NOUVELLE DÉTERMINATION DE LA TRAJECTOIRE DE L’AILE

L’analyse simultanée des changements du plan de l’aile et des phases diverses de son parcours eût présenté de grandes difficultés, si nous n’eussions trouvé une nouvelle disposition des appareils permettant d’explorer, à la fois, un nombre presque illimité de mouvements différents.

Cette simplification de la méthode consiste dans l’emploi de fils pour transmettre le mouvement d’un point quelconque à l’appareil explorateur qui, à son tour, l’envoie par les procédés o inaires à l’appareil enregistreur.

Description des appareils. — Soit fig. 102, deux tambours à levier conjugués, semblables à ceux que nous avons déjà représentés fig. 21 . Le levier L appartient à l’appareil explorateur, c’est-à-dire à celui sur lequel doit agir le mouvement qu’on étudie. Sur la monture de ce premier appareil,

établissons une potence en fil de fer, de l’extrémité de laquelle un fil de caoutchouc F partira pour se rendre au levier L. Du même levier se détache un cordonnet de soie GG auquel est suspendue une balle de plomb.

Supposons que la balle soit dans la position la plus basse, c’est-à-dire au point A, le levier L prend la position marquée par une ligne ponctuée, tandis que, dans l’appareil enregistreur, l’air refoulé soulève le levier L' qui trace le mouvement.

Soulevons maintenant la balle, et portons- la dans la position B, l’élasticité du fil de caoutchouc remontera le levier.

Pîg. 102. — Transmission d’un mouvement de va-et-vient au moyen d’un simple

de traction.

Ainsi, le levier L est sollicité tour à tour par deux forces : c’est tantôt la traction exercée sur le fil de soie qui l’abaisse, en tendant le caoutchouc, et tantôt le retrait du caoutchouc qui réagit, aussitôt que la traction cesse. Ainsi, le levier suivra fidèlement tous les mouvements qu’on imprimera à "l’extrémité du fil de tirage.

Le levier L', qui doit tracer sur le cylindre les mouvements qui lui sont transmis, se meut en sens inverse du mouvement qu’on imprime au cordon GG : le tracé sera donc renversé, et s’il y avait quelque importance à l’obtenir

dans le sens direct, il faudrait renverser le tambour enregistreur, de manière à tourner la membrane en bas L

Avec deux appareils de ce genre, l’un soumis aux tractions ' verticales d’un fil attaché à l’aile de l’oiseau, l’autre soumis * aux tractions horizontales d’un second fil également attaché à l’aile, on peut vérifier l’expérience qui nous a fourni la tra- ' jectoire de cet organe, et obtenir, dans des conditions de précision beaucoup plus grande, la courbe de ces mouvements. C’est ce que nous avons tenté de faire avec un succès complet ainsi qu’on le verra plus loin.

Mais ce n’est pas encore tout ce que nous voulions obtenir. On eût pu faire porter par l’oiseau les appareils que nous venons de décrire, les mettre en communication, au moyen de tubes, avec les enregistreurs, comme cela s’est fait dans l’expérience représentée fig. 99. Mais en cherchant à perfectionner l’analyse des mouvements du vol, nous désirions trouver un procédé qui fût également applicable à l’oiseau vivant et à toute espèce de machine destinée à reproduire artificiellement la locomotion aérienne.

Dans notre projet de reproduction artificielle des mouvements du vol, il faudra, pour ainsi dire, copier la nature dans sa fonction, comme un artiste la copie dans sa forme. Il faudra donner plus de vitesse aux mouvements trop lents, ralentir ceux qui sont trop rapides, jusqu’à ce qu’ils aient absolument les mêmes caractères et les mêmes effets mécaniques que ceux de l’oiseau.

Cette incessante comparaison exige que nous nous placions dans des conditions nouvelles. En effet, nos études analytiques ont porté jusqu’ici sur un oiseau qui vole en liberté; or, tant que nous n’aurons pas entièrement réalisé l’imitation du vol par des procédés mécaniques, il nous est impossible d’abandonner à lui-même un appareil artificiel; il so briserait à chaque expérience.

