CHAPITRE XVIII

§ 1. Cordages. — Charge de rupture. — Classification. — Câbles en acier. — § 2. Organes accessoires des agrès. — Cabillots , cosses. — § 3. Du filet. — Sa disposition générale. — Règles de* construction. — Pattes d’oie. — Étoile. — § 4. Suspension. — Cercle et suspentes. — Suspension à balancines. — § 5. La nacelle. — § 6. Agrès supptémentaires. — Ancre. — Côneancre. — Guide -rope et stabilisateur.

§ I. — Cordages..

Des cordages# — L'élément de la corderie est le fd de caret, obtenu en filature. L’opération du cornettcige consiste à tordre ensemble plusieurs fils de caret pour en former un toron. En tordant ensemble plusieurs torons, 011- obtient une aussière ; et enfin le comettage de plusieurs aussières forme un grelin.

Charge de rupture. — La sécurité des passagers qui se confient à la nacelle d’un ballon dépend avant tout de la solidité des cordages et agrès qui rattachent cette nacelle au flotteur.

Sans entrer dans une description des différents genres de cordages, il importe donc ici de se rendre compte de la résistance à la traction dont ces cordages sont susceptibles. ^

On nomme charge de rupture le poids c{u’il est nécessaire de suspendre à un cordage pour en provoquer la rupture. Or cette charge de rupture dépend, pour deux cordages confectionnés d’une manière identique, de la nature des libres employées et de la grosseur du cordage ou , pour parler avec plus de précision , de son poids par mètre. Pour deux cordages de même fabrication et de même poids, la charge de rupture ne dépend que de la qualité de la matière employée. Cette charge de rupture pouvant être considérée comme représentant, en. définitive , la solidité du cordage, on peut dire que la solidité, suivant la substance, sera proportionnelle au quotient de la charge de rupture par le poids :

Le rapport cr est désigné sous le nom de coefficient de résistance.

Ce coefficient diminue lorsque la torsion augmente, car celle-ci a pour effet : de raccourcir le cordage

et par conséquent d’augmenter son poids par mètre, qui entre en dénominateur dans l’expression ci-dessus; s"" d’augmenter l’obliquité des torons par rapport à l’axe du cordage, et par conséquent de faire travailler celui-ci dans de moins bonnes conditions; la charge de rupture se trouve ainsi diminuée.

Quel que soit le mode de torsion adopté, il importe que tous les fils soient également tendus et solidaires. La torsion a pour but d’obtenir ce résultat; mais dès qu’il est réalisé, une torsion plus considérable ne pourrait être que nuisible.

Pour les gros cordages, la torsion nécessaire est |)bis

considérable que pour les petits; aussi les coefficients de résistance sont-ils, toutes choses égales d’ailleurs, d’autant plus faibles que les cordages sont plus gros.

Les cordages à âme droite ont des coefficients moins élevés que les autres, l’âme longitudinale ne travaillant pas en même temps que les torons.

Les cordages employés en aérostation doivent être choisis avec un soin particulier et éprouvés à la rupture au moyen d’une machine spéciale. Le dynamomètre Perreaux suffit pour les petits cordages. Le colonel Renard a imaginé et construit, pour l’essai des cordages, une machine dynamométrique d’une grande précision, qui est employée dans la marine pour l’essai des câbles, de quelque grosseur qu’ils soient.

Cette machine est basée sur l’emploi du vide pratiqué en dessous d’un piston sans frottement, dit à joint annulaire. Un clapet à mercure immobilise, après la rupture de l’éprouvette, la colonne manométrique qui , sans cette précaution , serait ramenée brusquement dans l’appareil. Grâce à cette immobilisation, la tension exacte au moment de la rupture se trouve enregistrée et peut être lue à loisir L

D’après les expériences de Chalais , les divers textiles employés pour la corderie aérostatique ont respectivement les résistances ci -après, rapportées à celle du coton prise comme unité :

Résistance du coton

— du chanvre 1^3

— de la ramie 1^5

— de la soie. 1,8 à 1,9

1 Nous empruntons une partie de ce chapitre à une instruction lithog-raphiée et inédite du commandant Paul Renard.

Classification. — Les cordages usités en aérostat lion sont partagés par ordre de grandeur croissante en cinq classes, savoir : les cordonnets , les ficelles, les cordeaux, les cordes, les cdè/c5. Chaque classe comprend elle-même cinq numéros différents, dont le plus petit est le numéro i, et le plus gros le numéro 5.

On a ainsi une classification de 25 espèces de cordages différents, dont Ja grosseur croît régulièrement.

