UN AVANT-PROJET DE BALLON DIRIGEABLE

PRÉSENTÉ A L'ACADÉMIE DANS LA SÉANCE DU 26 Mar 1902

(Commissaires : MM. Sarrau, Cailletet; Appell, rapporteur)

M. Torres, dont on connaît les remarquables travaux sur les machines à calculer, vient de présenter à l’Académie un Mémoire sur un Avant-projet de ballon dirigeable à quille intérieure. :

La Commission désignée pour examiner ce Mémoire s'est occupée, non du côté technique, qui n’est pas du ressort de l'Académie, mais du côté théorique du projet. Elle a trouvé dans le travail de M. Torres, non seulement la description d'un typenouveau de ballon, mais des vues théoriques précisant le problème général de l’aéronautique.

Voici d’abord l'idée fondamentale qui a conduit l’auteur au type qu'il préconise. Il semble que les difficultés présentées actuellement par le problème de l’aéronautique viennent moins de l'insuffisance des moteurs que du défaut de stabilité des ballons. L'auteur met en évidence les causes d’instabilité pour un ballon actionné

ar une hélice. Quatre forces principales agissent sur l’ensemble formé par le pallon et la nacelle : le poids P du système, la force ascensionnelle A, la force propulsive de l'hélice p, et la résistance de l'air qui, par raison de symétrie, peut, dans la marche normale, être réduite à une force R. Ce sont les changements dans la grandeur ou dans la position d’une de ces forces qui produisent les perturbations dans la marche. Il est inutile de rappeler ici les précautions habituellement prises pour éviter toute variation dangereuse des points d'application des forces A et P; la grandeur de chacune de ces forces varie d’une manière continue à mesure qu'on consomme du pétrole pour actionner le moteur et qu'on remplace son poids par de l’air introduit dans le ballonnet, mais elle ne subit pas de variation brusque, sauf au moment où l’on jette du lest, ce qui produit sur P un changement de peu d'importance. La grandeur et la position de la résis-

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tance de l’air sont à peu près constantes dans la marche normale à une vitesse donnée : cette force peut subir des variations importantes et même être remplacée par une force et un couple dans le cas où des oscillations brusques viendraient à se produire; elle peut donc accentuer les oscillations, mais non les faire naître. La force propulsive p a un point d'application fixe; seulement sa grandeur est sujette à des variations considérables; d’abord, chaque fois qu'on arrête ou qu'on met en mouvement la machine, p subit une variation brusque, tandis que la vitesse du ballon et, par suite, la résistance R varient d'une manière continue; mais ce sont là les cas les moins importants. Il n’est nullement nécessaire que lhélice s'arrête tout à fait pour que l'effort p devienne nul, ou même négatif; on sait, en effet, que l'effort de propulsion dépend non de la vitesse longitudinale V! d'un élément de l’hélice par rapport au ballon, mais de la différence V/ — V entre cette vitesse et la vitesse V du ballon; on admet, dans la pratique, que cet effort est proportionnel au carré de V’ — V : dans les essais de Dupuy de Lôme et dans ceux du colonel Renard, on avait à peu près V = (+)V’, de sorte qu'il suffisait de diminuer brusquement V’ d’un quart de sa valeur pour que la force propulsive s’annulât momentanément; cette variabilité de p est, d’ailleurs, d'autant plus marquée ue le rapport V : V'est plus voisin de l’unité, cas limite dont on doit, au point e vue du rendement, chercher à se rapprocher autant que possible.

Quand l'hélice est fixée à la nacelle, les deux forces horizontales p et R ne sont pas sur une même horizontale et les variations brusques de p produisent un couple de renversement dont les effets sont d'autant plus grands que la vitesse est plus accélérée. L'auteur voit dans ce fait le principal obstacle à une marche à grande vitesse. Il propose alors de rendre inoffensives les variations de p en s’arrangeant pour que la ligne d’action de cette force coïncide à peu près avec celle de la résistance R. Dans ce but, il place l’hélice à la partie postérieure du ballon luimême (fig. 2). Ce n’est certes pas la première fois qu'on a proposé cette solution, mais l’auteur la rend réalisable par un dispositif ingénieux que nous allons maintenant décrire.

Les ballons généralement employés sont fusiformes et portent une nacelle soutenue au moyen d’un système de suspentes : quand le ballon est allongé comme il doit l'être pour pouvoir marcher à grande vitesse, on est obligé d'allonger la nacelle, qui constitue une sorte de poutre de longueur comparable à celle du ballon. La modification proposée par l’auteur se réduit, en principe, à mettre à l’intérieur du ballon les suspentes et la poutre qui forment alors une quille intérieure rigide allant d'une pointe à l’autre; la nacelle est réduite au minimum nécessaire et très rapprochée du ballon. Voici, sans entrer dans de longs détails, la façon dont ce dispositif est réalisé.

Description sommaire. — Le ballon est cylindrique dans la partie centrale, affilé aux extrémités ; son profil a la forme indiquée (fig. 1); il est formé par la juxtaposition de plusieurs profils semblables à celui de la figure 1; dans chaque profil, la quille ab est attachée au ballon par cinq suspentes.

La forme du profil est calculée d’après la distribution des pressions intérieures et extérieures et des tensions des toiles. Au bas de quelquesuns de ces profils se trouve fixée la nacelle, comme le montre la figure 1; le mouvement est transmis de la nacelle à l’hélice par un câble télédynamique GC (fig. 2); la manœuvre du gou- ü vernail se fait par un autre câble D. Quand la machine marche, les tensions du câble C sur les poulies, telles que P et Q, produisent un moment de torsion considérable dont il faut se préoccuper, Fig. 1. la pointe de la quille étant trop faible pour y résister; nous ne pouvons pas entrer dans le détail des pièces destinées à résister à cet effort. D'une façon générale, la plupart des pièces employées travaillent à l'extension. Quelques-unes seulement travaillent à la compression, notamment la quille, qui doit être regardée comme un prisme chargé debout.

Le ballon est divisé en plusieurs compartiments par des cloisons en toile perméable; quatre des entre-profils sont munis de poches à air symétriquement placées par rapport au milieu du ballon ; ces poches sont manœuvrées par un distributeur d'air que l’aéronaute commande à l’aide d'un robinet à trois voies, suivant qu'il veut monter, descendre ou rester à la même hauteur; en outre, une espèce de cou-

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lisse, commandée par un pendule répartit l'air automatiquement entre les poches d'avant et d'arrière pour maintenir l'horizontalité du ballon. Pour augmenter la stabilité et prévenir fe effets des courants d'air obliques (ascendants ou descendants), l’auteur prévoit l'addition d’un poids porté par deux suspentes de grande longueur. Enfin, pour éviter les risques d'incendie par le moteur, il propose d’envelopper ce dernier d’une chemise incombustible en amiante et de conduire, par un tube de dégagement, les produits de la combustion à l'arrière du ballon.

Données expérimentales admises. — Pour ses calculs, l’auteur accepte les données courantes. Ainsi il admet que la résistance R de l’air est liée à la vitesse V et à la maîtresse section $ par une relation de la forme