1. Autant on voudra étudier de mouvements, autant il faudra d’appareils de ce genre. Mais trois leviers conjugués suffiront toujours pour explorer les mouvements d’un point dans l’espace, puisque chacune des positions de ce point est définie lorsqu’elle est déterminée par rapport à trois axes perpendiculaires entre eux.

La comparaison des mouvements de Toiseau avec ceux d’un schéma n’exige pas que ces mouvements s’efïéctuent dans les conditions du vol libre. Pourvu que l’oiseau, même entravé dans des mouvements, batte des ailes avec l’intention de voler, nous pourrons étudier ses actes musculaires avec leurs caractères, de force, d’étendue, de durée. Un oiseau qu’on aurait suspendu avec un fil, et qui battrait des ailes, pourrait, par exemple, être comparé à un appareil artificiel qui serait suspendu de la même façon.

Nous avons essayé d’un mode de suspension moins imparfait qui permet, d’une part, à l’oiseau de voler dans des conditions presque normales, et qui, d’autre part, fournira aux appareils artificiels le moyen de s’essayer dans leurs tentatives de vol, sans qu’on ait à craindre de les voir tomber, si les mouvements qu’ils produisent sont insuffisants à les soutenir en l’air. Voici la description de cet appareil suspenseur.

Il s’agit d’une sorte de manège de 6 à 7 mètres de diamètre, dans lequel l’oiseau se meut sans cesse, pouvant ainsi fournir à l’observation un vol circulaire de longue durée. On donne au manège un grand rayon, afin que sa courbe, étant moins brusque, modifie moins la nature du mouvement que l’oiseau devra exécuter. Attelé, en quelque sorte, à l’extrémité d’un long bras qui tourne sur un pivot central, l’oiseau doit être, autant que possible, libre d’exécuter des mouvements d’oscillation verticale. On verra plus loin qu’un oiseau qui vole en liberté exécute un double mouvement d’oscillation, dans le plan vertical, à chacune des révolutions de ses ailes.

Disposition du manège, — Les conditions à remplir sont les suivantes : en premier lieu , une grande mobilité du manège, afin que l’oiseau éprouve le moins possible de résistance à vaincre’ pour sa translation; ensuite, une parfaite rigidité des bras de la machine , pour empêcher qu’elle ne prenne des vibrations propres, capables de dénaturer les mouvements exécutés par l’oiseau.

La figure 103 montre la disposition générale du manège. Un pivot d’acier, planté dans un socle de fonte massif et d’un

Marey.

LOCOMOTION AÉRIENME

grand poids, est placé sur la plate-forme d’une table de photographe. Cette table s’élève au moyen d’une crémaillère, de façon que l’opérateur, après avoir disposé ses appareils suivant les besoins de l’expérience, puisse remonter la plate-forme assez haut pour que le manège tourne librement au-dessus de sa tête.

Le manège proprement dit est un arc formé d’une longue planchette de sapin légèrement courbée. La corde de cet arc est un fil de fer qui, à sa partie moyenne, se fixe sur une cage de bois traversée par le pivot central. On a soin d’équilibrer les deux bras de l’appareil, c’est-à-dire d'ajouter des poids gradués au bras qui ne porte pas l’oiseau mis en expérience. Sans cette précaution, l’appareil, en tournant, imprimerait des mouvements de latéralité au pivot sur lequel il repose et à la base elle -même.

Pour fournir à l’oiseau un point de suspension solide qui fût à l’abri, non-seulement des oscillations verticales, mais des mouvements de torsion, nous avons terminé chaque bras du manège par une traverse de bois aux deux extrémités de laquelle sont fixés des cordons qui se rendent au plafond de la salle. En ce point est un crochet à pivot qui tourne librement avec le manège lui-même.

De V appareil suspenseur de V oiseau. — La figure 104 montre les détails de cette suspension qui relie l’animal à l’extrémité du bras du manège, tout en gênant le moins possible la liberté de ses mouvements.

