CERFS-VOLANTS

tire la corde était attelé à une voiture rigide ; en exerçant un effort convenable, compensant précisément les résistances passives (frottement des roues contre le sol dans le cas de la voiture, résistance de Tair dans le cas du cerf-volant) on arrive à établir une vitesse uniforme. Pour un cerf-volant de forme et de surface données, la vitesse de régime en air calme dépend de Tangle d'attaque de Tair que Ton peut faire varier en modifiant les longueurs des fils OA, OB, OC, OD ; on peut se proposer de déterminer cet angle d'attaque de manière que Ton obtienne la plus grande vitesse horizontale possible avec la puissance minimum ; on peut ainsi chercher à rendre minimum la tension de la corde, de manière à pouvoir employer une corde assez mince sans risque de rupture : ceci est surtout important si le cerf-volant doit s'élever à une grande hauteur, car le poids de la corde peut alors devenir un élément important du problème et une source de difficultés.

Appareils actuels. — Nous avons parlé de « train de cerfs-volants ». Les premiers expérimentateurs qui tentèrent de se faire enlever par cerf-volant employèrent un cerf- volant unique et gigantesque après lequel ils s'attachaient. Ainsi firent Le Bris en 1856, Maillot en 1886, Mais les dimensions encombrantes des appareils et les difficultés de manœuvre qu'elles entraînaient entravèrent les expériences.

On eut alors Vidée de répartir la surface totale nécessaire entre plusieurs appareils enlevant une

LES AÉROPLANES SANS MOTEURS

nacelle. Primitivement, on fit des trains de cerfsvolants cellulaires (Hargrave) et des trains de cerfs-volants plans (Baden-Powell) . Il semble que les trains cellulaires ont été adoptés partout.

Plusieurs écoles se sont formées pour le mode de composition dei^ trains. On peut les ramener à trois types : i"* On peut rattacher séparément les cerfs-volants à des cordes de retenue d'ùiégales longueurs et réunir toutes ces cordes à l'extrémité d'un câble commun ; 2° On peut rattacher les cerfs-volants à des cordes de même longueur et fixer ces cordes en des points différents et espacés du câble commun ; 3° On peut lancer un premier cerf-volant à Textrémité du câble unique de retenue et fixer les autres cerfsvolants directement sur ce câble, sans corde séparée.

De même on peut suspendre la nacelle en un point fixe du câble de retenue ou à un câble secondaire indépendant du câble de retenue. Le capitaine Cody réalisa cette seconde méthode (1906). Tout récemment, le capitaine Saconney a fait en France des essais intéressants. Voici un aperçu des trains de cerfs-volants Saconney :

Ils sont formés de planeurs Cody, tous semblables. Le planeur Cody a quatre faces, et est fait de quatre longues arêtes dessinant l'ossature rectangulaire d'une boîte et reliées par des montants. Deux solides perches de bambou se croisent en diagonale dans les deux rectangles des petites bases ; l'extrémité de ces perches dépasse les angles pour former la nervure des ailerons triangulaires qui rendent l'appareil stable. L'ai-

CERFS'VOLAyrS

leron de la face supérieure est plus proéminent que celui de la face inférieure. L'entoilage forme deux cellules à chaque extrémité des arêtes ou longerons. Chacune des cellules est partagée en deux compartiments par un plan de symétrie.

L'ensemble est maintenu rigide par un système de haubans en fil d'acier .

Chacun de ces planeurs est fixé au câble par l'extrémité avant des longerons inférieurs. Deux, trois, quatre planeurs forment le train principal, qui tend dans l'air le câble de retenue. La nacelle est suspendue à un chariot mobile roulant sur ce câble une fois tendu. Un train secondaire de cerfs-volants commande la nacelle qui peut parcourir â volonté, en actionnant le train secondaire, toute la longueur du câble tendu par le premier train, monter et descendre, le train principal restant en l'air.

Le train principal peut atteindre de hautes altitudes 4000 mètres, dit-on . Dans la nacelle, le capitaine Saconney s'est élevé à 200 mètres, En Angleterre, des expérimentateurs de systèmes analogues sont parvenus à 600 et 800 mètres F^n Russie, on a obtenu aussi de beaux résultats.

