un emploi sûr, mais elle a l'inconvénient d'entraîner des calculs de réduction très longs.

La réalisation d’un interféromètre de Mac de grandes dimensions permellrail, outre certains avantages, de réduire notablement ces calculs, et peutêtre permettrait-elle d'obtenir des clichés donnant directement la carte des densités. La stabilité des franges, obtenues à l’interféromètre différentiel, laisse espérer qu'on obtiendra une stabilité des franges satisfaisante, pour ce type d'interféromètre, par l'exécution d’une monture très soignée et améliorée. Si ce défaut de stabilité peut être éliminé, comme nous le pensons, un tel interféromètre serait seul à pouvoir donner la carte des densités avec précision e€l “apidité, et cela aussi bien au voisinage d’un profil, que dans les zones à fort gradient de densité (où les méthodes mécaniques donnent des indications très douteuses), ce qui est le cas des profils en vitesse supersonique, étude qui reste entièrement à faire, et qui est à l’ordre du jour avec les projels actuels de

(1) L'étude de la récupération de l'énergie cinétique du gaz a même été entreprise.

construction de souffleries supersoniques. La sélection et l’amélioration des profils et l'étude précise de la similitude aérodynamique (1) serait notablement facilitée. Enfin, l'étude de cas posés par l'aéronautique et la balistique serait possible : écoulement dans les aubages de compresseurs, de turbines, dans les tuyauteries d'admission des moteurs, autour de profils, de projectiles et d’obstacles quelconques, à toutes les vitesses subsoniques ou supersoniques (2).

(1) La similitude de deux écoulements se traduit par la coïncidence des courbes d'égale densité passant par un même point. L'œil décèle cette similitude avec une précision et une rapidité notables.

(2) Il faut signaler aussi l’utilisation possible d’un tel interféromètre, à la détermination par photoélasticimétrie des tensions intérieures des constructions mécaniques. (Voir H. Favre. — Sur une nouvelle méthode optique de détermination des tensions intérieures. — Revue d'Optique théorique et instrumentale. — Paris, mai 1929, page 193). et à l'étude de phénomènes acoustiques comme l’évolution de la réparlition des pressions autour d'un centre explosif (Voir H. Scarpix. Déjà cité).

TABLE des RÉFÉRENCES