V := 45° n=^ ôr. 0,5 n:^Or.p

y ==: 55° n = er, 0,35 n = 0r. 0,7. p.

p = 0,5 est une valeur médiocre; p = 0,6 est une bonne valeur; p = 0,7 est une valeur déjà élevée que l'on ne pourra obtenir que dans des conditions excellentes, conditions rarement atteintes pour les navires actuels. Avec les types que je propose, il est facile d'obtenir p = 0,75. Pour une donnée grossière, dans des circonstances assez bonnes, on pourra admettre :

Ainsi, un ballon ou navire aérien, transporté avec une vitesse de 50 mètres par seconde, exigera que er = 84™; en dehors de ce qu'un petit rayon r tendrait à diminuer p , on voit que ô et r varient en raison inverse l'un de l'autre; il faut donc de» grands rayons pour avoir un grand sillage avec des vitesses de rotation modérées. En prenant r = 15", il suffira de donner à la roue motrice une vitesse de 56 tours à la minute; pour r = 10", il faudrait 85 tours. Quant à la machine nécessaire, elle dépendra de KjSi; et l'on voit que la puissance des machines varie en raison inverse de la densité, ce qui nous ramène à cette affirmation : à machine égale, pour formes semblables de corps à mouvoir, les vitesses seront \^770 fois plus considérables dans l'air' que dans l'eau, ou plus de 9 fois plus grandes.

L'amélioration du dénominateur de p porte sur les quantités KjLjy^r^C. On ne peut pas isoler K de K^; ces deux nombres s'influencent. En dehors de ce fait, on peut accroître K en incurvant légèrement les ailes motrices dans le sens de la rotation; on peut encore l'accroître en brisant l'aile par des jours qui brisent la forme hydrodynamique qui se substitue à l'aile. Il y a plus, il ne m'étonneraitpas que des barreaux droits perpendiculaires à une tige normale à l'arbre, ces barreaux ne faisant point surfaces consécutives, mais offrant une succession discontinue de pales plates étroites laissant entre elles des jours obliques, il ne m'élonnerait pas, dis-je, que cette aile n'eût un effet préférable à celui de l'aile d'une pièce, tout au moins pour le coefficient K; on aurait alors une véritable aile de moulin à vent. Cette réflexion est bien loin d'être une affirmation; mais elle me parait de nature à préciser le sens du sujet. On voit que l'influence de L et celle de y, sauf les restrictions admises pour L, nombre des ailes, restrictions qui portent sur la variation de K, est théoriquement la même. Un grand rayon joue aussi un rôle analogue dans la valeur de p; mais r a encore un^e autre influence plus précieuse sur la vitesse, en permettant de diminuer ô ou N. En somme, L.yr. représente la surface mouvante normale à la rotation. C dépend de |a forme de l'aile. Dans le cas de l'hélice linéaire orthogonale, G croit avec tg^; pour d'autres surfaces motrices, C a une valeur différente. De grandes valeurs pour tÇf semblent défa-

Br vorables à la vitesse n = p' - — ; mais il s'agit, avant tout, d'améliorer p,

pour produire un plus grand effet avec une moindre machine; ensuite on

choisira G plus ou moins grand, pour contrebalancer l'influence de tg^^

L'exemple numérique n := Qr.o^l.p peut donc être préférable, en tant qu'effet

utile, à l'exemple n = ôr.l,4|o.; dans le premier cas, e devra être deux fois

plus grand que dans le second cas.

Le rapport p est toujours plus petit que 1; p ne peut égaler 1 qu'autant que

la résistance à vaincre R == KiS^n* = o, ou que KjSi = o. Si une force motrice

étrangère s'ajoute à l'effort de l'appareil, ce sera comme si l'on diminuait la

résistance, et p augmente; si la force étrangère à elle seule équilibre R, alors

Gr p = 1, et n =. - — : la machine de l'appareil ne produit pas de travail; si la

force extérieure dépasse la valeur de R, qui se concilie avec le moteur, c'est alors la machine qui reçoit.

Si un bâtiment marche avec une vitesse n^ son hélice étant affolée, la

vitesse de rotation e = — ^» équation qui permet de déterminer empirir.p

quement le facteur — - qui caractérise l'appareil au point de vue de la

vitesse.

Ainsi, en substituant à l'aile motrice, par la pensée, une hélice linéaire orthogonale w = ay tangente à la surface de l'aile, on pourra représenter à peu près le phénomène du mouvement par les équations simples qui conviennent à M = ay, sans avoir besoin de recourir à des calculs compliqués dont le degré de précision n'est pas en harmonie avec la nature du sujet. On voit d'ailleurs que les bonifications apportées par des formes à maxima ne jouent qu'un rôle, non pas nul ou insignifiant, mais secondaire.

S xrv. — Sur les fbrcôs motrices Qt leur utilisation.

Je vais présenter quelques brèves considérations qui me paraissent liées d'une manière trop intime au sujet que je traite pour pouvoir être entièrement supprimées.

On sait que Téquation du travail mécanique est : Tt* = Ta + Tp^ que Ton peut écrire : Tt* = fJïa, pétant le facteur de rendement toujours plus petit que un^ qui exprime la transformation du travail actif ou totale en travail utile. En désignant parp^ et p' les poids ou efforts qui donnent lieu aux chemins H et H', on a de la môme manière p'.H' = /IpH; pour des vitesses uniformes proportionnelles aux chemins faits, on a encore p^v'= fp.v. Pour des mouvements variés, les liaisons sont différentielles; on en prend la moyenne sur toutes les parties agissantes des appareils mécaniques. Le calcul intégral a précisément pour résultat de donner la somme ou la moyenne de grandeurs successives et variant suivant une certaine loi. La liaison p\v'=^ fp.v^ sous cette forme ou sous la forme équivalente des forces vives, intégrale ou différentielle^ donne lieu à un appareil de transmission défini parp.î?^ et à un appareil de réception défini par p'v'. On peut retourner le sens de l'appareil et l'utiliser à Venvers, si l'on peut s'exprimer ainsi. En général, un appareil favorable dans un sens sera défavorable dans l'autre. On cherche à utiliser des appareils de transmission qui procurent un facteur f le plus favorable possible. Les bonnes machines donnent de 60 à 80 Vo? ©^ 1^ but des progrès à accomplir dans chaque genre d'appareil consiste à rechercher les moyens d'améliorer ce facteur de rendement. Ces notions datent de ce siècle, on peut le dire. Quoique très connues, elles ne sont pas encore assez vulgarisées, si l'on en juge par les tentatives d'inventeurs ingénieux qui gaspillent leur intelligence à produire des mécanismes théoriquement bons, mais impossibles dans la pratique, par suite de l'infériorité de f La science humaine est tellement jeune, que l'on a le droit d'attendre énormément de l'avenir.

Lorsque l'on possède, soit théoriquement, soit expérimentalement, une autre relation entre les travaux ou entre les poids, cela permet de conclure le rapport des vitesses de la réception h la transmission.

Pour produire de grands effets avec de faibles poids, on opère sur de grandes vitesses. Les appareils qui permettent de transformer une vitesse en une autre vitesse différente en intensité et en direction^ peuvent servir de définition à la cinématique toutes les fois que les appareils sont rigides, c'est à dire quand ces appareils permettent de permuter la réception et la transmission ; ainsi, la caliorne ou moufle n'appartient pas, à proprement parler, à la cinématique, puisque l'on ne peut pas transformer la traction en pression. Les rou£S dentées, les bielles, les excentriques, les manivelles,.,., permettent le renversement du sens des vitesses. Je reviendrai tout à l'heure sur ce que l'on peut appeler la cinématique naturelle.