De l'appareil enregistreur. — Les tubes de transmission sont disposés le long d’un bras du manège ; ils y sont maintenus sur toute la longueur et aboutissent à un enregistreur qui porte trois tambours à levier écrivant sur le cylindre tournant. Le manège, dans sa rotation, enroulerait autour de son axe les tubes de transmission, si l’enregistreur auquel ils se rendent ne participait pas à la rotation générale.

On voit dans la figure 103 comment cet appareil est disposé. Le cylindre est placé verticalement au dessus de l’axe du manège ; sur lui viennent écrire les trois leviers. L'ap-

pareil, dans son ensemble, repose sur une tablette qui tourne sur le pivot central.

Nous nous trouvons dans les conditions bien connues où plusieurs mouvements à la fois s’enregistrent sur le même

cylindre : il est donc inutile de rappeler les précautions à prendre dans l’instailation de l’appareil, telles que l’exacte superposition des pointes écrivantes, etc.

Les mouvements de l’aile sont d’une rapidité extrême ; ils ne peuvent être enregistrés que sur un cylindre qui tourne avec une très-grande vitesse-, celui qui est employé ici fait un tour en une seconde et demie. La brièveté du temps disponible pour écrire les mouvements de l’oiseau nous force à n’écrire ces mouvements qu’à l’instant précis où l’animal présente le phénomène que l’on veut observer : soit le plein vol, soit le ralentissement, soit les efforts du départ. Si les trois leviers frottaient constamment sur le cylindre, on n’aurait bientôt plus qu’un tracé confus. Il est indispensable de disposer l’appareil de façon que les pointes des leviers ne touchent le cylindre qu’au moment où se produit le phénomène que l’on veut enregistrer, et de faire cesser ce contact après une ou tout au plus deux révolutions du cylindre, afin d’éviter la confusion des traits.

Nous avons recouru pour cela aux dispositions déjà indiquées à propos des expériences sur la marche.

La figure 103 montre rexpérimentateur au moment où il recueille un tracé du vol d’un pigeon. Observant l’allure de l’oiseau, il saisit le moment du vol régulier et serre la boule de caoutchouc ; le contact des leviers se produit aussitôt et le tracé s’écrit. Après une seconde et demie, on cesse de serrer la boule, le ressort produit l’éloignement des leviers, et le tracé finit. Avec un peu d’habitude il est très-facile d’apprécier la durée d’une révolution du cylindre et de réduire à cette durée la longueur du tracé.

Cette longue description était indispensable car nous tenions à faire connaître cet appareil, le plus important de tous à cause de sa double fonction. Nous aurons à l’employer non-seulement dans la phase analytique de ces études, mais aussi dans la phase synthétique, lorsque nous tenterons de reproduire les mouvements du vol de l’oiseau.

Détermination nouvelle de la trajectoire de Vaile d*un oiseau, — Un pigeon servit dans cette expérience. C’était

un mâle de la race dite Pigeon romain, très- vigoureux et assez habitué à voler (1). La figure 104 montre la disposition des appareils que nous avons appliqués à Tétude de ses mouvements.

C’est à l’humérus que nous nous adressons directement pour obtenir le mouvement de l’aile dans l’espace. A cet effet, l’os est contourné par un fil métallique qui l’étreint comme un anneau et vient, par ses bouts libres, fournir, à l’extérieur de l’aile , une attache solide pour de nouveaux fils qui exercent leurs tractions sur les tambours explorateurs.

Les mouvements des deux ailes étant parfaitement symétriques dans le vol régulier, on fait converger, à chacun des tambours explorateurs, deux fils qui se détachent symétriquement des ailes. Ainsi, le tambour n° 1, destiné à signaler les mouvements d’élévation et d’abaissement de l’aile, reçoit deux fils dont chacun se détache de l’un des humérus du pigeon, à 3 centimètres en dehors de l’articulation de l’épaule; ces fils s’élèvent en convergeant, pour aller s’attacher à la pointe du levier n® 1, tandis que, de celte même pointe, part un fil de caoutchouc (2) qui sert de ressort antagoniste et s’élève verticalement jusqu’à un crochet qui le retient par en haut. On a vu précédemment (fig. 102) comment le levier du tambour explorateur reçoit, dans ces conditions, tous les mouvements d’élévation et d’abaissement que l’humérus de l’oiseau exécute.

