AÉROSTAT

AÉROSTAT. (Beàr^p, air, et ?aTY,u.i,;>P?ace.) On donne ce nom à un appareil arrondi (ballon aérostatique!, à l'aide duquel on s'élève dans l'air. Depuis la plus haute antiquité, les hommes avaient fait des efforts pour explorer les régions de l'air, comme on explore la mer et l'intérieur de la terre. La fameuse colombe d'Archytas, de Tarente, parait avoir été plus qu'une invention purement mécanique; sir l'on en croit Aulu-Gelle, elle renfermait uu air plus léger que l'air atmosphérique. Hoger Bacon (en 12921 s'était ingénié à construire une machine pour atténuer le poids d'un homme et lui donner la facilité de se diriger dans l'air comme les oiseaux. I.e P. Ijna , en is-o, s'était proposé de construire un navire aérien, soutenu par quatre grands ballons en cuivre, vides d'air. Le P. Galien publia , en l/SJ , à Avignon, unli\Te, sous le titre : Art de nuviijuer dans les airs; dans ce Uvreil propose de faire un immense ballon, rempli d'air pris dans la région de la grêle, alla que ce ballon fût plus léger, et plus apte à s'élever.

Enûn Cavendish, en i766, et Cavello, plus tard, firent quelques expériences avec des vessies remplies d'hydrogène. Ces expériences furent répétées en .\llemagne par Pickel et Lichtenberg ; mais toutes ces tentatives, faites dans le laboratoire, ne bissaient entrevoir aucune application dont la science pût tirer quelque parti. Il était réservé a Joseph Montgolfier de réaliser ce que d'autres n'avaient, pour ainsi dire, essayé que théoriquement. Le hasard vint encore ici niervcilleu- .seinent en aide au génie. Montgolfier brûla un jour des papiers inutiles: parmi ces paperasses se trouvait un sac dont l'orifice était tourné vers la flamme. Il remarqua que ce sac s'élevait rapidement dans l'air et s'y maintenait tant que l'orifice pouvait être chauffe. Il répéta plusieurs fois l'expérience, toujours avec le même succès; et dès ce moment il arrêta dans son esprit le plan d'une montgolfière. Ceci arriva en I78i. L'année suivante, il éleva un ballon à Avignon. L'année d'après, il en fit construire un de 9S pieds de diamètre et qui pesait 400 livres ; il le lesta de 400 li\ res et le gonfla à l'aide d'un feu de paille, sur lequel on jetait de la laine hachée pour augmenter la production des gaz. L'appareil atteignit environ 1000 pieds de hauteur et vint tomber à une lieue du point de son ascension.

Montgolfier fut appelé à Par'us, où il répéta ses expériences sur une très-grande échelle et toujours avec le même succès. Enfin Piiatre des lîo/jers, directeur du musée de Monsieur,