Rapport des poids. — Entre deux cordages consécutifs de la série, il y a un rapport constant. Pour deux cordages de même numéro dans deux classes successives, ce rapport est lo, et par suite le rapport des poids par mètre d’un cordage quelconque et de celui qui le précède est lol . Ce nombre est sensiblement égal à 1,6.

Si l’on admet, ce qui est à peu près conforme à la réalité, que le poids spécifique d’un cordage ne varie pas avec sa grosseur, les diamètres varieront proportionnellement à la racine carrée de leurs poids par mètre.

Pour deux cordages de même numéro et de classes successives, le rapport des diamètres est ainsi :

c=io?=3,i62 environ,

et pour deux cordages consécutifs :

, 1 O z= lOTô,

OU o' = \/i,6 = 1,265»

Dans la classification adoptée par l’établissement de Cbalais, on a pris comme point de départ le poids

de la ficelle n*’ i qui, pour les cordages en coton, a été fixée arbitralement à i gramme par mètre. Le diamètre correspondant est i mm. 2 pour le coton.

Afin que tous les cordages de même numéro, quelle que soit leur substance , puissent s’associer aux mêmes organes accessoires (cosses , cabillots , etc. ) , on a adopté pour principe de donner toujours à la ficelle n"" i le même diamètre, pour toutes ces substances; il en résulte les poids suivants par mètre :

Ficelle i , diamètre i millimétré :

Ces cbiflres suffiraiej t à établir les poids de toute la série.

On a d’ailleurs proscrit, chaque fois que le cordage doit oflrir une certaine résistance, l’emploi des cordages à âme, ceux à torsion simple, les grelins grelinés ou les câblages multiples d’un ordre plus élevé.

Les seuls cordages employés sont ainsi :

Les câblages simples ^ pour les cordonnets , les ficelles et quelques cordeaux; les grelins, pour les cordeaux en général, et les câbles.

Le nombre des torons est généralement fixé à trois, avec quelques exceptions. Le poids par mètre est toujours la caractéristique fondamentale qui sert à déterminer la classe et le numéro d’un cordage.

Protection des cordages. — Gomme pour les étolTes, on peut augmenter l’inaltérabilité des cordages en chanvre en les imprégnant de substances diverses,

La Technique du Ballon. 2' édiU 11

Coton , Chanvre , Soie ,

p — J fl >',25 ,

dont les plus employées sont le goudron ou ses dérives ; mais c’est toujours au détriment de la solidité et de la souplesse.

Câbles en acier. — Enfin, on tend de plus en plus à faire usage de câbles en acier pour les cordages qui ne sont pas en contact direct avec l’enveloppe : les suspentes et les câbles de retenue des ballons captifs. Ces câbles, en effet, permettent d’atteindre des résistances considérables, avec de très faibles diamètres et des poids relativement minimes.

§2. — Organes accessoires des agrès.

Pour réunir les cordages entre eux, on fait usage d’organes accessoires, parmi lesquels nous nous contenterons d’indiquer les cabillots et les cosses.

Cabillots. — Les cahillois (fig. 72) sont des barrettes en buis fixées à l’extrémité d’un cordage , et qu’on peutengfiigerdansuneboucle formée à l’extrémité d’un autre cordage. Les cabillots servent ainsi à réaliser la réunion rapide et simple de deux cordages.

Nos figures indiquent leur mode d’emploi. Autour de la gorge du cabillot, le cordage s’enroule, et les

Fig. 72. — Cabillots.

deux^brins sont fixés l’im sur l’autre au moyen d’un transfil m.

Le cordage auquel il s’agit de s’attacher par le moyen du cabillot se termine par une boucle épissée n (B) , l’épissure étant consolidée par un transfil {m) qui peut s’étendre sur toute la longueur de la boucle D.

Quelquefois la corde qui doit se fixer au cabillot est terminée par deux boucles (D) qui viennent alors coiffer les deux extrémités du càbillot (E). Les deux bouts de cable, grâce à la symétrie , sont ainsi exactement dans le prolongement l’un de l’autre> condition

favorable à une bonne résistance.

Fig. 73

Enfin, on peut aussi placer des cabillots de distance en distance sur la longueur d’une corde de manœuvre, pour donner plus de prise. Ce sont alors de simples bâtonnets que

1 ’ on entre rons, en conso

engage les tô-

les cabillots des séries qui correspondent â celles des cordages, de manière à ce que les dimensions soient en rapport.

