REMARQUES

par minute

BALLOW

9 août 1884 ....

Le ballon rentrt^ à Cbalais.

12 septembre 1884. .

Avarie de machine; descente à Vélizy.

8 novembre 1884. .

Le ballon rentre à Ghalais.

8 novembre 1884. .

Id.

25 août 1885 ....

Vent de 7'" environ ; descente à Villacou blay.

U septembre 1885 .

Le ballon rentre à Chalais.

23 septembre 1885. .

Id.

Depuis, le commandant Renard n'a pas fait d'autres sorties. Il lui a suffi de démontrer aux gens de bonne foi que la direction des ballons n'est pas une utopie et d'effectuer les mesures utiles à de nouveaux essais. Après ces quelques mois de gloire, Chalais rentra dans le calme, et l'on nous dit qu'il veut y rester, les expériences annoncées pour le printemps prochain devant se faire sans bruit. Tout en appréciant les motifs de cette discrétion, je regretterais pour ma part qu'elle fût aussi complète, et j'émets ici le vœu qu'on donne au public éclairé toutes les explications qui ne constitueront pas un secret intéressant véritablement la défense nationale.

Voyons maintenant comment MM. Renard et Krebs sont parvenus à de tels résultats : « Nous avons été guidés dans nos travaux, disent-ils dans une note à l'Académie des sciences, par les études de M. Dupuy de Lôme relatives à la construction de son aérostat dé 1870-1872, et de plus nous nous sommes attachés à remplir les conditions suivantes : stabilité de route obtenue par la forme du ballon et la disposition du gouvernail ; diminution des résistances à la marche par le choix des dimensions ; rapprochement des centres de traction et de résistance pour diminuer le mouvement perturbateur de stabilité verticale; enfin, obtention d'une vitesse capable de résister aux vents régnant les trois quarts du temps dans notre pays. » Je vais exposer rapidement les moyens employés pour réaliser les conditions de dirigeabilité.

Légèreté du moteur. — Le moteur de 1884 était une machine Gramme que le commandant Krebs sut combiner de façon à obtenir une légèreté inconnue jusqu'alors : il avait une force de 8,5 ch et ne pesait que 100 kg. Le moteur qui le remplaça, et qui fut étudié avec le concours de M. Gramme, donnait 9ch sous le même poids.

Le générateur d'électricité était une pile due aux savantes recherches du commandant Renard (1). On peut assimiler cette pile à un réservoir hydraulique contenant cinq fois plus de liquide que les piles au bichromate, et muni d'un jeu de robinets qui permet d'obtenir soit un débit abondant mais de courte durée, soit un débit faible mais prolongé ; l'expérience a montré qu'il est avantageux de placer ces robinets à 1 volt 25 au-dessous du niveau.

(1) Les piles légères du baUon dirigeable « la France », par le commaDdaDt Renard. (Bibliothèque de la Revue de C Aéronautique.)

La grande énergie totale de la pile Renard est due principslemeDt à la substitution de l'acide chromique au bichromate, dont la basB alcaline absorbe dans les réactions une portion de la liqueur excitatrice ; cette capacité atteint son maximum quand le rapport du poids de l'acide chromique à celui des acides hydrogénés est égal à H/G : elle est alors de Eî5 watts par décimètre carré de zinc et par heure. La gamme de débit s'obtient par la substitution partielle ou totale de l'acide chlorhydrique à l'acide sulfurique des piles au bichromate :■ l'énergie totale du mélange ne change pas, mais l'énergie par seconde augmente avec la proportion d'acide chlorhydrique et peut être quintuplée. EnDn, le commandant Renard étudia minutieusement l'influence des formes géométriques et la relation de position des deux électrodes.

Messieurs, il est superflu d'insister sur le mérite d'une pareille découverte qui augmente de moitié la capacité et quintuple la puissance des meilleures piles connues jusqu'à ce jour. C'est surtout à la pile Renard que la Science est redevable djs belles expériences dont je vous ai entretenus, et l'on peut dire de cettô

pile qu'elle est véritablement l'àme du nouveau dirigeable. J'ai représenté (fig. 43) un groupe de douze éléments réunis en sur-

face six par six; ce groupe pèse 10 kg, et il en fallait 4 pour obtenir i ck sur l'arbre. Un crayon de zinc non amalgamé de très

faible diamètre est entouré de la pièce polaire [losilive, formée par un cylindre en argent platiné de 1/10 de millimètre ; le tout vient plonger dans un cylindre en verre où se trouve la dissolution d'acide chromique dans la liqueur excitatrice.

Le moteur mettait en marche une hélice à deux branches de 7 m de diamètre dont l'arbre creux, d'une longueur d'environ 15 m, était installé sur des paliers oscillants maintenus en place par des tendeurs. Cet arbre prenait en tournant de curieux mouvements de flexion qui, d'ailleurs, ne produisaient pas de résistances anormales.