Deux autres fils, détachés également, chacun d’un humérus du pigeon et partant du même point de l’os qui donnait attache aux fils du tambour n® 1, convergent aussi , en se portant en arrière, et se rendent au levier du tambour n® 2. Ce dernier est l’explorateur des mouvements que l’aile exécute dans’ le sens antéro-postérieur. Les deux tambours envoient leurs mouvements par des tubes à air, jusqu’à l’enregistreur situé au centre du manège.

1. Ce dernier point est d’une extrême importance, car la plupart des oiseaux de volière sont incapables de servir, à cause de leur inexpérience du vol.

2. Dans la figure 104, on a remplacé le fil de caoutchouc par un ressort boudin.

Expérience. — Après s’être assuré que les deux leviers qui vont écrire ont bien leurs pointes situées sur la même verticale, on lâche le pigeon. L^animal fait les mouvements du vol , et bientôt entraîne assez rapidement le manège auquel il est attelé. L’opérateur, placé au centre du manège, n’a qu’à faire quelques pas pour suivre la rotation de l’appareil. Pendant ce temps, il tient à la main la boule de caoutchouc qu’il lui suffira de presser pour que les deux leviers appuient leurs pointes contre le papier noirci et pour que le tracé commence à s’écrire. Dès que le vol est bien établi et qu’il semble s’exécuter dans des conditions satisfaisantes on serre la boule et on recueille le tracé représenté figure 105.

Fig. i05. — Tracés des mouvements de l’aile du pigeon. — Ligne supérieure AP moayements d’avant en arrière. Ligne inférieure HB mouvements de haut en bas.

Interprétation des tracés. — Les courbes se lisent de gauche à droite, comme l’écriture ordinaire. La courbe supérieure est celle que décrit l’humérus de l’oiseau dans ses mouvements d’arrière en avant et d’avant en arrière; le sens de ces mouvements est indiqué par les lettres A et P, qui

veulent dire que tous les sommets des courbes, de même que le sommet A, correspondent au moment où l'aile a atteint la partie la plus antérieure de son parcours ; les parties inférieures de ces courbes, au contraire, correspondent toutes, ainsi que le point P, au moment où l’aile a atteint la limite postérieure de son parcours.

La ligne horizontale qui coupe cette courbe a été tracée dans une expérience préalable par la pointe du levier, au moment où les ailes de l’oiseau, maintenues immobiles par un aide, pouvaient être considérées comme horizontalement étendues et ne se portant ni en avant, ni en arrière. Cette ligne représente donc, en quelque sorte , le zéro de la graduation des mouvements de l’aile dans le sens antéropostérieur. L’inspection de la courbe nous montre encore que, dans ses mouvements, l’aile du pigeon ^e portait surtout dans le sens des sommets homologues du point A ; en d’autres termes, que le mouvement en avant prédominait sur le mouvement en arrière.

Les mêmes explications s’appliqueraient à la courbe inférieure HB qui exprime les mouvements que l’aile exécute de haut en bas.

Pour savoir si, dans l’expérience présente, le parcours de l’aile du pigeon est sensiblement le même que celui de la buse dans l’expérience décrite au précédent chapitre , nous avons construit la courbe complète du parcours de l’aile pendant une de ses révolutions, en nous servant pour cette construction des deux courbes partielles de la figure 105. Voici comment on procède pour cette construction.

