MOTEURS

Les moteurs d'Aviation sont comme ceux d'automobiles, des moteurs à explosion ; au début, on s'est même contenté d'embarquer à bord des aéroplanes des moteurs de voitures ; maintenant on construit des moteurs spécialement appropriés à la navigation aérienne.

On a cherché à les alléger le plus possible, mais ils doivent remplir des conditions particulières. La plus importante de toutes est d'assurer la réfrigération; celle-ci est d'ailleurs facilitée par la vitesse considérable des aéroplanes ; le violent courant d'air qui en résulte est d'un grand secours pour le refroidissement des cylindres.

Une autre condition à remplir est d'éviter les trépidations, qui ne manqueraient pas de mettre hors d'usage, au tout de peu de temps, des charpentes aussi frêles que des bâtis d'aéroplanes.

Lorsque ces conditions primordiales sont remplies, on doit s'attacher avant tout à avoir un moteur d'un fonctionnement sûr ; bien qu'une panne ne soit pas forcément mortelle, c'est toujours un inconvénient» assez grave que d'être forcé de descendre sans l'avoir) voulu. Ce ne sera d'ailleurs que grâce à la sécurité (ïe fonctionnement des moteurs que l'Aviation entrera complètement dans le domaine pratique.

Cette considération a été sacrifiée au début, car on tenait avant tout à avoir une puissance motrice suffisante, et on allégeait les moteurs coûte que

coûte; c!était la principale cause de la brièveté des premiers vols. Depuis, on est parvenu à faire des moteurs plus rustiques, et on a peut-être exagéré en sens inverse en sacrifiant la légèreté à la rusticité: les deux sont indispensables. Si, en effet, il est nécessaire de pouvoir compter sur le fonctionnement régulier d'un moteur, il est très utile de disposer d'un excédent de force motrice, ainsi qu'on le verra aux chapitres suivants. Ces desiderata contradictoires exigent que les moteurs d'aéroplanes soient construits avec une grande perfection.

On en a fait des types nombreux. Ainsi que nous l'avons annoncé, nous ne pouvons entrer dans de grands détails sur la fabrication des moteurs d'Aviation. Pour obtenir la légèreté voulue, ce sont forcément des moteurs rapides; la vélocité est, en effet, le seul moyen de disposer d'une grande puissance sous un faible poids. Pour éviter les trépidations, on est obli^ de multiplier les cylindres; les différents modes de groupement de ceux-ci constituent la caractéristique principale des différents types de moteurs d'Aviation.

On adopta, au début, la disposition en V (fig. 81); les moteurs Renault, les Antoinette et beaucoup d'autres sont construits de cette manière.

D'autres constructeurs, tels que M. Esnault-Pellerie (fig. 82), ont adopté une disposition radiante avec un nombre impair de cylindres.

Fig. 81.

La disposition en étoile fut adoptée d'une manière plus complète dans les moteurs Gnome. Ceux-ci*

FiG. 82.

présentent cette particularité toute spéciale, que

Fig; 83.

c'est l'ensemble des cylindres qui tourne, tandis que l'arbre ou vilebrequin, reste immobile ; au lieu d'être

LES AEROPLANES

fixée à l'arbre, et entraînée par lui, Thélice est^alors fixée au moteur lui-même et tourne avec les^cylindres et le carter. Les figures 83 et 84, qui représentent un moteur Gnome au repos et en marche, [per-

FiG. 84.

mettent de se rendre compte de la disposition originale de ces appareils. Dans la figure 84, à la place des sept cylindres en étoile, on ne voit plus qu'une masse confuse, offrant Taspect d'une toupie en mouvement. Cette disposition présente deux

avantages : le premier, c'est d'assurer d'une manière très efficace la réfrigération du moteur ; le second, c'est d'éviter d'une façon aussi complète que possible les trépidations.

Ces différents types de moteurs ont leurs partisans, mais, dans le courant de l'année 1910^ le moteur Gnome a joui d'une faveur spéciale, et les aéroplanes qui en étaient pourvus ont obtenu d'excellents résultats dans toutes les épreuves.