Pour donner une idée de la dimension de ce genre de cerf-volant, citons les caractéristiques d'un modèle russe :

Surface to-tale ^ mr^tres

Poids 14 kilogrammes

Longuear 331^ 60

Largeur 2"^. 20

Distance entre le^ cellules . . r"", 85 Ecartement des iurfaces. . . . n"^, 80

^ ri €

LES AÉROPtANES SANS MOTEURS

Planeurs.

On donne le nom de planeurs à des appareils ayant pour but de permettre à l'homme d'imiter le planement des oiseaux, sans faire appel à aucune énergie, c'est-à-dire sans que le pilote ait à faire usage d'un moteur ni à déployer sa force musculaire (si ce n'est pour la direction et l'équilibre). Ce que nous avons dit des difficultés du vol à la voile permet de prévoir que, sauf le cas très exceptionnel et forcément momentané d'un vent ascendant régulier, le planeur ne pourra fonctionner qu'en descente. Cette condition restreint évidemment beaucoup les applications pratiques ; aussi est-ce surtout comme instrument d'expérience que le planeur est précieux ; et, dans ce cas, l'obligation de descendre est de peu d'importance, car il est oujours possible de se placer pour les expériences sur un sol incliné.

Le planeur reste encore dans certains cas un instrument d'expérience précieux ; mais l'on peut dire qu'il a été indispensable jusqu'au jour où, grâce aux expériences qu'il avait rendu possibles, l'aéroplane à moteur a pu fonctionner d'une manière régulière. Essayer en effet de placer un moteur sur un planeur dont le pilote n'a pas acquis une certaine habileté de manœuvre et d'équilibre, c'est s'exposer, au cas où le moteur ne serait pas insuffisant pour enlever l'appareil du sol', à soumettre ce pilote à un redoutable

I . Ce fut le cas dans rexpêrience d'Ader : les témoignages sont contradictoires sur le point de savoir si l'avion a réellement quitte

PLANEURS

dilemme : ou bien il sera effrayé de son propre succès et fera immédiatement la manœuvre qui le ramènera vers le sol ; ou bien il se laissera porter dans les airs à une hauteur considérable et son inexpérience l'exposera presque sûrement à une chute très dangereuse. Dans les deux cas, Texpérience sera manquée, e ce qui est plus grave, manquée dans des conditions qui ne rendront pas son échec utile pour la préparation d'un nouvel essai.

Ce fut la gloire de Lilienthal de comprendre toute l'importance des essais de vol plané et surtout d'oser les entreprendre avec une méthode, une ténacité et un courage qui ne furent domptés que par la mort.

L'appareil de Lilienthal était un monoplan; certains de ses imitateurs usèrent de biplans (dont ridée paraît revenir à Chanute) et de multiplans ; nous comparerons ces divers systèmes à propos des aéroplanes, nous bornant à indiquer ici les lignes communes de leur théorie.

Si l'on se borne à la descente planée en ligne droite, il n'y a pour ainsi dire rien à ajouter à ce que nous avons dit de ce genre de vol chez les

le sol ; mais, même en admettant comme très vraisemblable la réalité de cette envolée, il est certain que ce fut plutôt un bond qu'un véritable vol ; Tappareil ne s'est élevé qu'à quelques centimètres audessus du sol ; et cette circonstance fut peut-être heureuse car il est très vraisemblable qu'un pilote inexpérimenté élevé brusquement à plusieurs mètres au-dessus du sol aurait été victime d'un accident effroyable. Sir Hiram Maxim avait eu la précaution de faire rouler son aéroplane sur un système de rails dont l'un ne permettait pas son élévation ; il a ainsi évité cette cause d'accidents, mais en même temps a rendu son expérience bien moins concluante pour les spectateurs et le public.