Cosses. — Une cosse (fig. 70) est une pièce en

Fig. 76. — Cosses doubles.

bois OU en métal, percée d’un œil et munie d’une gorge sur son pourtour (fig. 76). Autour de cette gorge on fixe l’extrémité d’un cordage , au moyen d’un transfd. Ainsi disposée, on peut passer dans l’œil de la cosse un mitre cordage qui est ainsi susceptible d’y glisser à peu près librement, de manière que la tension s’égalise entre les deux parties.

hacosse double (fig, 77) ne diffère de la cosse simple que parce que , au lieu d’un œil unique, il y en a deux. Une cosse double sert à relier l’extrémité du cordage qui en est muni à un point quelconque d’un second cordage, de manière que l’on peut choisir ce point à volonté et faire glisser le second

Fig. 77.

cordage laiii quil est lâche (A), le serrage ’s’eflectuant

Fig. 78.

aussitôt quil est tendu, et l'attaclie restant invariable alors (B), comme le montrent les figures.

Les cosses doubles sont surtout employées pour per-

mettre de régler à volonté la longueur d’une corde : une suspente, par exemple.

Le premier système (A et B, fig. 78) nécessite l’emploi de deux cosses doubles ; le brin a qui entoure la cosse I passe dans les œils de la cosse 2 du second cordage. Réciproquement, ce second cordage b, qui embrasse la cosse 2, traverse la cosse i.

Dans le second système (C et D). on emploie une cosse simple i et une cosse double 2; le brin a embrasse la cosse simple, le brin b qui embrasse la cosse double passe dans l’œil de la cosse simple où il se réfléchit, puis, successivement, dans chaque œil de la cosse double. On comprend facilement, à l’inspection de la figure, qu’il suffit de déplacer la cosse double pour faire varier la longueur /' de la pièce ; on n’a donc qu’une cosse à déplacer au lieu de deux.-

§ 3. — Du filet.

Disposition générale. — Dans les ballons sphériques habituels, la suspension de la nacelle est assurée par l’intermédiaire d’un filet recouvrant l’enveloppe iusqu’à un parallèle de contact situé un peu au-dessous de l’équateur, et qui s’en sépare alors pour prendre une forme tronconique jusqu’au cercle de Jilely ou cercle de charge, auquel s’attachent les cordes de suspension.

Le filet n’a pas pour but unique de relier la nacelle au ballon ; il sert également à répartir les efforts provenant de la charge sur une surface aussi grande que possible de l’enveloppe.

En raison même de la grandeur des mailles, le filet

est essentiellement déformable, et l’on conçoit qu’on peut obtenir une forme déterminée de bien des manières différentes*

Règles de sa construction. — Dans le service militaire de l’aérostation , on s’impose les règles suivantes :

Les mailles ont la forme d’un losange ou très voisine d’un losange ; 2" la grande diagonale de chaque maille est

dirigée lèle ; 3'

suivant un méridien, et la petite suivant un paralles deux diagonales sont dans un rapport constant;

ce rapport est hxé à 2 ; il y a un même nombre de mailles dans chaque zone parallèle, en sorte que la longueur des mailles va en augmentant d’une manière continue depuis le pôle jusqu’à l’équateur; 5 ’ le nombre des mailles est choisi de telle sorte que les longueurs de maille soient toujours inférieures à o m. 3oo, et ce nombre est toujours un multiple de celui des cordes termit)ales ou suspentes qui s’attachent au cercle de charge.

Il résulte de la troisième règle que les fils limitant les mailles coupent les méridiens sous un angle constant ; si l’on suit ces fils dans une même direction^ on décrit donc sur la sphère une courbe connue sous le nom de loxodromie.

Pattes-d’oie. — Les mailles ne vont pas jusqu’à l’extrémité du cône inférieur, ou elles seraient trop allongées. Sur le cercle de filet sont d’abord attachées des cordes ou suspenles dirigées suivant les génératrices

du cône. Chaque suspente correspond à un certain nombre de mailles du filet, avec lesquelles on la réunit par un système de fils divergents formant ce qu on appelle une patte-d’oie , composée d’un ou plusieurs rangs de mailles de plus en plus nombreuses. Pour que la répartition des efforts se fasse régulièrement entre

ces divers cordages, il est bon que leur longueur relative puisse varier légèrement, ce qu’on obtient en reliant la suspente aux premiers fils de la patte d’oie au moyen de cosses sur lesquelles ces fils peuvent glisser.

Pour tracer la patte-d’oie, on supposera la partie du cône correspondant étalée sur un plan. Le premier parallèle, où les mailles du filet se trouvent au complet, se développe suivant un arc de cercle AB (fig. 8i), sur lequel les points de division, i, 2, 3 ... marquent les nœuds des mailles du filet.