On ne peut prédire l'avenir de tel ou tel type de mote^ur, et il n'est pas probable qu'aucun soit jamais employé d'une manière exclusive ; on emploie dans la Marine des chaudières et des machines à vapeur de modèles variés, il en sera probablement de même en Aviation. Mais le succès couronnera certainement les efforts des constructeurs qui auront réussi à remplir les conditions essentielles de légèreté, d'absence de trépidation et de fonctionnement régulier, sur l'importance desquelles on ne saurait trop attirer l'attention.

§ 4. — FUSELAGES.

Le sustentateur et le propulseur, qui sont les organes essentiels du corps de l'aéroplane, et le moteur, qui en constitue l'âme, ne sont pas des êtres immatériels qui peuvent se tenir l'un à côté de l'autre dans des positions convenables sans qu'on ait pris la peine de les y maintenir : c'est le rôle essentiel du bâti. Celui-ci doit, en outre, porter les voyageurs, ainsi que les organes accessoires dont nous aurons à parler plus loin. Ce bâti doit, comme toute chose en Aéronautique, être à la fois solide et léger, et on le constitue, la plupart du temps, sous forme de poutre longue, en forme de fuseau, afin de présenter à l'air

le moins de résistance possible^, de là le nom de fuselage sous lequel il est généralement désigné.

Dans la construction d*un bâti d'aéroplane, l'ingénieur doit appliquer les règles de la résistance des matériaux, afin d'avoir une construction solide et légère ; mais il ne doit jamais perdre de vue qu'il construit une carène et que celle-ci doit présenter à l'avancement une résistance réduite au minimum. Tous l'ont généralement compris, surtout les constructeurs de monoplans. Leurs longs fuselages ont les formes effilées du corps d'une libellule; les parois en sont généralement polies et on pousse la précaution jusqu'à masquer le plus possible les corps des voyageurs, dont la tôte et la partie supérieure du buste sont seules apparentes. -

Cette préoccupation de la diminution de la résistance à la pénétration dans l'air doit d'ailleurs hanter constamment les ingénieurs aéronautes. C'est ainsi, par exemple, que les vergues des monoplans ou les montants des biplans ne doivent pas avoir des formes circulaires ou carrées, mais présenter des profils analogues à celui de la figure 85, 'dont le coefficient de résistance

à l'air est extrêmement réduit.

On doit aussi polir avec soin

toutes les surfaces extérieures et FiG. 85. en particulier celles de l'hélice

et des sustentateurs. Quant aux haubans qui entrent dans la construction de presque toutes les parties de l'appareil, ils sont en fil ou en lame d'acier d'une très grande solidité. A quelque distance ils sont presque invisibles et la résistance qu'ils présentent à l'avancement est réduite aux dernières limites.

LES AÉROPLANES — DISPOSITIONS GÉNÉRALES 249 § 5. - STABILITÉ ET MANŒUVREa LONGITUDINALES.

La force sustenlatrice d'un aéroplane dépend, comme nous le savons, de l'angle d'attaque; il importe donc que celui-ci conserve une valeur constante. S'il venait en effet à se modifier à l'insu de l'aviateur, la force sustentatrîce serait augmentée ou diminuée et la stabilité se trouverait compromise.

Beaucoup de personnes se sont imaginé qu'on arriverait à régler à volonté l'incidence en articulant les surfaces porteuses sur le bâti, de manière à leur permettre de prendre, par rapport à l'axe de celui-ci, des orientations variées. Ce moyen serait parfait si l'aéroplane était destiné à rouler à terre ou si son axe longitudinal était guidé d'une manière quelconque dans une direction invariable. Mais il n'en est pas ainsi Qt rien ne s'oppose à ce que cet axe pivote dans tous les sens, §i l'on ne prend pas des précautions spéciales pour éviter cet inconvénient. L'hélice, il est vrai, exercera toujours sa traclion dans le sens de son axe, mais rien ne dit que cet axe restera horizontal ou prendra l'inclinaison vouluepar l'aviateur. Il faut donc disposer d'organes qui permettent d'assurer une direction constante à l'axe de l'aéroplane ou du moins de limiter l'amplitude d'inclinaison que cet axe pourrait prendre.