LES AEROPLANES SANS MOTEURS

oiseaux ; il convient toutefois de faire quelques remarques sur Tusage des gouvernails et sur les virages ; nous allons tâcher de les présenter sous la forme la plus élémentaire et la plus intuitive possible, réservant pour plus loin les développements mécaniques plus précis et plus rigoureux. Un planeur se compose essentiellement d'une surface portante, d'étendue considérable (au moins lo mètres carrés et jusqu'à 50 mètres carrés) et sensiblement plane (ou disposée suivant plusieurs plans parallèles) ; cette surface portante, que nous appellerons le plan de l'appareil est, dans le vol, à peu près horizontale ; si Tair est calme, ou le vent horizontal, elle doit être légèrement relevée vers Tavant, suivant les remarques faites plus haut à propos delà descente planée des oiseaux. A cette surface portante, base même de l'appareil se trouvent invariablement liés trois organes essentiels: le ^/^^d ^///)//o/^, à côté duquel sont les leviers^ commandant \e gouvernail de hauteur et \çi gouvernail de direction (ce dernier pourrait être supprimé si Ton se bornait à planer en ligne droite sans chercher à virer). Chacun de ces gouvernails se compose essentiellement d'une surface plane (ou de deux surfaces planes parallèles) d'étendue bien moins grande que la surface portante et mobile par rapport à cette surface. En déplaçant ces gouvernails, on peut provoquer un

I. Un seul levier pourrait commander simultanément ces deux gouvernails s'il pouvait être manie de deux manières différentes (d'avant en arrière et de gauche à droite) : ce qu'on exprime aussi en disant qu'il aurait deux degrés de liberté : nous retrouverons de tels leviers dans l'aéroplane Wright.

PLANEURS

changement d'inclinaison de Tappareil, soit vers le haut ou le bas à Taide du gouvernail de profondeur mobile autour d'un axe horizontal, soit vers la droite ou la gauche à l'aide du gouvernail de direction mobile autour d'un axe vertical. Mais il faut bien se rendre compte que la manœuvre du gouvernail ne saurait suffire à elle seule pour réaliser le but désiré ; pas plus qu'il ne suffit de tourner le guidon d'une bicyclette pour effectuer un virage ; on sait que le cycliste doit incliner son corps vers Tintérieur du virage. Nous étudierons les manœuvres analogues du pilote d'aéroplane au chapitre Vii et développerons dans la note I quelques formules mécaniques qui permettent seules d'aborder la question avec la rigueur désirable. Vu Timportance du sujet, nous allons donner dès à présent quelques indications sur la manœuvre des gouvernails dans le planeur.

Manœuvre du gouvernail de profondeur. — Le planeur descend suivant la ligne MN (fig. 9) : comme nous l'avons expliqué plus haut, le vent relatif (l'air supposé calme) a une direction opposée à celle du mouvement, c'est-à-dire vv' ; ce vent produit une réaction dont le double effet est de ralentir la chute et d'entretenir la propulsion horizontale. Mais supposons que pour une raison quelconque (mouvement du pilote, brise irrégulière, etc.) la surface portante AB s'incline par rapport au vent relatif vv' ; la poussée OP changera de sens et aura pour effet (fig. 10) de ralentir le mouvement horizontal par sa composante OP j, et de précipiter la chute par sa compo-

LES AÉROPLANES SANS MOTEURS

santé OP^. De plus, il arrivera fréquemment, par suite de la position du centre de poussée dans le cas d'un faible angle d'attaque, que la poussée OP

Fig. 9.

inclinera vers le sol Tavant OA de la surface portante, de sorte que la très faible inclinaison primitive s'accentuera d'elle-même ; l'appareil

Fig. 10.

piquera dic nc:^, c'est-à-dire que AB deviendra vertical ; ce sera la chute rapide et un accident souvent très grave. Bien entendu, ces phénomènes se produisent en beaucoup moins de temps qu'il n'en faut pour les décrire ; à peine

PLANEURS

le vent vv' a-t-il agi au-dessus de AB que la chute est déjà irrémédiable, si le pilote n'a pas manœuvré son gouvernail de profondeur. Mais si le pilote connaît assez bien son appareil pour sentir instantanément Taccident possible et assez de sang-froid et de décision (ou des réflexes assez bien éduqués) pour exécuter immédiatement la manœuvre nécessaire, il inclinera fortement le plan de son gouvernail de profondeur CD (qui n'a