On mène les rayons par les nœuds pairs, et sur ceS rayons on prend des longueurs égales

Fig. 80. — Pattes-d’oie.

Les points sont ainsi snr une même cir-

conférence coneentricjue à la première. On les relie alors par des cordons aux nœuds impairs du filet, ce qui donne une première zone de mailles.

On en construit une seconde, en prolongeant les brins i.K, 4.^4, 6.6^^, et ainsi de suite. D’ailleurs,

d’après la construction même, le nombre des mailles Ta en diminuant de moitié.

On formera de même une troisième zone, où le nombre de nœuds correspondant à l’arc considéré sera réduit à 2 ; à partir de ces nœuds, on prolongera les rayons 8 et 16 qui constitueront les suspentes D et D'.

Dans les filets destinés aux ballons de 5/|0 mètres cubes (diamètre : 10 mètres), la hauteur 2.62 est égale à la largeur i.3, c’est-à-dire au double de la largeur de maille de départ. Les angles des brins avec les génératrices du cône sont donc constants et égaux aux angles des mailles du filet sur les méridiens.

Étoile. — En ce qui concerne le raccord du fdel avec le cercle de soupape, à partir d'une certaine distance du pôle, on réunit deux à deux les brins issus de chaque nœud de filet, et ces deux brins sont dirigés suivant les méridiens jusqu’àla couronne en cordage tmnsfilé qui entoure la soupape.

C'est ce qu'on appelle l'étoile du filet. Elle se termine à une couronne en cordages transfilés, qui entoure

la soupape. Fig. 82. - Étoile de niet.

Fig. 83. — Couronne de soupape.

Pattes-d’oie équatoriales. — On dispose souvent une nappe de pattes-d’oie rattachées au filet le long de l'équateur, pour y fixer des cordes pendant librement et destinées à la manœuvre. C’est par ces cordes de manœuvre (dites cordes équatoriales) qu’on pourra maintenir le ballon, effectuer de transport à bras, et le

camper près de terre, en attachant ces cordes à des piquets ou en y suspendant des sacs de lest en nombre suffisant.

Les efforts sur les différents brins varient avec la hauteur où la maille se trouve sur le méridien. Si l’on désigne par a l’angle de latitude, la tension varie à peu près proportionnellement à cos a. Si l’on voulait avoir un filet d’égale résistance, le nombre de mailles étant constant, il conviendrait donc de faire varier la grosseur des fils suivant la région et suivant la même loi. C’est ce qui est réalisé dans les ballons réglementaires français.

En outre, pour éviter l’usure que les frottements provoquent sur l’enveloppe, les filets de ces ballons sont en cordages de coton, plus souples et plus doux que les cordages en chanvre. Le poids d’un filet pour ballon de 54o mètres est de 25 k. 5oo.

Calcul des filets. — Le filet, en définitive, se compose d’une partie sphérique et, a partir du cercle de contact, d’une partie conique.

L’effort d’ensemble Q sur le fdet est évidemment rejirésenté par la force ascensionnelle totale du gaz, diminuée du poids de l’enveloppe.

Dans le cas d’un ballon captif, il y aurait lieu d’y ajouter la traction exercée par le câble sous l’effort du vent.

Connaissant l’effort d’ensemble Q, on en déduit les tensions qui en résultent dans chaque élément du filet, dont on détermine la force en adoptant un coefficient de sécurité de 20.

On réduit ce coefficient à i5 pour les cordages qui ne servent qu’à maintenir le ballon à terre et à la ma-

iiœiivrc. Ce sont, par exemple, dans les ballons franles cordes que l’on fait pendre de l’équateur dans ce but, et que l’on nomme précisément les cordes équatoriales.

Suspentes. — Le nombre des suspentes qui partent du cercle et s’attachent aux pattes-d’oie étant ii, il est évident que chacun de ces cordages supportera une traction :

/icos :

étant le demi -angle au sommet du

cône. Cet angle est généralement p = 36‘’,2', ce qui donne une tension F = 1,237 ^ .

' Il

Pattes -(Voie. — De même, dans chaque zone de pattes-d’oie, on pourra aisément calculer la tension des brins à chaque nœud. Il suffirait, connaissant la tension méridienne F transmise par la suspente, de décomposer cette tension suivant les deux directions des fils de patte-d’oie, s’il n’y en a que deux.

Lorsque la maille de patte-d’oie comporte quatre brins (fig. 84), l’angle y des brins obliques avec les brins médians étant connu, et tel, dans la plupart des filets,

que tgy = ^ , la tension f des brins obliques sera

telle que l’on ait :

2/cosy — F ; f=— ^ — = 0, 56F.