Soit (fig. 86), un corps rectangulaire vu en plan et
^H 88- /X PJs^.
de la forme indiquée en coupe; supposons-le animé d'une vitesse horizontale V et abandonné à l'action de la pesanteur, sous l'action du courant relatif qui agit plus sous la poupe que
sous la proue^ il piquera tête, et fendant, comme il a été démontré au § 53, à revenir toujours au nouveau courant relatif, il déviera dé plus en plus et finira par tomber d'aplomb, proue* en avant.
Mais si nous lui donnons la forme de la figure 87, la poupe s'efiaçant recevra moins de pression que la proue, il y aura stabilité au tangage et ce corps ne pourra piquer queue ni tête ; c'est, en exagérant, la forme du corps des oiseaux.
Donnons à ce corps (fig. 88),
une forme convenable en plan,
nous réduirons la résistance
à la pénétration; mettons- lui deux surfaces a, a\ relevées
sur les côtés, nous assurons la stabilité au roulis.
Voilà un oiseau ou un aéroplane stable. Munissons-le d'un moteur, soit que nous fassions battre les deux surfaces a et «' en guise d'ailes, ou que nous en ajoutions d'autres mobiles, en laissant celles-ci fixes, soit que nous mettions une hélice faisant traction à l'avant, et notre appareil est à peu près complet, en ce qui concerne la stabilité et la marche.
La stabiUté sera d'autant plus grande que les appareils seront plus coniques, mais ce sera au détriment de la vitesse et du travail moteur.
Les appareils de grande vitesse seront donc ceux qui se rapprocheront le plus du plan parfait, mais ils seront plus dangereux et seront aux autres ce que la périssoire est au canot ordinaire.
Les tiercelets, les buses sont établis dans des conditions de stabilité inférieure à celle des pigeons, des- pies. La pie est un beau type d'aéroplane stable.
Je conseillerais donc au début l'emploi d'appareils établis en vue de vitesses ne dépassant pas 5 à 7 mètres,
58. — Les appareils imaginés, en vue de s'élever dans les airs, sont nombreux. La première idée qui vient à tout chercheur qui n'a pas encore bien réfléchi, est de faire deux ailes qu'il s'adaptera aux épaules, et qu'il fera mouvoir avec les bras; s'il tente l'essai, il sent de suite combien il a besoin de renfort et il songe à employer les jambes ; il articule des bielles pour faire mouvoir ses ailes, et pense que cette fois il en viendra à bout. Il n'en est rien, il reste rivé au sol ; réduit-il . ses surfaces? il n'a plus de pression; les augmente-t-il ? il ne peut donner une vitesse suffisante. Vient un zéphir qui lui relève ses deux ailes comme celles d'un papillon, et vous le met à trac sur le carreau et toute la puissance de ses jarrets n'empêcherait pas ce relèvement et cet aplatissement simultanés.
Raison simple : le poids total agit au centre des ailes qui est forcément à trois ou quatre fois la distance de l'attache des bielles au centre de rotation. Le volateur a donc à faire des efibrts égaux à trois ou quatre fois le poids total pour, tenir les ailes étendues, soit 300 à. 400 kilos pour les deux jambes ; il travaillerait donc autant à se soutenir avec ses deux ailes, qu'à remonter un escalier au pas de course avec 300 kilos de charge sur son dos.
On trouve qu'avec deux ailes faisant chacune 8 mètres carrés, la vitesse de chute serait^ pour un ensemble de 100 kil. , de 7 mètres ; il faudra donc au minimum 9 chevaux de travail pour s'enlever. C'est dix-huit fois ce que l'homme peut faire en employant toute son énergie.
Le Besnier imagina l'appareil indiqué figure 89, mais qu*il dut construire autrement que ne l'indique la traditionnelle image qui représente une absurdité ; il pensait équilibrer les efibrts deux à deux, et que les volets a et b porteraient une
fraction de la charge en montant, pendant que ceux c et d donneraient l'effort en descendant; mais" alors si les volets
supportent la pression en montant comme en descendant, ils ne se fermeront pas et il est inutile de les faire mobiles.
La conception était donc fausse en elle-même.
On imagina de petits appareils qui fonctionnèrent vu leur faible poids et la puissance qu'on y avait accumulée, mais pendant quelques secondes; ce sont des hélycoptères et autres jouets enfantins basés pour la plupart sur l'emploi de l'hélice.
Il est facile de faire voir, encore ici, que Ton tourne dans un cercle vicieux et qu'il ne faut pas songer à produire l'ascension verticale. Soit un ensemble de 100 kilos à enlever avec une héUce, qui ne donnera pas de refoulement, je suppose ; donnons-lui 12 mètres carrés de surface, 6 mètres de vitesse rotative et 1/5" d^incUnaison des ailes sur le plan du mouvement.
L'effort ascensionnel sera 33 kilogr. et on dépensera théoriquement 40 kilogrammètres , soit donc 2 chevaux pour 100 kilos ; mais l'hélice rendra 65 p. 0/0 et la machine 65 p. 0/0 aussi du travail de la vapeur, puis le refoulement sera considérable ; on arrive pratiquement à 5 ou 6 chevaux par 100 kilogr.; mais si le cheval-moteur pèse déjà 60 kilogrammes, on est donc en présence d'une impossibihté.
Il faut donc donner la sustention par la vitesse horizon-
taie, et c'est Taëroplane proprement dit qui peut seul donner une solution satisfaisante. On y a songé, on a pensé à l'aéroplane plan; les mathématiciens sont intervenus et on a démontré, sinus en main, qu'il fallait des centaines de mètres carrés et des vitesses colossales pour enlever 100 kilogr., et on s'est arrêté sur ce mot plan auquel on s'eift voué ; on s'est heurté à ces malheureux plans, à ces mauvais sinus.