La force naturelle la plus simple est donnée par la chute d'un poids d^eau tombant d'une hauteur H> en acquérant la vitesse V= VigE. Cela donne lieu aux différents types de machines hydrauliques qui ne sont réellement bien connues et bien conçues que depuis les travaux de M. Poncelet. Parmi ces

machines, la turbine de M. Fourneyron, la meilleure peut-être, ne date pas de trente ans. L'équation de son travail conduit à la relation 0r = f.VigVL^ étant la vitesse de rotation, et r le rayon de la roue formant turbine (*).

En opérant sur un très petit poids d'eau doué d'une énorme vitesse, on peut obtenir des effets considérables. On arrive à ce résultat par Tintermédiaire de ce que j'appellerai un procédé de cinématique naturelle : par l'intermédiaire de la chaleur. Dans unjsens à peu près analogue, on a pu dire avec élégance que la machine à vapeur était un appareil à chute de température. On utilise les très grandes vitesses qui résultent du jeu de la chaleur, en les recueillant par l'intermédiaire d'un piston qui se meut dans un cylindre, en produisant ainsi un mouvement rectiligne alternatif, que l'on transforme à son gré, à la suite, par les procédés de cinématique. Le cylindre étant la surface engendrée par un cercle qui se meut suivant une ligne droite qui lui , est perpendiculaire, c'est à dire suivant une circonférence d'un rayon infini, on peut admettre un cylindre conducteur du piston à forme de tore^ ou en forme de couronne cylindrique; cela donne lieu à des variétés de formes très intéressantes en tant que théorie, et qui ne paraissent pas appliquées; cela permet de constituer des machines qui ne diffèrent en rien des premières par leur mode d'effet, mais qui donnent immédiatement un mouvement circulaire alternatif. Le piston est alors un anneau circulaire, et l'appareil a quelque analogie avec une pompe de Brama. On peut encore collectionner la vitesse de la vapeur en dirigeant un jet sur des palettes de roues à aubes au moyen d'un coursier; ou bien en dirigeant le jet de vapeur sur une roue en forme d'hélice, comme dans le cas d'un moulin à vent, en remplaçant le vent par la vapeur, et en fermant le tout dans un cylindre; ou bien en faisant évacuer la vapeur par les orifices (ïxmejturhine. Dans ces derniers cas, on obtiendrait immédiatement le mouvement rotatoife continu sans intermédiaire d'organes de transformation. Dans tous les cas, on additionne les pressions qui résultent de la vitesse dont est doué un faible poids d'eau, au

(*) La turbine peut fournir un exemple intéressant pour le retournement de Tappareil. Si Ton donne à la roue, par un effort extérieur, une vitesse Qr, Teau ne sortira pas; si l'on donne une vitesse plus grande, Teau remontera. On peut donc faire avec une turbine une nouvelle machine élévatoire dont le caractère original consiste en ce que Ton n'utilise pas*la pression atmosphérique. Ce genre de pompe ne pourrait pas s'utiliser dans les incendies, par exemple, comme machine à projection d'eau. Comme [pompe à feu, ou msichine d'alimentation pour une ville, plie pourrait s'utiliser. Son inconvénient consisterait dans la grandeur des vitesses de rotation qu'il faudrait donner à la roue pour produire une élévation H; au dessus de B. = ^g, cette machine serait avantageuse, sauf, je le répète, Finconvénient pratique de grandes vitesses rotatoires. Cette turbine élévatoire se composerait, en principe, d'un disque plat circulaire, de rayon r, monté sur un arbre creux; l'arbre ou axe reposerait, non pas sur une crapaudine, mais sur une hutée à roulement dont je parlerai plus loin; le disque serait sillonné dans son épaisseur par des tubes qui aboutiraient tangentiellement à la circonférence extérieure. Lorsque le disque tourne,

l'eau monte dans l'axe creux à une hauteur H «^ Une collerette qui termine le haut du

tube sert à verser l'eau dans un bassin formant une couronne cylindrique, et dont le noyau évidé fait passer l'arbre en le maintenant par une butée horizontale de roulement. J'indique ce genre d'utilisation nouveau de la turbine comme exemple de permutation entre les deux sens d'un mécanisme. Si Ton croyait pouvoir appliquer ce genre de pompe élévatoire, il y aurait lieu de formuler complètement la théorie de son travail mécanique ou de son rendement ; la pratique déciderait ensuite en dernier ressort.

moyen d'une surface qui effectue une véritable intégration naturelle. De toutes les nombreuses dispositions que Ton peut donner à la surface intégrante^ celle-là sera préférable qui intégrera le mieux, ou qui donnera un facteur /"de rendement plus élevé. J'ai fait les croquis de détails et les calculs pour jcé* différents types; le cylindre droit ordinaire" parait préférable.

Sous cette forme élémentaire, j'ai basé toute une théorie des machines â fluides; et j'espère pouvoir, plus tard, la rendre digne d'être soumise au jugement du public compétent. Les équations du | III ne sont qu'un cas particulier de celles que j'utilise pour reprendre à nouveau la mécanique des fluides; on a ainsi des machines à intégrer des vitesses,

La machine à vapeur est toute moderne; on est en droit d'attendre encore de nombreux perfectionnements; elle offre un précieux exemple de cette grande et générale vérité de la division du travail, de la séparation des fonctions, des organes, des puissances, des pouvoirs. Les grands progrès réalisés par Yatt, et tous les progrès ultérieurs, sont compris en entier dans cet ordre d'idées. Chaque partie de la machine doit être un organe en quelque sorte i^olé, ne satisfaisant qu'à un seul rôle. Si l'on examine plus particulièrement l'organe qui utilise les calories du combustible pour douer l'eau d'une grande vitesse sous forme de vapeur, on a quelque chose d'analogue aux surfaces, digestives des êtres organisés. Dans le bas de l'échelle des êtres, on a seulement des tubes digestifs; plus on monte dans cette échelle, plus la surface d'absorption s'accroît : depuis la marmite chauffée par le fond seulement jusqu'aux chaudières tubulaires^ on reconnaît un progrès du même ordre. L'eau étant mauvais conducteur, et ne s'échauffant, dans ses parties éloignées du feu, que par l'effet du bouillonnement, on a dû accroître la surface de chauffe^ ou surface d'absorption calorifique^ ou surface de séparation entre l'eau et le feu; les volumes et les surfaces de cylindres de même hauteur ont

un rapport égal à -^ 5 R étant le rayon de base. La multipUcalion des

bouilleurs et leur limite en ténuité doit donc être aussi exagérée que possible, sauf les restrictions qui tiennent à la résistance des métaux. Actuellement, on n'a pas dépassé, que je sache, des diamètres de 0"05, et les tubes ne perçoivent que les calories dégagées par la flamme, ou par les gaz des foyers. Sans m'arrêter à quelques dispositions pratiques que je serais heureux de voir essayer pour augmenter l'absorption des calories du combustible, j'arrive à une forme de chaudière qui me préoccupe depuis plus de dix ans, sans que les circonstances m'aient permis d'entreprendre des expériences. J'y attache une telle importance, que j'eusse pris un brevet, si je ne trouvais puériles et immorales les réclamations de priorité qui ne se^basent pas sur des expériences précises et sur une utilisation. D'ailleurs, je n'afllrme rien avant la sanction de l'expérience. Voici le principe de cette chaudière, avec une seule des dispositions, parmi plusieurs, qui me paraîtraient pratiques :