Afin d3 donner plus de facilité à la mesure des positions des différents points de ces courbes , on les décalque toutes deux (fig. lOü) sur un papier gradué en centimètres et en millimètres. On trace en ligne pleine l’une des deux courbes, celle des mouvements dans le sens antéro-postérieur, dont le sens est désigné par les lettres A et P ; puis on reproduit par une ligne ponctuée, la courbe des hauteurs avec les lettres H et B. On superpose ces deux tracés de manière à confondre l’une avec l’autre les deux lignes des zéros. De plus, on a soin de conserver, dans le décalque des deux courbes.

la superposition verticale des points correspondants de chacune d’elles; on peut donc être sûr que, partout où une ligne verticale quelconque vient à couper les deux courbes, les intersections^ correspondent à la position que l’humérus de

Fîg. 106. — Superposition des courbes précédentes sur papier mîllimétriquement divisé. Les deux courbes ont une droite commune pour axe des abscisses.

l’oiseau occupe, à cet instant, par rapport à deux plans perpendiculaires l’un à l’autre. L’intersection avec la courbe ponctuée exprimera, par la longueur de l’ordonnée menée de ce point à l’axe des abscisses, la position que l’aile occupe à cet instant par rapport à un plan horizontal; l’intersection avec la courbe pleine exprimera la position de l’aile par rapport à un plan vertical.

Cette détermination est réalisée (fig. 107) pour la trajectoire de l’aile qui se trouve construite, par points successifs, de la manière suivante :

Soient deux lignes : xx formant Taxe des abscisses et yy celui des ordonnées. Convenons que tout ce qui est en haut de la ligne des zéros, dans la courbe pleine, c’est-à-dire tout ce qui correspond à un mouvement dans le sens antérieur, devra se pointer à droite de la ligne des y. Inversement, que tout ce qui est au-dessous des zéros, dans la courbe pleine, se pointera à gauche de Taxe des y. — La position par rapport à cet axe sera comptée , parallèlement à lui, au moyen des divisions millimétriques.

2Co LOCOMOTION AÉRIENNE

D’autre part, les différentes mesures prises sur la courbe ponctuée (celle qui exprime les hauteurs de l’aile) devront se

Fig. 107. — Construite d’après les courbes précédentes. — Une flèche indique le sens du mouvement. — L’écartement des points exprime la vitesse du mouvement de l’aile dans les divers instants de son parcours.

pointer à la hauteur correspondante, comptée en dessus ou en dessous de la ligne des x, selon que ces points, dans la courbe des hauteurs, s’éloignent d’un certain nombre de millimètres, soit en haut, soit en bas de la ligne des zéros.

Prenons, comme point de départ, dans la construction de la courbe nouvelle, le point c choisi (fig. 107) sur la courbe ponctuée, à l’un des instants où l’aile est arrivée à l’une de ses limites antérieures. Ce point, d’après la graduation millimétrique, nous indique que l’aile est abaissée de 13 divisions au-dessous de l’horizontalité. Suivons la verticale qui passe par le point c, jusqu’à sa rencontre avec la courbe du mouvement de sens antéro-postérieur ; l’intersection de cette verticale avec la courbe nous indique que l’aile, en ce moment, était portée en avant de 26 divisions. Sur la courbe nouvelle, le point a devra donc être marqué en un lieu bien déterminé c, qui se trouvera à l’intersection de la treizième division au-dessous de l’axe des x avec la vingt-sixième à droite de l’axe des y (ce qui, d’après notre convention, correspond à 26 divisions du côté de l’avant).

Pour déterminer un second point de notre courbe, portonsnous, dans la lecture des tracés, d’une division millimétrique plus loin vers la droite : nous relèverons, comme tout à l’heure, l’intersection de la verticale de ce point avec les deux courbes, et nous aurons, dans la construction nouvelle, un second point déterminé.

La série des points successifs obtenus de cette manière forme une courbe qui traduit le parcours de l’aile; la flèche indique la direction du mouvement.

En construisant ainsi la figure entière, on voit qu’après s’être portée en bas et en avant, cette courbe s’élève en revenant en arrière.