Tout ce qui précède peut se résumer en une phrase : l'aéroplane doit posséder la stabilité longitudinale.

Cette question a déjà été indiquée au chapitre IV, à propos des carènes aériennes. Le meilleur moyen de donner aux aéroplanes cette stabilité est de les munir à l'arrière d'une surface horizontale formant empennage; cette surface, généralement désignée

SOUS le nom de queue, est employée dans la plupart des appareils. Grâce à elle, lorsque celui-ci s'incline, la queue est frappée sur Tune ou l'autre de ses faces et tend à replacer Taxe dans la direction primitive.

Les surfaces sustentatrices étant reliées au bâti, leur inclinaison et par suite l'angle d'attaque se trouvent ainsi maintenus constants. Pour faire varier cet angle d'attaque, on pourrait évidemment déplacer le centre de gravité de l'appareil, et c'est ce que faisaient Lilienthal et les frères Wright dans leurs glissades ; ils se contentaient de porter en avant ou en arrière leurs jambes qui pendaient au-dessous du bâti; mais c'est évidemment un moyen précaire sur lequel il ne faut pas compter dans des aéronefs.

Si l'appareil possède une queue, l'inclinaison du sustentateur dépendra de l'angle que fait le plan de la queue avec celui des surfaces porteuses, puisque la queue se maintient automatiquement parallèle à la direction de la marche, ou, au moins faisant avec celle-ci un angle constant et de peu de valeur. Si on vient à modifier l'angle de la queue avec les surfaces sustentatrices, on modifiera donc l'angle d'attaque de celles-ci. Pour cela, deux procédés sont possibles; maintenir la queve fixée au bâti et pouvoir modifier l'inclinaison des surfaces porteuses par rapport à celui-ci ; relier au contraire les surfaces sustentatrices au bâti d'une manière invariable et pouvoir à volonté modifier l'inclinaison de la queue par rapport au bâti.

Ces deux procédés auront exactement le même eflet. Dans tous les appareils existants, on a préféré le dernier parce que la queue, étant de dimension plus restreinte que les sustentateurs et ayant, d'autre part, des efforts beaucoup moins considérables à supporter, il est préférable, au point de vue de la

simplicité, de la légèreté et de la sécurité, d'articuler la queue sur le bâti et de laisser les sustentateurs fixes.

La queue devient dans ce cas un gouvernail pour les manœuvres verticales, aussi lui s donne-t-on parfois le nom de gouvernail de profondeur»

Cet engin consiste forcément en surfaces mofciles autour / w \

d'un axe horizontal et trans- p . i . i fc . . l U . , . ^^ p . versai. C! I f — *» — î ^ .— ïjj

Ce gouvernail de profondeur ^^ ' i ^ 1 ^-^^ peut être constitué parla queue fig. 86.

elle-même, comme le représente la figure 86, ou par une partie seulement de celle-ci, comme dans la figure 87. Un certain nombre de

Fig. 87.

constructeurs ont préféré laisser la queue complètement immobile et avoir comme gouvernail de

252 LE VOL MÉCANIQUE. — LES AÉROPLAIfES

profondeur un organe indépendant, qu'ils ont généralement placé à Tavant : c'est ce qu'indique la iij^rare 88.

' Enfin, les frères Wright n'avaient pas cru devoir

Fie. 88.

munir leur aéroplane d'une queue stabilisatrice et lui avaient simplement donné un gouvernail de jïrofondeur placé à l'avant, comme l'indique la figure 89. Dans ces conditions, il n'y pas de stabilité automatique et l'intervention permanente de Taviateur est nécessaire pour s'opposer aux mou-

vements de tangage par une manœuvre continuelle dt^ ce gouvernail de profondeur. Nous reviendrons sur cette question dans un autre chapitre; bornonsnous à la signaler aujourd'hui.

Ajoutons que les queues fixes ou les gouvernails de profondeur sont généralement constitués de manière à présenter une certaine envergure, xe qui

augmente leur effet utile; de même que les sustentateurs, ils peuvent être monoplans ou biplans. Ces différences ne présentent rien d'essentiel, et chaque constructeur se décide plutôt d'après Jès raisons de convenance que par des considérations théoriques.