Les fourneaux ont une forme cylindrique, et sont alimentés par les flancs; le coffre à vapeur est au dessus, entretenu à une température supérieure à celle qu'exige la tension de la vapeur incluse. Cette tension atteindrait 12 ou 15 atmosphères. Des tubes de platine de 0,03 centimètres de diamètre, très épais, sont placés dans la longueur du fourneau, en plein foyer; ils communiquent par un bout, au moyen d'un conduit, au coffre à vapeur; ils sont à

une température du rquge-blanc; par l'autre extrémité, ils communiquent à un coffre à eau par l'intermédiaire d'un appareil d'injection qui projette l'eau, larme à larme, d'après un jeu gradué.' Chaque tube de platine a son injecteur, véritable petite seringue, isolé. Des touches analogues à celles d'un cornet à piston règlent le mouvement de chaque petite injection. Des dispositions spéciales permettent de condamner un tube et de le changer, en cas d'avarie. On produit ainsi, molécule à molécule^ une vapeur spéciale à une tension énorme; et cette vapeur se conserve dans le coffre à vapeur, pour s'évacuer ensuite dans l'appareil moteur. Les machines seraient à haute pression; la vapeur évacuée retournerait dans un appareil spécial, pour être décomposé en un courant d'hydrogène qui serait lancé dans le foyer. On utiUserait ainsi le pouvoir calorifique du corps qui dégage le plus de calories. Si je ne me trompe, l'hydrogène a une puissance de chaleur égale à près de quatre fois celle de la houille. D'après des calculs hypothétiques, et auxquels je n'accorde aucune créance jusqu'après le contrôle de l'expérience, on arriverait à alimenter une machine d'une force de avec un poids de combustible qui

ne serait pas le cinquième du poids actuellement exigé. Ce serait énorme. Les navires actuels, avec leur tonnage élevé, ne peuvent guère contenir dans leurs soutes pour plus de dix à quinze jours de combustible, si l'on marche toujours à la vapeur. Cet inconvénient est encore plus grave que l'inconvénient de la dépense. Si la navigation aérienne doit avoir lieu, et que la vapeur soit la force motrice préférable, cette diminution dans le poids du combustible et dans la dimension des foyers acquiert une importance capitale. Alors l'emploi de la turbine, comme appareil d'intégration de la vitesse de la vapeur, semble préférable pour de nombreux motifs; l'un d'eux provient de ce que ! la roue hélicoïdale motrice pourrait servir à deux fins, comme je l'ai dit au

I II. On n'aurait pas alors d'engrenage de transmission, puisque l'on n'aurait jamais à reculer, chose nécessaire dans la locomotion maritime.

Si l'on utilise la chaleur pour douer d'une grande vitesse un fluide gazeux quelconque, l'air ou tout autre, on aura, comme précédemment, des appareils pour additionner ou intégrer les vitesses produites, la grandeur de ces vitesses compensant la petitesse du poids dans l'évaluation du travail mécanique. Ce travail dépendra toujours du cube de la vitesse et de facteurs plus ou moins favorables suivant la nature du fluide en jeu; la théorie ne fait intervenir la température que comme un coefficient de vitesse spéciale à chaque gaz. Il semble que le fluide vapeur d'eau est le plus avantageux pour utiliser la V température qui doit produire la vitesse agissante.

Un réservoir de gaz comprimé donne encore lieu à une vitesse d'évacuation dont on peut utiliser le travail; le fusil à vent est un appareil de ce genre. Tous les gaz ne sont point propres à ce rôle sans l'aide de la température; aussi, l'acide carbonique à la pression de 80 atmosphères ne produit pas de travail à la sortie; ce gaz se solidifie par la réfrigération due à la vitesse d'écoulement.

Les matières chimiques dont la composition contient des gaz sont de véritables réservoirs de gaz comprimés, et en dégageant ces gaz par changement d'état du corps, on a la possibilité de produire un travail mécanique dont l'intensité dépend de la vitesse de dégagement. Parmi ces matières chimiques, on peut citer en première ligne les fulminants et les poudres.

dont la décomposition se fait d'une manière très brusque. Jusqu'ici, on n'a utilisé ces réservoirs gazeux que d'une façon intégrale pour produire des chocs destructifs et pour lancer des projectiles. L'avenir est en entier dans l'utilisation différentielle de ces énormes puissances dynamiques concentrées sous un petit volume. C'est par trillons de kilogrammètres que l'on doit estimer la puissance mécanique renfermée dans une tonne de poudre. Je trouve, par exemple, qu'en utilisant seulement un pour c^n^ de la poudre, soit poudre ordinaire, soit fulmi-coton, ce qui présente une différence, qu'une machine à vapeur de 1,000 chevaux métriques serait alimentée pendant un jour par deux tonnes de poudre ! Alors, la turbine serait un excellent appareil pour intégrer les vitesses^ et peut-être ce serait le meilleur. Depuis de longues années, je cherche à entreprendre des expériences dans cette voie féconde; j'ai installé plusieurs sortes d'appareils pour produire le dégagement gazeux en quelque sorte larme à larme, de môme que la pression qui donne l'effort de la Presse hydraulique. La navigation aérienne devient facile si l'on réussit à utiliser en travail mécanique, par un appareil collecteur, la vitesse énorme qui résulte de la déflagration graduée de la poudre. Un navire maritime pourrait avoir dans ses soutes des provisions pour trois mois de voyage. Quant aux forces en elles-mêmes, on peut remarquer qu'une machine de 100 chevaux ou de 7,500 kilogrammètres était quelque chose de prodigieux il y a vingt ans; 1,000 chevaux aujourd'hui sont un chiffre imposant. Avant vingt ans, on substituera dans le langage vulgaire la tonne au kilogramme pour exprimer les efforts, et l'on parlera de 10,000 chevaux métriques comme de 1,000 en ce moment, ou du moins cela est plus que probable.

Eh bien î tous les composés quaternaires gazeux, les éthers, les corps gras, les alcools, les sels d'ammoniaque, entre autres le chlorhydrate d'ammoniaque, et surtout l'azotate d'ammoniaque, sont de véritables réservoirs de gaz comprimés ou des magasins de force motrice, dont il s'agit, comme pour les poudres, de produire la décomposition de façon à/ pouvoir utiliser et additionner les vitesses de dégagement des gaz constituants.

Parmi les corps à éléments de composition gazeuse. Veau est un des principaux à considérer. On sait que la plus puissante des forces naturelles dont l'homme ait actuellement connaissance est ce que l'on entend par vapeur instantanée; on redoute la production de cette force comme un danger terrible et impossible à dominer; l'homme recherche la puissance à la condition de pouvoir la régler, la maîtriser, la diriger; sinon, la puissance est un fléau d'autant plus redoutable, qu'elle est plus exagérée. Sur cette question de la vapeur instantanée, personne n'est d'accord, tôt homines, tôt

sententiœ; on a été jusqu'à y voir un résultat dit d'électricité en boule En

admettant, comme hypothèse que je ne prétends point justifier, que l'on se trouve simplement en présence d'une décomposition instantanée de l'eau, ou, en d'autres termes, que l'eau ne soit alors qu'une potidre e« déflagration, un réservoir de gaz qui se décomprime brusquement, on arrive à estimer à 5 ou 6,000 atmosphères la puissance de pression due à ce genre de force 1 1 Les vitesses variant comme les racines quarrées des pressions, on se trouve conduit à des chiffres effrayants, quelque chose comme 25,000 mètres par seconde, mais qui ne semblent pas incompatibles avec les eû'orts destructifs que l'on a pu observer. Plus encore que pour la poudre ordinaire, ou bien pour la

xyloïdine^ je crois que Favenir appartient à Tutilisation de cette puissance, dite actuellement de vapeur instantanée. Les chaudières à bouilleurs de platine dont j'ai parlé cherchent à produire ce genre de force motrice d'une façon différentielle