En rapprochant cette figure de celle que nous avions obtenue déjà avec un autre appareil (fi g. 100) sur une autre espèce d’oiseau, et en explorant le mouvement d’une autre partie de l’aile, on peut constater entre les deux courbes de frappantes ressemblances qui montrent bien que , dans le vol, les oiseaux procèdent par des mouvements à peu près identiques. En effet, de part et d’autre, l’os de l’aile décrit une sorte d’ellipse irrégulière à grand axe incliné en bas et en avant. L’importance de cette détermination est tellement grande qu’elle fera pardonner les longs et fastidieux détails des expériences qui l’ont fournie.

On a VU , au chapitre I, que l’aile de l'insecte éprouve, sous l’influence de la résistance de l’air,* des torsions qui changent, à chaque instant, l’inclinaison de son plan. Ces mouvements, tout à fait passifs, constituent l’essence du mécanisme du vol de l’insecte ; l’aile, à chacun de ses mouvements alternatifs , décompose la résistance de l’air et lui emprunte une force qui agit du côté de la nervure, servant à soutenir et à propulser l’animal. La structure de l’aile de l’oiseau ne permet pas d’admettre chez lui l’existence d’un mécanisme semblable. Pendant l’ascension, cette aile

ne présente pas à l’air un plan résistant, à cause de Timbrication des pennes qui s'ouvriraient pour lui livrer passage. La phase d’abaissement est donc la seule où le vol de l’oiseau présente des conditions analogues à celui de l’insecte. Du reste, la courbe décrite par la pointe de l’aile de l’oiseau diffère assez de celle que parcourt l’aile de l’insecte pour prouver que, de part et d’autre, les conditions mécaniques sont bien différentes.

Il était indispensable de déterminer expérimentalement les différentes inclinaisons du plan de l’aile à chaque phase de ses révolutions. En effet, pour estimer la valeur de la résistance que l’air présente à tout instant du vol, il faut connaître les deux éléments de cette résistance : 1° l’angle sous lequel le plan de l’aile vient frapper l’air ; 2® la vitesse avec laquelle l’abaissement s’effectue. Rien n’est plus facile que d’obtenir la seconde donnée du problème ; nous la tirerons, quand nous voudrons, de la courbe qui représente la position de l’aile à chaque instant, courbe dont la figure 108 fournit un exemplaire obtenu sur un pigeon. Mais ce qui présentait plus de difficulté , c’était d’obtenir l’indication des changements de plan de l’aile pendant le vol. Voici le mécanisme auquel nous avons recouru.

On a vu, figure 99, qu’une tige articulée à un mouvement de Cardan, dont le centre de rotation est voisin de l’articulation scapulo-humérale, peut être rendue solidaire des mouvements de circumduction que l’aile exécute. Mais le mouvement de Cardan, tout en obéissant aux flexions de tous sens qu’on imprime à la tige, ne permet nullement les mouvements de torsion suivant l’axe de cette tige.

Fig. f08. — Figure théorique de l’appareil explorateur des mouvements de torsion

de l’aile.

Soit donc (fig. 108) un appareil de ce genre, on pourra

imprimer à la tige tt toute espèce de mouvements dans le sens vertical ou horizontal ; elle obéira à toutes les impulsions reçues. Mais si, prenant à la main l’extrémité de cette tige, au niveau du levier l qui s’en détache perpendiculairement, on cherche à imprimer au levier un mouvement de torsion, comme lorsqu’on tourne une vis, le Cardan ne permet pas au mouvement de se produire et la tige résiste à l’effort qu’on exerce. Supposons que, derrière le Cardan et sur le prolongement de la tige tt, il se trouve une autre tige cylindrique p pivotant dans un tube, cette tige tournera sous l’influence des efforts de torsion qu’on exercera en tenant à la main le levier coudé l, et si la tige p porte ellemême un levier coudé V , situé dans le même plan que l, on rerra que ces deux leviers sont solidaires l’un de l’autre, et que tout changement de plan subi par le premier se transmettra au second.