Résistance à Vacancement. — MM. Renard et Krebs étudièrent avec un grand soin les moyens de diminuer la résistance à l'avancement. L'allongement de leur ballon, dont la longueur était de 50,40 m et le volume de 1 861 m' (fig. 4-i), égalait presque

l'allongement du second ballon Giffard, mais sans compromettre la sécurité des aéronautes.

Le maitre-couple était placé au 1/4 de la longueur à partir de la pointe avant. La méridienne se composait de deux arcs fie paraboles ayant pour axe l'intersection du maitre-coupte avec le plan méridien. Cette forme dissymétrique, adoptée pour la carène des navires, convient également à celle des ballons dirigeables ; du reste la nature la donnée aussi bien aux oiseaux qu'aux poissons. Pour déterminer approximativement le rapport de la proue à la poupe, les officiers de Chalais construisirent des solides en ébonite de même longueur, mais dans lesquels le maitre-couple avait des positions diS'érentes ; on les lit tomber dans l'eau avec la même vitesse, et l'on choisit comme modèle du dirigeable celui

dont la descente eut lieu sans mouvements de lacet. Ce n'est là évidemment qu'un moyen de recherches très grossier.

Gomme dans le ballon Dupuy de Lôme, un ballonnet à air de dimensions calculées permettait d'assurer l'invariabilité de formes, et une housse remplaçait le filet. Jusqu'alors on avait fait la housse avec des fuseaux semblables à ceux du ballon, ce qui forçait à la consolider par des rubans placés transversalement de façon qu'elle put travailler dans ce sens ; le commandant Renard la forma de fuseaux transversaux et réalisa ainsi une notable réduction de poids.

La suspension par réseaux triangulaires indiquée par Dupuy de Lôme n'était plus sufiBsante avec l'allongement choisi ; afin d'éviter le renversement, les ofiBciers de Ghalais durent imaginer un autre dispositif dont ils n'ont pas fait connaître les détails, mais dont l'expérience a prouvé l'efficacité. Au lieu de passer par un même point nodal, les balancines furent groupées en deux faisceaux; elles venaient s'attacher sur deux traversières qui partaient des pointes et s'attachaient vers le milieu de la nacelle . La longueur de celle-ci fut portée à 33 m, les suspentes qui la reliaient presque verticalement à la hausse étaient légères et courtes; elles dessinaient à peu près deux plans parallèles à l'axe. Ce dispositif diminue singulièrement la résistance due aux cordages, qui atteignait la moitié de la résistance totale avec le système enchevêtré de Dupuy de Lôme ; de plus, il rapproche le centre de traction et le centre de résistance, et diminue par suite le moment perturbateur de la traction ; mais il diminue en. même temps la stabilité du système, puisqu'il rapproche son centre de gravité et celui de la masse d'air déplacée.

La nacelle, formée de quatre bambous reliés par des entretoises en cordelettes de fer, était recouverte de soie parfaitement tendue, ce qui donne une résistance beaucoup moindre qu'avec des parois d'osier par exemple ; elle avait en son milieu une hauteur de 2 m et n'était pas accessible sur toute sa longueur ; les aéronautes se tenaient à hauteur des fenêtres ménagées sur les côtés.

Stabilité de route. — La forme dissymétrique du ballon, en éloignant le centre d'inertie de la pointe arrière, augmentait évidemment l'efficacité du gouvernail. Celui-ci était fait de deux étoffes de soie bien tendues sur un même cadre, mais très légèrement éloignées l'une de l'autre, de façon à constituer deux pyramides quadrangulaires de très faible hauteur accolées Tune à l'autre.

Les inventeurs n'ont pas donné les raisons qui leur ont fait adopter cette forme ; pour ma pari, je la trouve excellente, car elle me semble avoir pour effet de rendre la résistance de l'air sur le gouvernail sensiblement perpendiculaire au cadre, tandis qu'avec la forme ordinaire cette résistance produit, surtout aux grandes vitesses, une concavité plus ou moins accentuée du côté le plus éloigné du ballon, ce qui a pour effet de coucher sur l'axe du dirigeable la résultante de la pression de l'air sur le gouvernail.

De son côté, la dissymétrie du ballon contribue puissamment à assurer la stabilité de route. Soient en effet (fig. 15) XX' la route

FiG. 15.

suivie,, AV la direction du vent, AY celle du vent relatif (qui est celle du cap), AB la longueur figurative de la vitesse propre. En construisant le parallélogramme des vitesses, on trouve qu'il en résulte pour le vent une vitesse AG. Supposons que, brusquement, cette vitesse change et devienne ACi. Dans l'instant très court qui suit cette variation le dirigeable, en vertu de la viteçse acquise, continue à suivre la route XX'; d'autre part, la vitesse propre conserve la même grandeur, puisque l'hélice continue à faire le môme nombre de tours. Si donc nous traçons à partir du point Gj une droite G^M^ égale à GM, nous obtenons la nouvelle direction du vent relatif. Frappé par ce vent relatif ABj qui n'est plus dirigé suivant son axe, le ballon se met à tourner autour de la verticale du centre d'inertie, de façon à se placer dans la direction du vent comme il y était en AB. Dans quel sens cette rotation se fera-t-elle ? La proue se présente au courant tandis que la poupe s'efface ; il est donc clair que dans les ballons symétriques (fig. 46) la poussée tendra à faire exécuter un tète-àqueue d'autant plus rapide que le bras de levier IH sera plus

grand. On peut au contraire combiner les dimensions d'un ballon dissymétrique (figJl) de façon que la poupe, malgré son efface-

FiG. 16.