En examinant, dans son ensemble, le système présenté par la locomotion mécanique au sein des fluides, on voit que Ton opère, en premier lieu, sur un fluide dont les particules sont douées de très grandes vitesses. On collectionne, on additionne, on intègre les pressions dues à ces vitesses par le moyen d'un appareil spécial qui donne lieu à un mouvement rectiligne alternatif, ou à un mouvement circulaire alternatif, ou à un mouvement circulaire continu; les vitesses dont le fluide moteur est doué proviennent delà chaleur ou d'une compression soit naturelle, soit artificielle. On utilise ensuite le mouvement produit en le transformant par des mécanismes de cinématique eii mouvement d'un dernier appareil qui agit au sein du fluide où la propulsion doit s'accomplir; ce dernier appareil produit, en dernier ressort, une vitesse de réaction qui donne lieu à la locomotion. Vappareil collecteur des vitesses motrices est identique, comme rôle et comme effet, à Y appareil terminal qui donne lieu à la vitesse de propulsion. En supprimant les intermédiaires par la pensée, on a un fluide moteur doué d'une vitesse V qui donne lieu à une réaction sur le fluide au sens duquel doit s'opérer la

translation en donnant lieu à une vitesse n; le rapport définitif— indique

le facteur définitif ou l'ensemble de l'utilisation de la vitesse motrice. Ce facteur est actuellement compris entre Vioo ©^ Vioooj ce qui prouve les progrès que l'on est en droit d'espérer. L'appareil récepteur ou collecteur des vitesses motrices est identique, ai-je dit, à l'appareil propulseur ou producteur de la vitesse reçue, en permutant la réception en transmission^ et vice-versâ. Cette permutation donne lieu à des facteurs de rendement qui sont favorables dans un sens quand, en général, ils sont défavorables dans le sens opposé. Le piston qui se meut dans un cylindre droit parait être le meilleur appareil d'intégration pour les vitesses motrices quand on veut obtenir des vitesses lentes. Pour des mouvements rapides, la turbine paraît préférable, et c'est elle que l'on choisira pour l'air, en supprimant ainsi tous les mécanismes intermédiaires. Pour l'appareil terminal, on peut admettre que la roue hélicoïdale est la plus avantageuse pour donner de grandes vitesses, parmi les appareils entièrement plongés.

Pour préciser par un exemple, je vais examiner le mouvement rectiligne alternatif d'un piston qui se meut au dehors d'un navire ou d'un ballon par la rentrée et la sortie alternatives de la tige de ce piston. Ledit piston aura, je suppQse, la forme d'un angle dyèdre dont l'arête sera normale à la tige, ou bien d'un parapluie dont la tige sera le manche; le dyèdre ou le parapluie pourront se refermer en partie dans le mouvement de retour. Soit S la surface de la section par un plan perpendiculaire à la tige ou au mouvement, et K le coefficient de résistance; soit S,, la section quand le dyèdre ou le parapluie est fermé en entier ou en partie, et K, le coefficient correspondant de résistance; n, V, Kj, Sj ayant les significations du mémoire, on aura pour équation des résistances, quand le mouvement se produit sur l'avant, la face S étant

tournée du côté du navire ou du ballon, et quand ce mouvement est devenu uniforme :

K,S,n« = KS (V -n)« — K,S, (V + n)\

Un appareil situé sur l'arrière donnerait les mêmes résultats en renversant Torientation de cet appareil.

Le rapport — du mouvement n de translation au mouvement V rectiligne

alternatif de la tige sera donné par une équation du second degré. Un appareil de ce genre serait certainement applicable, et plus avantageusement à Pavant qu'à l'arrière à cause du fluide d'entraînement qui suit le corps propulsé, quelque fin que soit ce corps; mais il est difflcile d'obtenir dans la pratique de grandes vitesses rectilignes alternatives; le piston de la machine serait une crémaillère simple agissant sur un système d'engrenages multiplicateurs de vitesse, afin de revenir à une autre crémaillère simple qui formerait la partie intérieure de la tige motrice. Tout ce que l'on pourrait faire, je crois, ce serait d'obtenir une vitesse de 6 mètres par seconde pour cette tige motrice, et cela donnerait, en définitive, une vitesse de 3 à 4 mètres par seconde. En présentant ce résultat, mon but n'est pas de proposer une application pour cette sorte de propulseur; l'équation précédente, sauf des facteurs spéciaux, est précisément l'équation de Yaile et de la nageoire. On voit que pour w = o, pour soulever un poids P, on aurait P = (KS — K, S,) V. En admettant des formes analogues à Yélytre du hanneton, ou à deux dyèdres symétriques, ou à deux parachutes ou parapluies doués d'un mouvement circulaire alternatif produisant la vitesse V; cette équation serait l'expression différentielle du phénomène, et elle donnerait lieu à une forme analytique du même ordre pour son intégrale. En choisissant des formes favorables, on pourra écrire en nombres ronds et grossiers : P = 0,09. S. V* pour exprimer la puissance de soulèvement. On voit que ce genre d'appareil, à vitesse égale et à surface égale, est bien supérieur à Yhélice, puisque le coefficient O'^OO est plus que quadruple du coefficient O'^OS spécial à la roue hélicoïdale. L'avantage de cette dernière consisterait simplement à pouvoir augmenter la vitesse à volonté, mais au détriment du travail mécanique qui s'accroît dans le rapport du cube de cette vitesse. Vaile est préférable à l'hélice pour la sustension. Pour procurer de grandes vitesses, Y hélice me paraît le meilleur des appareils plongés.

J'ajoute une autre réflexion relative à la vitesse. Le poisson est plus puissant que l'oiseau; les poissons rapides parcourent 12 à 15 mètres par seconde; à égalité de forcé et à égalité de forme, l'oiseau devrait aller neuf fois plus vite. Or, les plus rapides des mécanismes aériens ne franchissent pas 50 à 60 mètres par seconde. L'appareil moteur aérien, en tenant compte de la densité des fluides, est très inférieur en étendue à l'appareil moteur du poisson.

On peut se demander s'il ne serait pas possible d'utiliser immédiatement la vitesse d'évacuation du fluide moteur par la force de recul En réalité, c'est cette force qui agit sur la turbine, cette turbine servant d'appareil en quelque sorte multiplicateur pour utiliser le plus possible la vitesse motrice. 11 est certain qu'un, orifice d'évacuation, situé à l'arrière d'un ballon à forme

de navire fin, donnerait lieu à un recul produisant une vitesse n, soit que Ton opère sur de la vapeur évacuée ou sur des gaz de poudre. On aurait véritablement une fusée horizontale. Cette force de recul, à la condition d'être continue, a permis d'installer dans un sens analogue un système particulier qui a été essayé sur des bateaux de rivière : le bateau est traversé de bout à bout par un tube; un piston pompe Peau sur Pavant et la recrache à l'arrière; l'eau est ainsi transformée en une véritable chaîne liquide de louage. On voit que le navire doit marcher, mais que ce mode de locomotion ne peut donner lieu qu'à des vitesses très lentes, inférieures à la vitesse du piston faisant pompe.

A la suite de ces explications extrêmement condensées, tronquées autant que possible, et que je reprendrai plus tard avec toute l'ampleur nécessaire, je vais indiquer quels sont, à mon sens, les essais que l'on peut tenter pour améliorer les sillages maritimes, et pour obtenir la locomotion aérienne, ces deux questions étant inséparables, comme je l'ai dit.

S XV. — Essais éi tenter pour la marine.

La locomotion mécanique maritime date de cinquante ans à peine; il n'y a pas vingt ans que l'on utilise les moteurs entièrement plongés. Dans cette période de temps si courte, des progrès considérables ont été accomplis. Quels que puissent être les progrès nouveaux que l'on est en droit d'attendre de l'avenir, le grand nombre d'hommes distingués et compétents qui s'occupent de ces matières doit imposer une excessive réserve à ceux-là qui proposent des modifications dans le but d'améliorer les sillages actuels.