Dans ces conditions, si nous rendions le levier l solidaire des changements de plan que l’aile éprouve dans les différentes phases de sa révolution, ces changements seraient communiqués au levier V qui pourrait , à son tour, agir sur un appareil explorateur et en transmettre le signal sous forme d’un tracé. C’est précisément le moyen que nous avons employé dans nos expériences. Le levier l était couché sur le plan de l’aile de l’oiseau tenu en position horizontale. Le levier V, horizontal lui-même , était relié par un fil au levier d’un tambour explorateur placé au-dessus de lui et disposé de la même façon que dans les expériences décrites au chapitre précédent.

Quand on faisait basculer le plan de l’aile de façon à tourner la face supérieure de cet organe plus ou moins en arrière, la courbe enregistrée s’abaissait; elle s’élevait, au contraire, quand on tournait l’aile de manière à porter sa face supérieure en avant. ,

Une difficulté se présentait encore. Il n’était pas possible de fixer le levier l en mn point de la tige tt, et, en même temps, de l’immobiliser' en un point de l’aile de l’oisëau. En effet, le Cardan n’ayant pas le même centre de mouvement que l’articulation de l’aile, il s’ensuit que, dans les mouve-

ments verticaux, il doit exister un glissement entre l’aile et la tige. Il faut donc que le levier l, fixé aux pennes de l’oiseau, puisse glisser librement sur la tige dans le sens de sa longueur, et cependant qu’il lui imprime , sous forme de torsion , tous les. changements dïnclinaison que lui transmettent les plumes de l’oiseau. On voit^ figure 109, comment ce résultat a été obtenu.

Soit U la tige qui doit suivre les mouvements de circumduction exécutés par l’aile. Cette tige présente des cannelures longitudinales profondes qui donnent à sa coupe l’apparence d’une étoile; elle glisse librement dans un tube qui s’applique à sa surface extérieure. Mais, à l’une des extrémités du tube, est un fond métallique qui est percé d’une ouverture en étoile, à travers laquelle passe la tige dont chaque cannelure est logée dans une branche de l’ouverture étoilée. Or le levier l est soudé sur ce tube; il peut donc, avec lui, se porter aux divers points de la longueur de la tige, ce qui assure la liberté des mouvements du vol, mais il ne peut changer de plan sans communiquer à la tige un mouvement de torsion.

Après quelques expériences, il devint nécessaire d’apporter certains perfectionnements à cet appareil. Ainsi, le le-

flg. t09. — Disposition réelle de l’appareil explorateur des mouTements de l’aile et de ses changements de plan.

vier l avait des tendances à se tordre à cause du déplacement des pennes aux différents instants du vol ; il fut remplacé (fig. 109) par une pièce à trois leviers mobiles hbh tournant dans un même plan, autour d’une articulation commune, à la

façon des lames d’un éventail. Chacune de ces petites branches finissait par un crochet. Après avoir attaché le tube à glissement sur Vaile bâtarde de Toiseau, on lia l’extrémité de chacune de ces trois lames avec une des longues pennes. Cette ligature, faite avec du fil de caoutchouc, a donné d’excellents résultats.

D’autre part, le levier V, fig. 109, était défectueux à cause de son inégalité d’action. On le remplaça par une poulie d’un court rayon, située sur la tige même qui se prolonge en arrière du Cardan. Le fil rr, qui doit transmettre les torsions de la tige, s’enroule dans la gorge de cette poulie. De cette façon, la rotation de la poulie, résultant de la torsion de la tige, transmet toujours avec fidélité cette torsion au levier explorateur.

Pour terminer cette longue description de l’appareil destiné à recevoir les signaux de l’élévation et de l’abaissement de l’aile , bornons-nous à dire que la pièce située à la base du levier tt est destinée à transmettre les mouvements verticaux et les mouvements horizontaux par deux systèmes de fils. Pour les mouvements verticaux, un fil v se rend au levier d’un tambour explorateur. Le fil h transmet à un autre appareil les mouvements dans le sens horizontal, c’est-à-dire antéro-postérieur.

Expérience. — On fait voler unei buse attelée au manège et à laquelle cet appareil a été adapté; on obtient à la fois les trois courbes représentées figure 110. ^

Avec ces triples données, on peut construire, non-seulement la trajectoire de l’aile , mais la série des inclinaisons du plan de cet organe aux divers points de son parcours.