^ Vont relatif

FiG. 17.

ment, reçoive la plus grande partie de l'effort du vent : il suffit pour cela qu'elle ait une longueur suffisante. La pression se présente alors comme l'indique la figure ; il n'y a donc pas à craindre de téie-à-queue, et quelques oscillations mettent tranquillement le ballon dans le nouvel axe du vent relatif.

Enfin, la place de l'hélice à la proue facilite la bonne tenue du dirigeable contre le vent. Quoi qu'on en ait dit, cette position est tout à fait judicieuse. Si l'on avait en effet à rouler sur un mauvais terrain une brouette ayant des brancards et une ossature flexibles, il n'est pas douteux qu'on la traînerait plutôt que de la ppusser. Or n'est-ce pas le cas du ballon, machine faite d'étoffe souple, de cordages et d'osier, qui ne parvient à se déplacer dans l'air qu'au prix des plus grands efforts? Du reste, l'hélice placée à la proue a l'avantage de mordre dans un air qui n'a pas encore été troublé par le passage du ballon (1).

(1) On poarrait, il est vrai, reprocher à l'hélice placée à rayant de donner au fluide que va trayerser le ballon une vitesse propre en sens contraire de la marche ; encore faudrait-il être bien fixé sur la variation qui en résulte pour la résistance, car la force centrifuge et la vitesse que prend Tair sous les palettes produisent sans doute une raréfaction suivant Tarbre de l'hélice. Il serait très intéressant de faire des expériences sur ces phénomènes ; je ne serais pas surpris qu'en mettant une hélice de forme et de dimensions convenables à l'avant d'un solide pisciforme (fig, 48), OQ fut amené à constater une

FiG. 18.

diminution notaole «ie la réàistance. Supposons en effet une hélice plus grande que le oialtre-couple et une proue de faible longueur, de telle sorte que l'air soit raréfié entre

— sali D'est pas jusqu'à la forme allongée de la nacelle qui ne contribue, en accusant la direction de la résistance minimum, à augmenter la stabilité.

Progrès obtenus et perfectionnements à réaliser, — De cette analyse un peu longue, il résulte que les officiers de Chalais-Meudon ont très heureusement rempli les conditions délicates imposées par la nature du problème. Seule la stabilité verticale n'avait pas été obtenue automatiquement bien que, si j'ai bonne mémoire, le commandant Renard l'eût étudiée autrefois.

Toutefois, on constata à diverses reprises des oscillations verticales de 2 à 3°, qu'on mit sur le compte d'irrégularités de formes ou de courants d'air locaux dans le sens vertical. Je les attribue pour ma part à la trop faible distance entre le ballon et la nacelle, d'uù résultait une diminution du couple de stabilité qui devenait impuissant à éteindre par d'imperceptibles oscillations les mouvements de tangage produits par les variations du vent, l'instabilité verticale ou toute autre cause. La comparaison attentive des résistances mesurées dans les ascensions de 1885 avec celles qu'avait prévues Dupuy de Lôme, et qui se trouvèrent vérifiées dans leur ensemble par l'expérience de 1872, m'ont convaincu que les précautions multiples prises à Ghalais pour diminuer la résistance à l'avancement n'ont pas donné tout le résultat qu'on pouvait en attendre. Je reviendrai plus loin sur ces considérations.

Pour mesurer les progrès accomplis par MM. Renard et Krebs, il suffit de jeter un coup d'oeil sur le tableau suivant, où j'ai réuni les principales caractéristiques des ballons que nous avons examinés :

les filets a a' et comprimé au delà : d'une part la compression sur la proue sera moins grande et d'autre part Tair se refermera plus fortement sur la poupe, ce qui augmentera la récupération à l'arrière du travail dépensé à l'avint. Ainsi, non seulement on n'augmenterait pas la résistance en mettant l'hélice à la proue, mais on la diitiinuerait. Je dois ajouter qu'aucune expéiience ne me met en mesure d'aliirwer l'eiactituJe de ces Tues.

Quoi qu'il en soit, le courant de l'hélice ne peut certainement pro luire qu'un faible accroissement de résistance dans les b dlons dirigeables tels qu'on les construit actuellement, c'est-à-dire avec l'hélice sur le prolongement de la nacelle. Il n'y a donc pas d'ineonvènient sérieux à la mettre en avant; il y a au contraire un grand avantage à agir de la sorte, puisque la bonne tenue dans le sens de la marche en est facilitée.

Giflfkrd 1852

Dupuy de lAme ....

MM. Tissandier (1884) .

MM. Renard et Krebs. .