Dans la marine, la condition d'obtenir de la vitesse n'est pas la seule condition à laquelle doivent satisfaire les navires; il faut que le navire ait de la tenue à la mer pour résister aux chocs de la lame ; il faut de la stabilité de forme, de la stabilité de poids, de la stabilité dynamique, trois choses distinctes; il faut un tonnage marchand; il faut, pour les bâtiments de guerre,

d'autres conditions spéciales au jeu de l'artillçrie Toutes ces exigences

restreignent le problème des vitesses à des limites que je crois atteintes aujourd'hui à fort peu près. Avec des navires devant satisfaire à des conditions de navigation mixte et autres, je ne crois pas que l'on arrive à dépasser 12 ou IS nœuds; le progrès principal consiste dans l'améUoration des machines, sous le double rapport de la force motrice intrinsèque, et du poids de cette force motrice emmagasinée sous forme de combustible ou sous forme de poudre.

Si on pose le problème théorique de la vitesse maxima à atteindre par des navires où tout est sacrifié à l'obtention de cette vitesse, en dehors de toute espèce d'utilisation marchande ou militaire, il est possible d'obtenir des sillages de 20 à 25 nœuds. Je vais examiner brièvement ce problème. J'ai fait les calculs et les croquis pour une série de navires que j'appelle des rapides; les dilHcultés d'impression m'interdisent la possibilité de reproduire les croquis; les indications sommaires que je vais exposer suffiront d'ailleurs k tout constructeur qui voudrait faire un plan définitif sur les mêmes bases.

On a vu que : w = /> • -^ t étant un facteur spécial à la forme de

Paile motrice; dans le cas de Phélice linéaire orthogonale, ^= tgfj f étant l'angle qui correspond au rayon extrême.

On a vu que : p = —^ === — C étant'un facteur spécial à

i^ / KiS,

^■^^/ K.L.y.r.C* la forme de Taile; dans le cas de l'hélice linéaire orthogonale, j'ai donné une table des C de 8° en 8**. ■— Pour d'autres formes de surfaces mouvantes, cette valeur de p ne peut plus convenir que d'une manière approchée, C étant alors, en quelque sorte, un facteur empirique.

On a vu que : F = — ^-^ et cette valeur suffit pour les calculs,

P sans que l'on ait besoin de se servir de la formule F = Tj, qui revient au

même.

Je n-'ai pas les documents nécessaires pour faire une table des valeurs de /> pour les navires actuels de la flotte; je crois pouvoir dire que p est inférieur à 0,6, et même à 0,8; avec les moyens que je propose, on pourra élever p à 0,78, ce qui sera une amélioration considérable.

Les facteurs K^ et K, facteurs hydrodynamiques des formes fluides qui se substituent au corps plongé ainsi qu'à la surface mouvante, sont spéciaux à chaque nature de navire et à chaque nature d'appareil; c'est par eux seuls que la théorie entièrement neuve que je soumets au public se trouve avoir un caractère empirique, caractère restreint, et qui ne change rien aux principes généraux de celte théorie. Pour de bonnes formes et de bons appareils,

on peut hardiment accepter que ^^7^ = -ûTt ^^ P^^^ ^^^ ^^^> ^^^^^ '® radical

KL». zO

de û porte sur--— —i . En admettant r = 7, y= 1, L = 4, ce dernier

chiffre satisfaisant aux limites exigées, eu égard à la grandeur du rayon, on

g a —r pour valeur de la quantité sous le radical. On voit que cet appareil

moteur suffirait à donner p = 0,8 pour un navire de 860 mètres de surface plongée! Cette valeur de p serait très médiocre, et il n'entre pas dans ma pensée de songer à réaliser un type aussi inouï et aussi ridicule d'énormité

' que celui qui résulterait de Sj = 860, avec une longueur en proportion; cela dépasserait 100,000 tonneaux, et exigerait une machine de 40 à 80,000 chevaux métriques pour iiler 20 nœuds; l'appareil moteur et son support résisteraient difficilement à leurs moments de rupture. On voit qu'un appareil de ce genre suffirait à faire marcher le Great-Estern; dans ce cas, avec le même appareil, P serait au moins de 0,6; on pourrait prendre un rayon r = 10 mètres, ce qui

- donnerait p = 0,7 au moins. Pour S^ = 140 mètres, on aurait p = 0,67, valeur acceptable ; le navire serait gigantesque encore, plus de 10,000 tonnes. Pour Sj = 62 mètres, on aurait |0 = 0,78; en donnant 9 mètres de creux, 80 à 90 mètres de longueur, on aura une jauge de 2,700 tonneaux, d'après la forme que j'adopte. Avec une machine suffisante, en supposant que f = 1,2, /» = 0,78, on aurait n = 0,63.ôr.; il suffirait de donner 30 tours à la minute pour que n =;= 13 mètres, ou 26 nœuds envirop. On voit qu'un grand rayon r donne

deux avantages : un accroissement de la valeur de p; puis la possibilité de marcher rapidement avec des vitesses de rotation assez lentes, ce qui est un très grand avantage; les mécanismes rapides sont toujours inférieurs aux mécanismes lents.

Des appareils moteurs de ce genre ne peuvent pas être adaptés à l'arrière d'un navire à moitié hauteur; ils doivent être disposés le plus bas possible, à 0"*5 au-dessus de la quille. En admettant un minimum de 9 mètres pour tirant 4'eau, on voit que l'on ne pourrait naviguer que dans les eaux profondes donnant au moins 17 mètres de brassiage; on devrait retirer l'appareil avant d'entrer dans un port, et ne replacer l'appareil qu'en haute mer. Pai cherché les installations qui seraient nécessaires pour disposer à l'arriére d'un bâtiment une roue motrice hélicoïdale ayant le double du tirant d'eau, moins un mètre. Ces installations sont relatives :

1® — A la disposition de l'étambot arrière qui doit porter le gouvernail, et qui est alors soutenu à sa base par l'arbre lui-môme avec un mécanisme assez simple et suffisamment résistant; ^

2° — A la possibilité, une fois au large,, d'installer l'appareil moteur à quatre ailes, par un moyen convenable de' descente et de guide qui assure l'opération ;

3® — A la possibilité, avant de rentrer au port, de retirer l'appareil moteur, sans le faire passer par un puits, ce qui serait impossible à cause des ailes, et de faire ressortir l'arbre pour tenir en place l'étambot arrière ou support du gouvernail.

Je n'insisterai pas en ce moment sur ces détails : c'est une proposition que je ferai à la marine pour essayer des expériences sur un vieil aviso destiné à être prochainement condamné. En supposant 4 mètres de tirant d'eau, on pourra installer un appareil de 6 mètres de diamètre, avec une dépense de quelques milliers de francs ; l'augmentation du sillage, avec la même machine, par le seul fait de l'accroissement de p, et par la possibilité de donner à e une petite valeur, suffira pour justifier mes propositions suivantes, et on pourra se décider alors à construire l'un des rapides.

J'ai fait les croquis de sept numéros différents, ayant tous une longueur égale à dix à douze fois leur largeur, et ayant tous 9 mètres de creux : le plus petit a 27 mètres de section plongée et 600 tonnes de jauge. Les hélices sont sur l'avant, ce qui est préférable sous de nombreux rapports. Ce que j'ai dit plus haut permettrait aussi de les disposer à l'arrière; mais au point de vue de la forme des coques, non moins que pour beaucoup d'autres raisons majeures, cela vaudrait moins. L'hélice à l'avant peut offrir un inconvénient de choc contre la lame, dans un tangage violent. Quelque sérieuse que soit cette objection, je ne crois pas qu'elle soit une impossibilité.

L'hélice, placée aussi près que possible de la quille, donne un couple de soulèvement, qui est un avantage plutôt qu'un inconvénient. Ce couple fait émerger l'avant.