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et son ami le marquis d'Arlande donnèrent au monde le premierspectacle d'un voyage aérien. Ce fut au mois d'octobre 1783 qu'eut lieu cet événement mémorable. I^ machine, de forme ovale, avait 48 pieds de diamètre et 74 de hauteur. On avait pratiqué une galerie autour du foyer, afin que les aeronautes pussent enti'ctenir le feu avec de la paille et de la laine hachées menu. Le poids de tout l'appareil, y compris les deux voyageurs et leur provision de combustible, dépassait isoo hvres. I.e ïi novembre suivant , ces premiers navigateurs s'abandonnèrent à leur fortune : ils partirent du château de la Muette, au bols de Boulogne, s'élevèrent à soc toises , et allèi'ent descendre, au bout de is minutes, à plus de deux lieues du point de départ , après avoir passé sur Paris. Toute la population émerveillée se porta en foule au-devant de ces hommes, dont l'audace et l'intrépiillté commandaient un certain respect ; et en effet , le voyage n'avait pas été sans danger : la flamme, se dilatant dans les couches plus raréfiées de l'atmosphère , commençait à mettre le feu au fond de l'ouverture du ballon ; Pilàtre des Ro/.iers eut la présence d'esprit d'y appliquer une éponge mouillée; mais il ne fit que retarder le moment de la fatale issue que devaient a\oir ses hardies expériences aéronautiques. Celte première et brill.ante ascen.sion à ballon libre fut aussi la dernière que l'on tenta avec les montgoUicres. On s'aperçut de tous les inconvéni^nls qui pouvaient résulter d'un foyer qu'il fallait alimenter sans cesse, et du danger que pouvaient courir le.i édifices, au-dessus desquels il passait. On abandonna donc les montgolfières, et on le fit avec d'autant moins de regret , que Charles venait de découvrir un moyen bien plus efficace de se soutenir dans tes hautes réglons de l'air : c'était l'emploi du gaz hydrogène. Montgolfier appliquait la chaleur à l'air pour le raréfier, le dilater, et en diminuer par conséquent le poids spécifique. Or, cette diminution du poids s'effectue en raison du degré d'intensité de la chaleur. Il fallait donc maintenir la température de l'intérieur du ballon k près de 100» pour pouvoir élever l'aérostat à wo toises ; il y aurait en danger Imminent d'incendie, si l'on avait tenté de s'élever plus haut en augmentant la tcmpératiirc. Charles sut habilement mettre à profit la densité de l'hydrogène. Les expériences de Cavendish et de Cavello n'avaient été que des amusements rie laboratoire ; Charles conçut et exécuta le hardi projet de renfermer de l'hydrogène dans imc enveloppe d'une assez grande capacité ponr que la différence du poids spécifique du pir. et de l'air pût permettre à la machine de .s'é» lever dans l'atmosobire. Ces données étalent certaines : sous la pression , et la température moyenne, le mètre cube d'air pèse environ 1; hectogrammes, tandis que le mètre cube d'hydrogène impur ne pèse que 1 hectogramme; c'est donc 12 de différence. H suffit donc de donner au ballon uu volume d'autant de mi'-

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très cubes , que le nombre douze est contenu dans le poids du ballon, exprimé en hectogrammes. Charles construisit un ballon sphérique en taffetas , enduit d'un vernis de caoutchouc , et de 27 l/îpieds de diamètre. L'hémisphère supérieur était garni d'un filet qui supportait un cquateur, formé par un cercle en bois, d'où pendaient des cordes qui soutenaient une nacelle pour les aéronautcs. Le i<^'' décembre nat, Charles et Robert partirent du bassin des Tuileries, aui acclamations d'une foule immense, que ce nouveau spectacle surprenait encore plus que le premier. En deux lieurcs de navigation , les voyageurs avaient fait sept lieues ; mais le ballon ayant perdu du ga/., sa chute devint imminente. Ils- regagnèrent la terre; Robert descendit .seul; le ballon, allégé de ce poids, enleva Charles dans les hautes régions de l'air, ilatleignit jsîi toi.scs. 11 fit encore une lieue, puis descendit, après 3S minutes de navigation. Cette grande et décisive expérience établit l'incontestable supériorité de la méthode de Charles. On essaya de tirer parti des ballons pour reconnaître, en temps de guerre, les postes occupés par l'ennemi. 11 y eut, en i79i, une compagnie d'aérostatiers sous la direction de (;onté; et à la bataille de Fleurus, le ï8 juin de la même année, des officiers, montés dans un ballon, observaient tous les mouvements de l'ennemi. Ce moyen a été depuis abandonné.

En 1804, MM. Biot et Gay-Lussac firent une ascension utile à la science; M. Gay-Lussac la répéta seul. 11 s'éleva à environ eooo mètres. C'est la plus grande hauteur qu'on ait encore atteinte; on ne pourrait se maintenir longtemps à cette élévation, à cause de la grande raréfaction de l'air : le baromètre, qui était à o m. 673 avant de partir, descendit durant le voyage ii o m. 328. Le froid que l'on y éprouve est très-vif : la température, au moment de l'ascension, était à 19°, 5 centigrades, et le thermomètre descendit à — 9,h, ce qui fait une différence d'environ îO°, que l'aéronaute éprouva dans l'espace de quelques minutes. Ce voyage aérien, ejitrepris dans le dessein de faire plusieurs expériences sur l'état électrique et la constitution de l'atmosphère dans ces régions supérieures, eut tout le succès qu'on devait attendre d'observateurs aussi expérimentés.

