LES SUSTENTATEURS AÉRIENS

ches sur la qualité sustentatrice des hélices, le colonel Renard a adopté pour terme de comparaison avec la surface d'un susteniateur orthoptère équivalent, la superficie du cercle balayé, et non celle des ailes elles-mêmes.

Tandis que Ton arrivait pour des sustentateurs du genre aéroplane à des qualités s'élevant jusqu'à 192, la meilleure hélice qu'ait expérimentée le colonel Renard avait une qualité de 1,14 c'est-à-dire très peu supérieure à celle du plan mince orthogonal de même encombrement. Certes, le dernier mot n'est pas dit; on peut espérer améliorer les qualités des hélices sustentatrices*, mais il y a une limite à cette amélioration qui, théoriquement, ne doit pas dépasser le nombre 6. Toutefois, ainsi que nous le verrons plus loin dans le chapitre XIV consacré aux hélicoptères, l'influence de la qualité est telle qu'il en résulterait une augmentation considérable du poids soutenu.

Néanmoins, les hélices sustentatrices seront toujours des appareils qui gaspilleront l'énergie beaucoup plus que les aéroplanes, et leur emploi ne sera probablement jamais qu'exceptionnel. Mais il ne faudrait pas conclure de leur inutilisation pratique actuelle qu'elles ne serviront jamais à rien. Les perfectionnements apportés aux formes d'hélice, d'une part, et aux moteurs, d'autre part, permettront sans doute un jour de faire entrer ces appareils dans la pratique courante et de réaliser ainsi la sustentation indépendante.

Il convient de remarquer d'ailleurs que les hélices à âxe vertical sont, comme les sustentateurs aéroplanes, des applications de l'attaque

;£lti

1. On a récemment constaté des qualités de 1,6. (Expériences de M. Auclair.)

oblique. De plus, on donne généralement aux pales d'hélice de grandes dimensions dans le sens du rayon, c'est-à-dire dans le sens perpendiculaire à leur marche. EUles ont donc de l'envergure aussi bien que les ailes d'oiseaux et les surfaces porteuses aéroplanes. Enfin, nombre d'ingénieurs donnent à leurs hélices des surfaces courbes et paraissent bien s'en trouver*.

Au point de vue de leur disposition générale, les pales d'hélice et les surfaces porteuses d'aéroplanes sont donc des sustentateurs de familles voisines, qui diffèrent peu par leurs formes essentielles, mais se distinguent par la nature du mouvement qui leur eâl imprimé. Les aéroplanes reçoivent un courant d*air rectiligne, tandis que les pales d'hélice sont exfïosées à un courant d'air circulaire 2. C'est là ce qui constitue la grande différence entre les deux systèmes, et ce qui leur procure des qualités tliï^seinhlables. *

L'aéroplane qui se meut en ligne droite rencontre constamment de nouvelles masses d'air, qui n'ont pas encore été influencées par son mouvement. Ces maftsf^s au repos présentent le maximum de résistance au déplacement qu'elles reçoivent des sustentateurs^ et produisent ainsi un effet aussi complet que possible. Lorsqu'une hélice est animée d'un mouvement de rotation rapide sur place, après avoir agi pendant les premiers instants de sa mise en marche sur de l'air primitivement immobile, elle n'a plus à sa disposition que des masses fluides déjà mises en mouvement, et dont la résistance se

1. La qualité de 1,6 mentionnée dans la note précédente a été obtenue avec des hélices à profil courbe.

2. lï s'agit ici, comme toujours en aviation, du mouvement relatifs

LES 3U3TENTATECHS AÉRIENS 135

Irouve aiDsi notablement diminuée. Au bout de quelques instants, îl s'établit un régime permanent ^ mais on conçoit que pour une dépense é|îale de travail, et un môme encombrement, TelTet utile soit moins bon pour les hélices que pour les surfaces animées d'un mouvement rectiligne.

S t. — DIFFÉRENCES ENTRE LES PROPULSEURS ET LES SUSTENÎATEUf^S

Il peut sembler au premier abord qu'il est iautile d*étudier les propulseurs, lorsqu'on connaît les suslentaLeurs aériens. Avec ces deux catégories d'appareils, il s'agit, en elFoLj d'obtenir une force en prenaût appui sur t'air»

Les procédés à employer do i veut donc être de même nature. 11 eu est ainsi, en effet, d'une manière gént^rale ; mais, comme nous Ta vous vu [au chapitre 111, il y a entre le problème de la sustentation etcetui de lapropuïsion des différences essentielles. Je vais les rappeler brièvement.