J'indique, au courant de la plume, les| points seulement sur lesquels la construction apporterait des modifications aux pratiques actuelles :

Eu égard au tirant d'eau de 9 mètres, tirant d'eau nécessaire pour permettre un grand rayon d'hélice, les petits numéros des rapides n'ont pas

de stabilité de forme, Pojir lancer à Peau un bâtiment de ce genre, il serait nécessaire d'user des précautions spéciales jusqu'à ce que l'on ait pourvu à la stabilité de poids^ que l'on donne par un aménagement intérieur. Ils ont une grande stabilité dynamique ; c'est ainsi que le poisson n'a pas de stabilité de forme, et seulement une grande stabilité de mouvement; quand le poisson meurt, il tourne sur le flanc. Les rapides n'ont pas de voilure; ils ont des mâts de fortune placés en drôme sur le pont, pour servir en cas d'accident, en marchant presque vent arrière. La partie non plongée se raccorde avec les fonds par une courbe en S, qui présente à l'avant une partie élancée servant de défense contre la lame en même temps que de support pour l'appareil de descente et de retrait de l'hélice; il n'y a pas de beaupré ni de sous-barbe. La partie non plongée a 3 mètres au plus de haut; la cheminée a la forme d'une lentille cylindrique; il en est de môme des capots qui masquent les entrées de descente; le timonier lui-même est abrité par une demi-lentille de ce genre. Il n'y a pas d'artillerie.

La forme générale se compose de deux conoïdes engendrées par une ligne horizontale qui se meut suivant l'étrave, et une ellipse maitre-couple, pour le conoïde avant; suivant l'étambot et la même ellipse, pour le conoïde arrière. Ces deux conoïdes sont reliés par des surfaces de raccordement. L'étrave et l'étambot sont deux lignes verticales : l'étambot n'a pas plus de 0"05 de largeur, la place juste nécessaire pour disposer les ferrures du gouvernail; le gouvernail est en fer, et se termine par une lame réellement tranchante.

La carcasse, ou squelette du navire, est construite d'après les principes de Stéphenson. Tous les maîtres-couples sont des poutrelles tubulaires; la section par le plan longitudinal de la quille est un rectangle formé par lesdites poutrelles, terminé d'une part par une étrave à forme spéciale, et par un étambot rétréci jusqu'à la limite indiquée. Les maîtres-couples sont reliés entre eux par les carcasses de chaque pont, construits sur le même principe. L'ensemble du squelette présente l'apparence d'un panier à bouteilles de forme allongée. Tout est partagé en compartiments étanches, qui permettent même de conserver la constance du niveau d'eau, au fur et à mesure de l'allégement du navire par la consommation du combustible. Chaque 100 kilogrammes de charbon sorti d'une soute est immédiatement remplacé par 100 kilogrammes d'eau.

Le bordé extérieur pourrait se faire d'après l'un des trois modes usités, à moins que la pratique n'ait déjà condamné ou ne condamne le mode suivant que je propose; ce mode me paraîtrait préférable. Des bandes de fer de 0*15 de largeur, de 5 mètres de longueur au moins, de 0*015 d'épaisseur, sont courbées à froid suivant la forme convenable. Cette forme diffère peu du plan pour toute l'étendue des deux conoïdes. Ces pièces s'encastrent successivement les unes dans les autres par un mode identique à celui des menuisiers. Une lèvre ou saillant d'une bande, saillant de 0*01 sur 0"005 d'épaisseur, pénètre dans le rentrant de l'autre bande, sur les quatre faces de chaque plaque métallique. Les joints verticaux sont croisés de façon à correspondre au miUeu de la plaque supérieure et inférieure; les détails d'exécution seraient hors lieu. Chaque pièce est boulonnée à tous les maîtrescouples par des rivets-prisonniers qui laissent la surface extérieure lisse

comme un chaudron. Le raccordement avec la quille, ainsi qtf avec l'étrave et Tétambot, serait l'objet de soins tout spéciaux.

L'avant se compose de trois avants successifs, ou de trois étraves sucessives, dont deux sont intérieures et à 3 métrés de distance au moins. Cela donne lieu à deux véritables puits qui servent de défense et procurent une extrême solidité à la partie qui soutiendra tous les genres d'efforts. Le premier puits est absolument vide; il ne contient que l'arbre qui le traverse, et le presseétoupe que l'on peut visiter. L'eau filtrera nécessairement un peu, car il convient dé ne pas trop serrer les presses-étoupes, qui se transforment en freins de Prony et absorbent une part sérieuse de la force motrice. Une petite pompe extraira cette eau de filtration due à la pression de l'eau du dehors, non moins qu'à la pression due à la vitesse; ces deux pressions s'ajoutent alors, tandis que sur l'arrière elles se retranchent. Le second puits pourra, si l'on veut, contenir la coupée de l'arbre; coupée qui permet, au moyen de tourteaux, de relier l'arbre extérieur à l'arbre en mouvement, et d'interrompre cette communication pour rentrer l'arbre extérieur. On placerait aussi le vireur dans ce puits. A la seconde étrave, il y a un autre presse-étoupe servant de défense, en cas d'accident sur le premier. La troisième étrave sera un surcroit de précautions; elle pourra être traversée par la butée à collet, servant alors à la fois de fermeture et de point d'appui. Les trois avants successifs sont exactement faits l'un comme l'autre, ayant leur bordé complet, étant de plus rattachés par des couples spéciaux, et formant un système d'une excessive solidité et d'une complète sécurité.

La partie extérieure de l'étrave avant est taillée en biseau; la quille se prolonge au dehors, de O^IO je suppose, par une pièce très forte qui porte un demi-collier^ ou bien qui est traversé par un trou de forte section devant servir à tenir une cheville pour la manœuvre d'installation de l'hélice. Je décrirai en temps 'et lieu opportuns les diverses dispositions que je propose pour cette partie importante des appareils, quoique je sache bien que tout constructeur saura trouver des solutions aux questions posées. L'arbre extérieur est très fort; il se visse dans le noyau creux de l'arbre de l'hélice, à contre du mouvement pour la marche en avant, de sorte que le navire en marche tend à serrer ou à renforcer la tenue de la vis. Je propose deux autres moyens; mais celui-là me parait préférable. Dans la marche en arrière, il semhle que l'hélice doit se dévisser; si l'on veut faire attention que ce mouvement d'ailleurs secondaire tend à pousser l'héhce contrôle navire, on voit que le dévissage ne pourrait s'effectuer que par le retrait de l'arbre au dedans du navire ; en dehors de cela, le demi-collier dont j'ai parlé, ou bien une pièce que j'appelle le portant^ suffirait à résister à ce mouvement. Une fols sorti du port, dès que les eaux ont une profondeur suffisante, on descend l'hélice, et on l'installe suivant une manœuvre que j'indiquerai. Pour rentrer l'appareil, on a une manœuvre inverse.

On peut disposer, si l'on veut, un second arbre à moitié hauteur de l'étrave, pour installer une petite hélice servant à la manœuvre dans les eaux peu profondes, et donnant une vitesse de 2 ou 3 nœuds seulement.

L'examen attentif du problème des grandes vitesses m'a conduit à d'autres formes de navires quelque peu en désaccord avec les formes actuelles, et je crois devoir les taire aujourd'hui. Si la marine croyait devoir utiliser mes

propositions, j'indiquerai alors un moyen qui permettrait la transformation peu coùteusç d'un vieil aviso condamné en type à expériences.