Un des grands avantages des ballons à gaz hydrogène, c'est que l'aéronaute, une fois qu'il a quitté la terre , n'a plus à s'occuper de sa machine, et peut se livrer à toutes les expériences qui sont le but de son voyage. La seule précaution à prendre c'est de se munir de lest, afin de pouvoir s'élever à volonté, et surtout d'avoir soin déplacer une soupape à la partie supérieure du ballon, pour laisser échapper le gaz , lorsqu'on veut descendre , ou pour dégouller le ballon , lorsque le gaz se dilate à mesure que l'on monte, et que l'air devient déplus en plus rare. M. Biot recommande avec juste raison de s'assurer du jeu delà soupape; en effet, c'est le seul

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moyen de salut de l'aéronaute , lorsque non ballon vient à se distendre, et qu'il peut craindre une explosion. C'est pourquoi U est Indispensable de n'enfler l'aérostat qu'aux trois quarts, avant de quitter la terre. Il se gonflera assez vite, à mesure que la densité de l'air diminuera. On ne saurait apporter trop de soin dans le choix des étoffes dont se compose l'enveloppe ; chaque pièce doit être essayée avant de l'employer, pour juger de son degré de résistance. On doit en faire autant des cordages qui composent le filet. Le procédé le plus facile pour se procurer l'hydrogène dont on rempht les ballons , consiste dans la décomposition de l'eau par l'action du fer ou du zinc et de l'acide sulfurique. L'appareil dont on se sert est des plus simples. On a des tonneaux ordinaires que l'on place debout; on perce deus trous au fond supérieur; de l'un part un tuyau qui se rend dans un plus grand tonneau qui reçoit le gaz de tous lesautres, et l'envoie dans le ballon. Par le second trou on introduit de l'eau, de la limaille , ou mieux de la tournure ou des rognures de fer, et de l'acide sulfurique, dans les proportions suivantes :

Fer BG

Acide si'Uurique concentre 100

Eau 400

Ces nombres, exprimés en kilogrammes, produiront 2287 mètres cubes de gaz, en supposant que l'opération soit bien conduite. On peut, d'après ces proportions, calculer le nombre des tonneaux dont on a besoin pour remplir le ballon. La forme à donner au ballon dépend entièrement du but que l'on se propose. Si l'on ne veut que s'abandonner au courant de l'air, la forme sphériqiie ou toute autre est indifhîrente ; car il est évident que le corps, étant en équilibre, n'opposera aucune résistance : il n'ira ni plus ni moins vite que le courant , puisqu'il est en entier plongé dans un fluide homogène. Un bateau , qui suit le fil de l'eau, aura à vaincre la résistance de l'air s'il supporte une charge volumineuse au-dessus de sa flottaison , parce que les deux fluides sont de nature hétérogène et n'ont point de mouvement commun. Mais, si l'on veut aller plus vite que le vent , ou seulement rester stationnaire, la forme n'est plus indifférente; il faut alors adopter celle qui offre le moins de résistance à l'air. Or, cette résistance, qui croit comme le carré de la vitesse, est toujours proportionnelle à la section tranaversale que l'on présente au courant ; la forme qui pié.sentera la moindre section sera donc celle qu'il faudra préférer; c'est celle des poissons. Mais, il ne cuftit pas d'avoir la forme d'un poisson, il faut en avoir la souplesse et la force ; c'est là le vrai problème à résoudre , gj c'est le seul , puisque le poisson est comme {• ballon en équilibre dans un fluide homogèrc, tandis que l'oiseau est obligé d'employer une partie de sa force à se soutenir.

Les aéronautcs doivent donc étudier le me-