La nature, depuis longtemps déjà, avait reconnu que les aéroplanes plam ne feraient pas son affaire, et elle dota ses volateurs de surfaces raisonnables concaves et convexes, leur fit des corps ventrus et pesants, et vous les lança dans l'espace où ils font des merveilles, sans beaucoup de vitesse ni renfort de travail, ne se* doutant pas que nos calculs leur font défense de voler !
La forme oiseau, voilà notre modèle; dans chaque genre il y a à prendre et à laisser. Elle a pourtant construit des aéroplanes plans : les papillons ; leur énorme surface démontre les assertions précédentes.
En m'inspirant de tout ce qui est écrit précédemment, j'ai construit un aéroplane à corps d'oiseau, assez semblable à celui de la planche VI, pesant 50 kilos, sans propulseur, et mesurant 27 mètres carrés, de surface; je l'ai soumis à l'action d'un courant de 5" 50 à 6 mètres de vitesse, la ligne dorsale étant inclinée à 1/10 et les ailes à 1/6; j'ai enlevé l'appareil et deux hommes qui le tenaient en proue, total : 200 kilos ! et l'effort d'entraînement jne dépassait pas 8 kîl. avec 2"* 50 de section de grand maître couple!! L'appareil était certainement trop vaste pour un homme et trop lourd.
J'ai donc conçu les aéroplanes à ailes fixes et à traction horizontale par l'hélice, représentés aux planches VI, Vil, VIII et IX.
La première représente un aéroplane pour un homme; les autres représentent un aéroplane à vapeur vu de côté, vu de bout et en coupe. J'ai cherché à réaliser les conditions suivantes :
1* Réduire l'envergure pour obtenir une solidité suffisante et ramener sensiblement toutes les surfaces dans un cercle,
afin de former un parachute convenable, mais le tangage serait à craindre, et j'ai réduit la largeur des ailes fixes et les deux ailes forment une ellipse ;
j^érojJâue a ailes fixes
Plan.
Coupe transversale
Coupe a b.
oZ >
^ En vertu des observations déjà faites, il faut ailes grandes et étroites pour la stabilité et la sustention ;
3** En vertu d'autres remarques, il faut de la concavité ;
4* Il faut du cône dans les deux sens ;
5° Il faut opérer par traction sur Fappareil et non par refoulement ;
6° Il faut que le corps soit assez volumineux et plus fort en poupe qu'en proue.
Les figures ci-dessus donnent donc les proportions de chaque dimension principale :
Envergure 3
Largeur d'ailes 2
Largeur du corps 0.7
Hauteur du corps 0.5
Longueur de proue 1
Longueur de poupe 2.1
Cône transversal 0.6
Inclinaison de la ligne dorsale.. 1/20
Inclinaison du plan des ailes 1/7
Concavité ,. . 0. 15
Il se peut que la queue soit courte, mais la queue longue produit la bascule à la descente verticale.
59. — Toutes les parties d'un aéroplane doivent donc être rigides de forme et parfaites de symétrie, et cela sera d'autant plus nécessaire qu'il sera construit en vue d'une plus grande vitesse, car si une aile se faussait et agissait tout à coup en sens inverse de l'autre, l'appareil ferait vrille et il est inutile de dépeindre les effets de ces évolutions.
Comme tout mouvement nécessite un certain temps pour se produire, les grands appareils auront des oscillations (tangage, roulis et lacet), de plus longue durée que les petits, et on aura plus de temps à parer à leurs déviations, mais il faudra déployer plus de rapidité, de sang-froid, d'adresse et d'attention que dans la manœuvre des navires.
L'inertie des appareils pesants sera d'un grand concours
pour réduire les oscillations, et il conviendra de répartir la charge dans toute la masse.
60. — Régulateur. — Le régulateur peut fonctionner automatiquement ou à la main, et corriger les mouvements de tangage ou de roulis ; il comprend : un balancier suspendu dont le poids est formé par un voyageur assis sur le siège qui constitue ce balancier; ce balancier oscillant, sous les inclinaisons diverses de l'appareil, transmet, par une équerre double à glissières, la rotation sur leurs axes horizontaux aux deux surfaces régulatrices, qui sont placées en proue, à droite et à gauche de l'aéroplane.
Si l'aéroplane s'incline à droite, la surface de droite présente sa face inférieure au courant, celle de gauche présente sa face supérieure, d'où résultent des pressions énergiques redressant l'appareil.
L'effet inverse se produit si l'aéroplane s'incline â gauche. Si l'aéroplane s'incline à l'avant, les deux régulateurs présentent leurs faces inférieures au courant et relèvent la proue, et inversement si l'aéroplane lève trop fortement.
Le conducteur assis sur le siège peut augmenter ou réduire Tamplilude des oscillations du balancier et produire ou empêcher le déversement dans un sens ou dans l'autre.
Dans la coupe planche V, le balancier n'existe pas, les deux régulateurs fonctionnent à la main. Les surfaces qui le composent doivent être rigides et leur axe de rotation doit être placé un peu à l'avant du miheu de ces surfaces, de façon qu'elles pivotent facilement, sans que le courant tende à les dévier de leur position naturelle.
61. — Gouvernail. — Le gouvernail se meut horizontalement ; il est mû par le conducteur au moyen de la manivelle du treuil et par des transmissions. Ce gouvernail doit être rigide de forme. L'expérience indiquera les dimensions à lui donner.