On a proposé, mais peut-être, sans y attacher un caractère pratique, de cuivrer les bâtiments dans des cales de radoubs au moyen d'une précipitation de cuivre provenant d'un bain de sulfate de cuivre. Cela exigerait des installations gigantesques et spéciales. Peut-être pourrait -on arriver à résoudre le même problème d'une façon qui semble pratique : je suppose que l'on place contre le flanc du navire, sur cale ou chantier, une caisse en bois que l'on retient par simple pression, de façon à ce que la paroi du bâtiment forme une face de la caisse; on peut remplir cette caisse de sulfate de cuivre, en usant de précautions faciles pour que le liquide ne s'écoule pas le long des lignes de jonction ; on fera ainsi la précipitation du cuivre, par plaques restreintes, d'une épaisseur proportionnée au temps employé. De proche en proche, en déplaçant la caisse et la réinstallant, on finira par recouvrir tout le bordé d'un enduit cuivreux, qui sera en même temps un calfatage et un lissage pour l'extérieur du navire. Cela pourrait se faire, je le crois.

Des hélices aussi puissantes que celles que je propose pour les grands types doivent avoir un mode de construction qui allège le poids énorme d'hélices actuelles; bien inférieures en dimension ; là encore on peut utiliser le principe de Stéphenson. Je suppose que 'l'on fabrique une lame héUçoïdale en fer, de la forme jugée convenable, avec une épaisseur de 0"01. Deux lames pareilles sont placées en face l'une de l'autre, de façon à s'écarter de O^as dans le bas et de 0°*40 dans le haut. Ces deux lames sont reliées par des fragments cylindriques en fer de môme épaisseur, de mètre en mètre. Ces fragments cylindriques, ainsi que les lames, sont taillées en biseau tranchant sur leur avant comme sur leur arriére. Ces fragments ne donnent aucune résistance au mouvement; l'ensemble rigide que l'on obtient forme un véritable petit pont tuhe, entièrement ouvert à l'avant et à l'arriére, et très résistant. Cet ensemble forme une seule aile, dont l'effet sera peut-être de Vt» ou Va© ^n sus de l'effet d'une lame isolée. Cette aile sera implantée solidement dans un tourteau faisant corps avec le noyau creux en forme de vis qui forme l'axe du mouvement de rotation. Des expériences préliminaires fixeront sur la résistance à attendre de cette forme d'aile. En admettant quatre ailes ainsi faites, on arrive au poids de six tonnes pour une hélice d'aussi grande taille. Ce poids, à mon sens, peut se réduire à moins de quatre tonnes. Pour deux ailes seulement, de 4 mètre de hauteur et de 7 mètres de rayon, ce qui est énorme, on ne dépasserait pas deux tonnes. Peut-être pourrait-on essayer de l'aluminium; c'est une question de résistance de matériaux. On pourrait aussi cuivrer l'hélice entière.

Pour terminer ces brèves considérations, je veux ajouter quelques mots sur les roues. On peut obtenir un mouvement de translation perpendiculaire à l'arbre de rotation, pour un corps qui se meut à la surface de séparation de deux fluides; on pourrait à la rigueur installer un mécanisme qui permette d'utiliser la roue entièrement plongée en faisant pivoter les aubes sur ellesmêmes, pour les rendre perpendiculaires à l'arbre dans le mouvement de retour; ce mécanisme serait très délicat et probablement impossible dans la pratique pour produire des efforts sérieux. La théorie des roues à aubes est

facile à formuler, si l'on néglige les chocs à l'entrée et à la sortie; dans la pratique, les chocs enlèvent toute sécurité aux formules, en en faussant l'application. Je me suis abstenu de reproduire dans ce mémoire des calculs fort longs, qui obligent à partager le problème en trois parties distinctes, et qui conduisent à des intégrales à plusieurs termes; je me suis borné aux moteurs plongés, à propos desquels on est en droit d'attendre une coïncidence presque entière entre la théorie et la pratique. Pour diminuer les chocs des roues, on a imaginé des pales articulées qui entrent normalement dans l'eau; le système d'articulation de Morgan parait avoir la préférence; la géométrie fournit divers moyens différents de résoudre le problème ; d'après mes calculs, l'aube articulée est inférieure en rendement à l'aube ordinaire, sauf le rôle des chocs, rôle qu'il est difficile de traduire en théorie. Sans m'arrêtera quelques constructions qui me paraissent intéressantes, je remarque que la roue à aubes constitue une sorte d'engrenage à crémaillère dont l'eau forme précisément la tige rectiligne; en combinant cette idée avec ce que l'on appelle engrenage de White^ et avec les conditions de résistance des surfaces dans l'eau, on arrive à former une roue à aubes que j'appellerai roue continue^ et qui me parait mériter d'être soumise à l'appréciation des constructeurs; cette roue ne produit presque pas de chocs; elle fait très peu de bruit en entrant dans l'eau. Les aubes sont forfnées par des demicylindres en fer de 0,05 de diamètre dont la convexité plongée est tournée vers l'avant; lorsqu'on fait machine arrière^ pour reculer, la roue produit un effet 2 à 3 fois moindre que dans le sens du mouvement; ces petites aubes sont disposées en files obliques à la suite les unes des autres, de façon qu'il y ait une continuité presque différentielle dans l'entrée et la sortie. Tout constructeur dessinera facilement un croquis de ces roues, sur cette simple indication; on peut varier la disposition de ces petites aubes incurvées de nombreuses manières.

§ XVI. — Essais à tenter pour la locomotion aérienne.

Je suis bietf loin d'être au courant de toutes les tentatives qui ont été faites depuis la première application de Montgolfier, et la substitution de l'hydrogène à Tair chaud par Charles; en face de la plupart des projets proposés, dont j'ai connaissance, on reste étourdi des non-sens acceptés par les inventeurs; on a été jusqu'à placer des voiles en aide au ballon; des voiles ! I quand on marche identiquement comme le courant aérien, et que l'on n'a même aucun moyen de savoir si ce courant aérien existe, autrement qu'en suivant lé déplacement sur les objets du sol. Je vais donner les chiffres pour trois problèmes : monter et descendre à volonté, avec un ballon; procurer de la vitesse de translation à un ballon; obtenir le vol mécanique sans ballon.

Premier problème. — Monter et descendre avec un ballon. — Quelques personnes ont paru admettre que la solution exacte de ce problème permettrait de chercher les courants d'air opposés qui doivent coexister aux dififérentes hauteurs deFatmosphère; par suite, il serait possible de se transporter

d'un lieu à un autre en choisissant les hauteurs, c'est-à-dire la direction des courants aériens.

Une première solution consiste à lâcher du gaz pour descendre, à lâcher du lest pour monter; il est nécessaire d'employer l'hydrogène pour diminuer le volume du ballon, parce que à poids égal le gaz d'éclairage exige un volume double; cela nécessite des tubes rigides portant de véritables robinets dont on règle l'ouverture d'une façon rigoureuse, et non point des soupapes capricieuses à ouvrir avec une ficelle; le lest serait du sable, je suppose, renfermé dans un sablier muni d'un robinet dont on règle encore l'ouverture à volonté; il serait nécessaire de partager le ballon en compartiments dont un seul serait susceptible de perdre son hydrogène en lui substituant l'air atmosphérique; le compartiment aurait une puissance ascensionnelle égale au poids du lest du sable disponible ; dès que ce compartiment, ou que le sablier, serait vidé, on ne pourrait plus manœuvrer.

