APPAREILS VOLANTS — AÉROPLANES

54. — La première condition d'installation de tout appareil volant, est la sécurité qu'il doit assurer aux voyageurs.

Tout appareil abandonné à lui-même, sans moteur ni manœuvre, doit constituer un véritable palrachute.

Il doit donc posséder un minimum de surfaces sustentives tel que la vitesse de chute dans le sens vertical ne puisse dépasser 4 à 5 mètres par seconde, ce qui correspond à celle d'un corps au moment où il touche le sol après une chute de 1 mètre de hauteur.

A cet égard (§ 2, chapitre II), les grands appareils nécessiteront moins de surface que les petits, à égalité de poids, et si les surfaces sont planes, il faudra, pour des poids de 10 50 100 200 400 600 800 1000 2000k. en met. carr. 3.5 15 25 42 70 95 120 140 220

Ces chiffres peuvent être bien réduits si les surfaces sont concaves.

55. — La seconde condition, non moins capital^ que la première, est la stabilité.

Pour qu'un corps inerte soit stable dans la chute, il faut que le centre de gravité de masse soit en dessous du centre de gravité des surfaces de sustention.

Il est visible que la surface plane (fig. 74 et 75), n'est pas stable, car quelle que soit sa position, on aura toujours P rf = P' ûT sensiblement ; je dis sensiblement^ car en réalité

>ij.75

le bord le premier frappe Test plus fortement qoe Fautre (voir 1)4); il s'ensuit que si un plan mince s'est incliné (fig. 76), et a pris une vitesse horizontale V, le courant relatif V (direction du plan dans l'espace), le frappe obliquement; il en résulte que P' > P et P' rf* > P rf. Il y aura donc rotation

du plan suivant ^ la flèche, et il

est visible qu'il décrira un arc AB (fig.77) dans l'espace ; arrivé en B , où sa vitesse s'est éteinte, il donne une autre oscillation BC, etc.

Si la première impulsion est assez forte pour que le plan fasse une évolution complète, il prendra une direction générale oblique AB (fig. 78), en tournant sur lui-même. Cet effet sera plus accentué encore avec une surface ayant la forme de la figure 79.

On peut vérifier ces effets avec de petits rectangles de carton.

56. — Si nous prenons maintenant une surface brisée (fig. 80), l'équilibre est stable dans le sens transversal, car si on a P rf = P' rf' dans la position indiquée à cette figure, il est visible que toute déviation, comme à la figure 81, entraînera à une augmentation de pression du côté qui s'incline, et à une diminution de l'autre côté ; on aura donc P' ûT > P e/, et la surface tendra toujours à revenir à sa première position.

Mais dans ce cas la stabilité n'existe que dans un sens^ elle est moindre dans Tautre. Toutefois si la surface présente également des faces obliques sur l'abtre sens, comme un cône

ou une pyramide, la stabilité devient parfaite dans la chute verticale, c'est-à-dire contre un courant relatif ascendant.

Mais un cône (fig. 82) qui est parfaitement stable lorsqu'il est frappé par un courant relatif ascendant, peut parfaitement ne plus l'être lorsqu'il est frappé par un courant oblique ou horizontal V, car la pesanteur PS P* de deux moitiés, combinée avec les pressions du courant P et P', peut donner des résultantes telles qu'on ait R X rf > R' X cT auquel cas le cône se renversera.

On peut avoir, comme dans la figure 83, R rf < R' gT, auquel cas le cône se redressera.

Cela dépend de la position de son centre de gravité de masse et de la direction du courant relatif.

Une surface concave n'est stable qu'autant que le centre de gravité de masse est bien en dessous de la surface, comme dans un parachute.

Quand un parachute, descendant lentement en air calme.

est dans sa position normale d'ëquilibre (fig. 84), et qu'il est saisi tout à coup par un coup de vent, il hn résulte que, ce parachute obéissant plus rapidement à la poussée du vent, que la charge qui a plus de masse avec considérablement

Fig. 84

moins de surface, pivote autour de la charge, présente de plus en plus sa surface interne au courant, produit un effort de traction énergique et horizontal sur la charge, laquelle étant moins soutenue verticalement, accélère sa vitesse de chute et décrit dans l'espace la courbe ABC (fig. 85). Mais le parachute ne peut prendre une vitesse plus grande que celle du courant; il en résulte que par la vitesse de chute la masse suspendue acquiert une vitesse supérieure à celle du parachute, position 5, le dépasse par inertie, le ramène à l'horizontalité et passe même en avant, la vitesse de chute est de nouveau réduite, et en C c'est la masse qui tourne autour du parachute, on conçoit quels balancements peuvent résulter dans l'espace de coups de vent variables.

Cet effet se manifestera dans tout, appareil dans lequel le centre de gravité de masse sera trop en dessous de celui des surfaces agissantes. La nature a mis chez les oiseaux la masse pesante dans les surfaces, et le métacentre est peu en dessous des surfaces.