POUSSÉE
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Pour déduire de ces chiffres d'expériences les enseignements
Eduolle ïoô*
Vat langitadmalc suivant un plan perpendiculaire a l'axe
Vue par lerirémilè des ailes suivant roiplan parallèle aï axe.
Sens de la. Marcha
Vue longitudinale suivant -un plan parallèle il' axe.
Fig. 32.
qu'ils comportent, imaginons que le travail T, au lieu d'être employé à faire tourner une hélice, donne un mouvement de va-etvient de vitesse v à deux disques circulaires de surface s, et de façon que le disque qui va en sens contraire de la marche du dirigeable reçoive l'air normalement (fig. 33) et que le disque
4 JL/
Fig. 33.
qui va dans le sens de la marche le reçoive par sa tranche : l'effet est identique à celui que produirait le recul continu d f une surface s. Or, si Ton admet que la résistance de l'air soit égale à Est? 2 , il en résulte une poussée
d'autre part
p = Ksv* ;
d'où
Ainsi, la quantité ^ est indépendante de v. Or, il en est précisément de même pour l'hélice, ainsi que le montre la dernière colonne du tableau précédent, où les valeurs observées peuvent être considérées comme constantes dans les limites des erreurs d'observation. On peut donc déterminer une surface s et une vitesse v telles que le mécanisme précédent donne, pour un travail déterminé T, la même poussée p.— P que l'hélice, et par consé-
P 3 queht lui soit équivalent . Si Ton pose ™ = I, il suffit pour cela
que l'on ait
Par suite, si l'on veut comparer la puissance de deux hélices
ps
H et H n quand on connaît les valeurs l et l t du rapport ^ > on peut
calculer par les formules précédentes les surfaces figuratives s et s t ainsi que les vitesses v et « t ; rien n'est alors plus facile que de voir laquelle des deux surfaces figuratives, et par conséquent laquelle des deux hélices, est supérieure à l'autre. Ce moyen de comparaison permet de rechercher la forme d'hélice la plus avantageuse pour l'allure qu'on veut donner au ballon.
p Certains auteurs ont considéré le rapport ^ , tfest-à-dire l'effort
par unité de travail, comme donnant en quelque sorte la mesure de la puissance de l'hélice. Aussi, quand le commandant Renard annonça que l'hélice de la France, marchant à 48 tours par minute, avait donné un effort de 64 kg pour une dépense de 617 kgm, soit 0,104 kg par kilogrammètre, on déclara ce propulseur détestable sous prétexte que d'autres plus petits avaient donné un rapport deux ou trois fois plus grand. Or il résulte de ce qui précède
que le rapport ?* varie en raison inverse de la vitesse et par suite
du nombre de tours, ce que vérifie bien le tableau précédent
où « N est très sensiblement constant. Le rapport ^ , qui varie
pour une même hélice proportionnellement au nombre de tours, ne peut donc en mesurer la puissance.
Au contraire, la connaissance du rapport 1 = ™ peut servir a
évaluer cette puissance. En effet, par suite de la possibilité d'assimiler l'hélice à un plan orthogonal, on peut écrire les équations suivantes :
Il suffit donc de mesurer une fois pour toutes a et b pour avoir P, T et N quand on se donne arbitrairement une de ces trois quantités. Mais il importe .que la détermination de a et de 6 soit faite en mesurant simultanément le travail, la vitesse et l'effort, ces mesures étant indépendantes des causes d'erreur introduites par. les résistances accessoires du mécanisme.
Telles sont les conditions qui ont guidé le commandant RenaFd dans la construction de la machine à essayer les hélices qu'il a inventée dans ces dernières années (fig. 34). Voici comment le savant officier décrit cet appareil :
« Supposons d'abord, dit-il, qu'il s'agisse dp mesurer l'effort. L'hélice et son moteur, qui sera constitué par une machine dynamo, seront installés sur un même bâti aussi léger que possible. Tout l'ensemble sera ensuite suspendu à un axe horizontal perpendiculaire à Taxe de Thélice. lie courant arrivera au moteur par un fil très souple aboutissant à deux bornes BB r .
Au repos, la manœuvre d'un contrepoids A permettra d'amener l'extrémité d'une longue aiguille au zéro d'un cadran fixe C.
B 5v/ j-kb* r A\
Fig. 34.