Une deuxième solution consistée fabriquer dans le ballon même, avec une grande rapidité, un volume suffisant d'hydrogène. Les réservoirs naturels d'hydrogène dont il s'agit d'obtenir la déflagration ou décomposition rapide sont tous les composés chimiques des matières organiques^ des sels ammoniacaux : Ainsi, en supposant que l'on puisse transformer V azote d'ammoniaque, par exemple, en véritable poi*dr^, on aura 4 équivalents d'hydrogène à utihser. L'esprit inventif de l'homme devrait alors s'exercer à former des poudres à base d'hydrogène, dont on réglerait l'explosion à volonté. Je n'ai pas de documents sur la composition exacte de la xyloïdine ou coton-poudre; et j'en ai vainement cherché ; mais cette substance doit évidemment fournir

de Y hydrogène, et ce serait peut-être la solution cherchée Quant aux

autres gaz provenant de la décomposition des corps hydrogénés, on n'a pas à s'inquiéter de leur action ; ces gaz seraient évacués par l'orifice en même temps que Tair atmosphérique existant dans le compartiment du ballon, tandis que l'hydrogène remplirait le haut d'abord de ce compartiment, en chassant successivement tous les fluides plus denses. La meilleure joowrfr^, en ce genre, serait l'eau; je crois pouvoir affirmer qu'on arrivera avant peu à obtenir sa décomposition suffisamment rapide; on n'a pas chepché, que je^ sache, dans cette direction.

Si la puissance humaine devait se borner à ce premier problème, il y a bien des années qu'à mon sens il seraitcomplètement résolu par une troisième solution très pratique, et qui me faisait dire en riant à mes amis, il y a plus de six ans, que j'étais prêt quand on le voudrait à m'enlever seulement avec les poignets. Ceci a l'air absurde et veut une explication. Je suppose que l'on forme un ballon à carcasse rigide dont la puissance ascensionnelle soit inférieure de 2 ou 3 kilogrammes au poids qu'il doit soulever. Ce ballon est traversé de part en part verticalement par un cylindre creux très étroit qui laisse passer une tige de fer supportant une hélice de faible dimension. Un homme, placé dans la nacelle qui est liée d'une manière inflexible à la carcasse rigide, développe, à l'aide de l'hélice, l'excédant de puissance ascensionnelle qui manque au ballon. Je me suis amusé à faire les croquis et les calculs pour trois petits appareils suffisant à une, puis à deux, puis à trois personnes. Le ballon pour trois personnes avait une puissance ascensionnelle de trois cents kilogrammes ; les tiges rigides de la carcasse se prolongeaient

au dehors pour supporter quatre ailes hélicoïdales aidant au mouvement, mais ayant surtout pour but de résister à la rotation qui provient du mouvement de V hélice supérieure, en donnant sur l'air môme un contre-appui opposé à cette rotation. L'hélice supérieure avait 3 métrés de rayon, et il suiflsait de donner trente tours à la minute pour produire un effort ascensionnel de 5 à 6 kilogrammes; or, un nageur, dans une embarcation de plaisancfe, donne trente cinq coups d'aviron à la minute. La tige de l'hélice est retenue dans les deux sens par des butées de roulement; le mouvement de rotation s'effectue à la main au moyen d'un vilbrequin ou d'une petite roue dentée multiplicatrice de vitesse; les 300 kilogrammes donnaient 210 kilogrammes pour trois hommes du poids de 70 kilogrammes ; l'appareil pesait environ 80 kilogrammes, et les 10 kilogrammes restants étaient fournis par du sable servant de réserve, et servant surtout à corriger les imperfections des calculs de déplacement et de poids. En choisissant les formes les plus favorables, et ce ne sont pas des hélices linéaires orthogonales, on arrive aux chiffres suivants :

On voit que pour de très petits efforts donnant Or < 1, le travail mécanique ^^ est très faible. Lorsque le poids augmente, Br augmente, et Tj s'accroît dans une proportion qui dépasse l'application des puissances motrices. On sait que l'homme peut développer 15 à 18 kilogrammètres de travail pendant une heure ou deux; en travaillant d'une manière suivie, on n'admet pas que l'homme puisse dépasser 10 à 12 kilogrammètres sans se fatiguer ou s'épuiser. Dans le cas qui nous occupe, qu'un ballon soit gigantesque ou soit réduit à une capacité relative à une, à deux ou à trois personnes, on voit qu'un seul homme pourra le faire descendre ou monter à volonté avec ses seuls poignets.

Pour moi, j'ajoute en riant que si je trouvç un ou deux hommes de bonne volonté capables de jeter 5 à 6,000 francs par les fenêtres pour se donner le plaisir d'une promenade aérienne de ce genre, je suis prêt à leur communiquer tous les dessins et tous les calculs, à faire confectioner l'appareil, et à partir avec eux. Sourire à part, ce moyen si simple pourrait rendre de grands services à la météorologie positive. Pour de grands ballons ayant beaucoup de force ascensionnelle, il serait facile de substituer une petite machine qui donnerait tout le supplément désirable pour l'ascension et la descente. Quand on aurait un courant d'air de direction favorable, il ne serait pas nécessaire de sortir des courbes inférieures aériennes; on se laisserait entraîner à 50 ou 100 mètres seulement du sol. Pour s'arrêter, il faut ajouter qu'il ne suffira pas de poser le ballon à terre par l'effort inverse de l'hélice ou par le poids isolé du ballon ; il faudra être dans un lieu un peu abrité pour ne pas labourer ^ le sol en vertu de l'impulsion du vent, de même qu'au départ; de plus, les voyageurs n'en seront pas quittes pour enjamber la balustrade, attendu qu'une décharge de 70 kilogrammes lancerait le ballon en l'air, ce qui mettrait les co-voyageurs en danger.

L'hélice est l'appareil dont le mouvement est le plus commode pour compenser un faible écart entre le poids du ballon et la puissance ascensionnelle. Pal essayé aussi de divers systèmes ^élytres, ou ailes de hanneton, ou dyèdresy on parapluies parachutes, dont un mouvement rectiligne alternatif

transforme le jeu en celui de véritables ailes. Le premier procédé vaut mieux. Le ballon s'en ira ensuite au gré du vent, suivant le sens du courant que l'on pourra utiliser. Évidemment,' cette solution isolée du problème aéronautique n'est pas une solution suffisante ou satisfaisante. Toutefois, les deux derniers procédés : fabriquer de Vhydrogène, produire une faible puissance ascensionnelle à bras d'homme ou avec un ^etit mécanisme, seront de nature à faciliter la pratique pour ce qui va suivre.

Deuxième problème. — Locomotion mécanique des ballons. — Le premier problème peut avoir une application restreinte en marine; ainsi, pour la série des rapides^ la force motrice, sous forme de combustible ou toute autre, est renfermée dans des caisses en tôle que l'on remplit d'eau au lieu et place du combustible pour conserver constamment la même jauge ou la même profondeur d'immersion. Quant au second problème, il est identique au problème naval, aussi pratique que lui qui est réalisé depuis vingt ans, et peut-être est-il possible de le réaliser aujourd'hui avec les moyens mécaniques dont on dispose. Cette affirmation importante est en désaccord avec l'opinion accréditée non moins qu'avec les conclusions imprimées de savants éminents; il faut utiliser des forces motrices puissantes. Il ne peut pas s'agir de ballons sphériques; on n'a jamais eu l'içlée de faire marcher des navires ronds ou bouées; à tonnage égal, ces formes de navires exigeraient des forces motrices trente ou quarante fois plus considérables que celles qui s'emploient; il faudrait des appareils moteurs énormes qui se briseraient sous reJBfort;'on aurait des valeurs de p réduites à un ou deux dixièmes, et des valeurs de K, dix à douze fois plus grandes. Les ballons devront avoir des formes analogues à celles des navires très fins. Leur longueur sera de dix à douze fois leur largeur. La faiblesse du tonnage dû au poids de l'air déplacé impose des constructions très vastes, mais non pas impossibles. Les nombres en tout genre seront énormes. Ainsi, je ne recule pas devant des hélices de 15, 20, 25 mètres de rayon; il faut que p = 0,75 toujours au moins, afin d'avoir une bonne utilisation de la machine. En admettant cette valeur permanente comme minimum qui dépend de la volonté, puisque la surface mouvante de l'aile hélicoïdale peut se choisir à son gré dans la limite des moments de rupture, on aura, comme au paragraphe précédent :