La courbe tracée par un trait plein correspond aux mouvements que l’aile exécute dans le sens antéro-postérieur. Le point A et ses homologues correspondent à la position antérieure extrême de l’aile de l’oiseau ; le point P à la position extrême postérieure.

La courbe formée de traits interrompus indique les hauteurs de l’aile dans l’espace; le point H correspond au

maximum de Télévation de l’aile, et le point B à son plus grand abaissement.

Ces deux premières courbes permettent déjà de construire par points' la courbe fermée (fig. 111), représentant la trajectoire de Taile de la buse (1).

1. Cette courbe n’est pas toujours fermée ; cela ne s’observe que lorsque le vol est d’une régularité parfaite.

C’est sur cette trajectoire que nous déterminerons l’inclinaison du plan de l’aile, à chaque instant de son parcours elliptique.

A cet effet, il faut se reporter (fig. 110) à la courbe ponctuée. S, qui est l’expression des torsions de l’aile à différents instants. Les ordonnées positives et négatives de cette courbe correspondent aux tangentes trigonométriques des angles (1) que l’aile fait avec Taxe du corps (2). Elles permettent donc de tracer sur la figure 111 une série de lignes dont chacune exprime, par son inclinaison sur l’axe horizontal, l’inclinaison ^ que le plan de l’aile présentait sur l’horizon à ce même instant de son parcours.

Le sens du mouvement de l’aile se lit de haut en avant : de la lettre H aux lettres Au.

Fig. 111. — Inclinaisons du plan de l’aile par rapport à l*axe du corps Av pendant le vol.

La figure 111 montre que l’aile, dans son ascension, prend la position inclinée qui lui permet de couper l’air en trouvant le minimum de résistance ; que dans la descente, au contraire, la position de son plan se renverse, de telle sorte que sa face inférieure regarde en bas et un peu en arrière. Il

1. Il faut, de l’angle trouvé, retrancher algébriquement une valeur constante : l’angle de 30 degrés que l'aile, au repos, fait avec l’horizon.

2. Nous ne saurions affirmer que cet axe soit horizontal; il semble au contraire incliné de façon que le bec de l’oiseau regarde un peu en haut. Cette inclinaison de l’axe nécessiterait une correction dans les inclinaisons absolues de l’aile aux divers points de sa révolution.

Màrey. 13

suit de là que dans sa période d’abaissement, l’aile, par son obliquité, décompose la résistance de l’air, et, tout en soulevant le corps de l’oiseau, le propulse en avant. On voit aussi que l’inclinaison de l’aile change graduellement, aux différentes phases de son élévation et de sa descente. Dans cette dernière phase surtout, se montre l’influence de la résistance de l’air sur l’orientation de l’aile : c’est en effet au moment où la vitesse d’abaissement atteint son maximum, que l’on voit le bord postérieur de l’aile se relever le plus fortement.

Arrivée à la fin de sa course descendante, l’aile change de plan d’une manière subite. L’explication de ce mouvement est toute naturelle. Dès que la résistance de l’air cesse de relever les plumes, celles-ci, par leur élasticité, reviennent à leur position ordinaire qu’elles gardent pendant la phase de remontée.

L’ellipse même qui forme la trajectoire de l’aile doit s’expliquer par la résistance de l’air. Pas plus pour l’oiseau que pour l’insecte, l’appareil musculaire ne rend compte du parcours de l’aile; l’élévation et l’abaissement sont à peu près les seuls mouvements qu’il puisse produire. Mais la résistance de l’air pendant la phase de descente, engendre, par un mécanisme que nous connaissons déjà, la convexité antérieure de l’ellipse parcourue. La convexité postérieure qui appartient à la phase ascensionnelle s’explique encore par l’action de l’air sur la face inférieure de l’aile qu’elle porte en arrière tout en la soulevant. C’est dans la reproduction artificielle de ces différents mouvements que nous chercherons la démonstration de cette théorie.