Hivernent, l'effort de poussée remche, et l'aiguille indiquera ce vers le haut de la graduation, ît des poids dans le plateau P.
re entre la poussée et les poids par a la plus courte distance de snsion et par 6 le bras de levier le suspension, on aura évidem-
6m Lteau, d'où :
ectement mesurée, sans que les sur ses coussinets interviennent précision tout à fait comparable )ïn de suspendre l'appareil à un , des couteaux d'acier trempé, avail, on commencerait par meur cela le même appareil serait rallèle cette fois à l'axe de rotatioment moteur est évidemment éaction de l'air agissant sur les at sur tout le bâti. Dès que !'hébs forces de réaction tendront à ms inverse, et il ne sera arrêté m tour de son axe de suspension.
le au zéro d'une graduation aplans un plateau spécial ayant un nent :
m connaîtra la vitesse angulaire
multanées, il suffit de suspendre : axes précités, le premier que 1, et le second l'axe longitudinal, i Cardan.
Le mouvement de l'hélice déterminera deux déviations simultanées que Ton annulera par des poids placés dans les deux plateaux. La vitesse sera mesurée au moyen d'un compteur de tours porté par le bâti et embrayé électriquement de façon à ne déterminer au moment de l'embrayage que des forces intérieures. On aura donc ainsi le moyen de mesurer simultanément : la poussée P, le moment M et la vitesse m, ou le nombre N de tours par seconde.
Le travail sera donné par la formule :
T = Mo> = Mx2*N(l). »
Grâce à de nombreux essais faits avec cet appareil et à d'intéressantes considérations, d'une part sur la qualité de l'hélice ou rapport de la surface figurative s à la surface S décrite par les ailes, d'autre part sur la qualité des ailes ou rapport de 5 à leur surface, le commandant Renard a trouvé, paraît-il, une hélice de formes beaucoup plus avantageuses que celles de la France ; naturellement cette hélice conduira le Général-Meusnier.
Appareil de M. Langley. — Il serait très important que dans les expériences précédentes l'air se renouvelât au contact de l'hélice : tel n'est pas malheureusement le cas de l'appareil de Ghalais.
En Amérique, un astronome distingué de Washington, M. Langley, correspondant de l'Institut, a construit une curieuse machine qui remplit cette condition ; cette machine (fig. 35) inscrit sur un
Pig. 35.
cylindre enregistreur à la fois la force propulsive de l'hélice et la puissance dépensée.
(1) La machine a essayer les hélices, par le commandant Renard. (Revue de VAirQnautique de 4889.)
montrent qu'il y a avantage à ce que les ailes couvrent la totalité du cercle circonscrit ; pour l'hélice propulsive, si les ailes sont nombreuses, chacune frappe de l'air déjà frappé par les précédentes, de l'air ayant déjà cédé sous leur pression et n'offrant plus la même résistance que celui qui n'a pas encore été agité. — En outre, plus grande est la vitesse d'avancement, plus faible est le recul et plus forte est l'efficacité de l'hélice. » Ces considérations n'ont certes pas la précision de celles que j'ai développées plus haut.
Bref, l'expérience et la théorie laissent beaucoup de points obscurs dans cette délicate question des carènes et des hélices aériennes. C'est peut-être avec le dirigeable lui-même qu'on réussira à éclairer ces points obscurs : en effet, le navire aérien place l'observateur au sein d'une immense masse d'air animée d'un mouvement rectiligne de vitesse et de direction connues ; il se prête donc parfaitement à ce genre de recherches.
4. — Comparaison entre la machine a vapeur et le moteur électrique
Les seuls moteurs employés jusqu'ici dans la navigation aérienne sont les machines à vapeur et les dynamos actionnées par des piles. Aux premiers on a reproché le délestage continu dû à la combustion et les dangers que présente un foyer placé au-dessous d'un énorme réservoir d'hydrogène assez mal fermé ; aux seconds, qui n'ont pas ces défauts, on reproche le poids de la pile. Je ne m'occuperai pas du danger d'incendie, qui n'a pas arrêté Giffard, et qu'il est facile de conjurer, mais je vais rechercher quels sont, au point de vue de la légèreté, les avantages d'un système sur l'autre.
Moteur proprement dit. — Considérons d'abord le moteur.
La construction des dynamos a fait depuis quelques années beaucoup de progrès, et l'on obtient aujourd'hui une grande puissance avec un poids de métal relativement minime. Les moteurs Rechniewsky de 5 chx pèsent environ 65 kg par cheval, et ce poids, qui diminue avec la force des machines, s'abaisse à 46 kg pour les moteurs de 20 à 30 chx. Les dynamos multiplex Sautter-Lemonnier de 40 à 60 chx ont un poids de 35 kg environ