Le propulseur doit exercer un effort horizontal, et le sustentateur un effort vertical. C'est là une première différence ; mais elle est de peu d'importance, car, s'il n'y eu avait pas d'autres, il su fG rai t, pour transformerunsusteuLateuren un propulseur, de faire tourner son axe d'un angle droit.

Une autre différence, c'est que le sustentateur agit sur un air immobile dans le sens vertical, c'està-dire dans la direction oii il doit exercer sonactioa. Le propulseur, au moment ou on le met eu marche, se trouve dans une situation analogue, et il en serait

ainsi iDdéfîniment, si on maintenait artificiellement le navire aérien dans une position fixe ; mais, dès qu'on l'abandonne à lui-même, il obéit à l'action du propulseur, se met en mouvement avec une vitesse d'abord croissante, qui devient uniforme au bout d'un certain temps. Pendant toute la durée du voyage, le navire aérien se déplace, et le propulseur ^vec lui. Or, ainsi que nous l'avons vu dès le début de cet ouvrage (chapitre II), tout, en aérodynamique, n'est qu'une question de mouvement relatif. Les choses se passent comme si, le navire aérien étant immobile, l'air s'était déplacé avec une vitesse égale et contraire à celle de l'aéronef. Le propulseur agit donc sur un air en mouvement, par rapport à lui, et la direction de ce mouvement coïncide avec celle de l'action du propulseur. C'est là une diflférence capitale, et nous en verrons plus loin les nombreuses conséquences.

D'autre part, la force sustentatrice doit faire équilibre à une force constante, qui est le poids de l'appareil. La force propulsive, au contraire, doit faire équilibre à une force variable, qui est la résistance opposée par l'air au mouvement en avant de l'aéronef.

Comme la force propulsive et la résistance à l'avancement sont dues Tune et l'autre à la résistance de l'air, elles obéissent aux mêmes lois, et nous en avons déjà tiré plusieurs conclusions importantes que nous allons résumer.

Si, par exemple, on fait varier la vitesse d'un propulseur, et si celle de l'aéronef varie dans la même proportion, les forces propulsives et résistantes varieront également d'une manière proportionnelle, et le propulseur conservera la même qualité que précédemment. De même, pour les aéronefs géométriquement semblables, il conviendrait

d'adapter des propulseurs semblables^ le rapport de similitude étant le même pour les propulseurs que pour les navires aériens. Enfin, les variations de densité sont sans intérêt au point de vue du problème de la propulsion, car elles affectent de la même manière la force propulsive et la résistance à Tavaneement.

D y a encore entre les sustentateurs et les propulseurs une autre différence essentielle. Pour obtenir la sustentation dynamique, il faut dépenser un certain travail moteur. Ce travail de sustentation est absolument perdu et ne correspond à aucun travail utile ; il ne saurait donc être question, ea pareil cas, de ce qu'on appelle en mécanique un rendemeni, c'est-à-dire un rapport entre le travail utile et le travail moteur. Pour parler plus exactement, le travail utile étant toujours nul, le rendement lui-même est toujours égal à zéro.

Nous nous souvenons, en effet, des difficultés que nous avons rencontrées pour apprécier la qualité d'un sustentateur, et il nous a fallu recourir, dans ce but, à des artifices phis ou moins compliqués. Telle est, par exemple, la notion de la vitesse fictive d'ascension, ou encore celle du rapport du carré du travail moteur au cube du poids soutenu.

Tout cela aurait été inutile^ si nous avions pu évaluer un rendement mécanique à la manière habituelle. Avec les propulseurs, il y a comme toujours un travail moteur, mais il y a, en outre, un travail utile. Le travail utile étant par définition le produit d'une force par un chemin parcouru, nous n'avioirs pas de travail utile dans le problème de la sustentation, parce qu'il n'y avait pas de déplacement du navire aérien le long de la verticale ; les choses se passaient comme si l'appareil avait été retenu par un lien inextensible à une distance déterminée du

LBS PROPULSBUBS AÉRIENS 139

niyeau de la mer. Ce lien invisible n'était autre que le poids de Tobjet rigoureusement égal à la force sustentatrice. Dans le cas de la propulsion, il en est tout autrement, l'aéronef se déplace ; pour lui imprimer une certaine vitesse, il faut vaincre la résistance' de Tair, et le produit de cette résistance parle déplacement horizontal de Taéronef est un travail utile, susceptible d'être mesuré. On peut donc comparer ce travail utile au travail moteur et en déduire le rendement du propulseur aérien. Nous allons, à ce sujet, établir quelques principes généraux qui s'appliquent à tous les propulseurs.