Fig. II.

pas été indiqué sur les figures précédentes) ; la poussée Q ainsi créée (fig. 1 1) a visiblement pour effet de relever Tavant de Tappareil* et par suite de rétablir l'attaque du vent au-dessous de AB. Bien entendu, la manœuvre ne doit pas être prolongée de manière à cabrer l'appareil ; il y a un doigté très délicat à acquérir, car la moindre erreur peut être fatale : il en est de même d'ailleurs pour celui qui tient le volant d'une automobile lancée à grande vitesse lorsque survient un virage ou un obstacle imprévus ; l'accident ne peut être évité qu'en effectuant en une faible frac-

I. Les deux poussées P et Q. forment sensiblement un couple redresseur.

LES AÉROPLANES SANS MOTEURS

tion de seconde les mouvements exactement nécessaires. Or, les rafales du vent sont plus imprévues et surtout bien plus difficiles à percevoir exactement que les accidents d'une route.

Aussi les pilotes ont-ils grand soin d'éviter le plus possible d'avoir à effectuer la manœuvre que nous venons de décrire ; c'est avant que le vent ne prenne A B par-dessus, qu'ils relèvent légèrement le gouvernail de profondeur, de manière à faire varier un peu l'inclinaison dans le sens convenable.

L'étude de la stabilité ou de l'instabilité de ces variations d'inclinaison ne peut guère être faite sans introduire des précisions numériques et des calculs assez compliqués : avec certains appareils, il existera un certain régime permanent stable et les manœuvres du gouvernail auront seulement pour but d'y revenir lorsqu'on s'en sera momentanément écarté par accident ; avec d'autres, au contraire, la manœuvre constante du gouvernail de profondeur sera nécessaire pour maintenir l'inclinaison convenable. Il ne faut pas d'ailleurs s'exagérer les difficultés de cette manœuvre continuelle; sans doute, elle exige de la part du pilote une attention soutenue, sans distraction ; mais c'est aussi le cas du bicycliste sur une route ; s'il oubliait pendant quelques secondes de regarder la route pour rectifier à chaque instant sa direction, il tomberait dans le fossé, même s'il conservait son équilibre ; l'expérience montre que cette rectification constante de la direction s'accomplit presque automatiquement, dès que l'on a tant soit peu la pratique de la bi-

PLANEURS

cyclette ; on conçoit aisément qu'il puisse en être de même pour le gouvernail de profondeur * .

Manœuvre DU gouvernail de direction.

— Tandis que dans les figures précédentes nous représentions le planeur vu de côté, nous le figurerons maintenant vu de dessus ^, par un observateur situé suffisamment haut.

I^ surface portante est alors représentée par le

Hir

Fig. 12.

rectangle AB A'B' (fig. 12) ; le gouvernail de profondeur par le rectangle CD C'D^ situé à l'avant et le gouvernail de direction par la droite MN ; nous le figurons formé d'un seul plan : il est parfois biplan.

1. Nous avons supposé que le gouvernail était à l'avant; il pourrait aussi être à l'arrière : sa sensibilité serait amoindrie mais une faute de manœuvre se corrigerait d'elle-même. Le gouvernail d'avant est plus actif mais plus dangereux. On peut le qualifier de progressif et le gouvernail d'arrière de régressif: si on les emploie tous deux, l'effet est constant ; nous reviendrons sur ce point à propos de l'aéroplane.

2. Plus précisément, nous représentions une projection verticale sur le plan de symétrie de l'appareil ; nous allons figurer une projection horizontale.

LES AEROPLANES SANS MOTEURS

Le planeur se dirigeant dans le sens indiqué par la flèche (c'est-à-dire de la droite de notre figure vers la gauche), le plan MN reçoit le vent relatif sur sa tranche, c'est-à-dire a une action à peu près négligeable ; on modifie sa direction en JM'N' ; que va-t-il se passer ? Le vent relatif (fig. 13) déterminera une pression P qui aura visiblement pour résultat de faire tourner l'appareil jusqu'à ce que M'N' soit de nouveau dans la direc-