ACCOUPLEMENT DE L'HÉLICOPTÈRE ET DE L'AÉROPLANE

L'organisation détaillée d'un hélicoptère est assez peu intéressante. Ce qui l'est beaucoup plus, c'est la manière d'accoupler l'hélicoptère et l'aéroplane, ou.

FiG. 1C9.

pour parler plus exactement, de compléter un aéroplane par l'adjonction d'un sustentateur hélicoïdal.

Il y a quelques années déjà, M. Louis Br^uet a réalisé un appareil de ce genre, auquel il avait donné le nom de Gyroplane. Très pénétré des idées du colonel Renard et ayant par ses travaux personnels beaucoup approfondi et élucidé la question, il avait, ainsi qu'on peut s'en rendre compte par l'examen de la figure 109, construit un aéroplane à surfaces multiples, actionné par quatre hélices doubles, c'est-àdire constituées chacune par deux systèmes de pales superposées montées sur le même arbre. Ces hélices étaient inclinables, de manière à procurer ane composante propulsive.

Quelques expériences ont été faites, et l'appareil a pu s'élever, certainement, en grande partie grâce à ses hélices sus tentatrices. M. Bréguet a depuis

cessé de poursuivre ses recherches dans cette voie et s'est contenté de construire des aéroplanes qui, d'ailleurs, ont donné de très bons résultats.

Sa tentative était évidemment prématurée ;. il avait été conduit à donner à ses surfaces ûxes et à ses hélices des dimensions considérables; son appareil était d'un encombrement disproportionné avec le poids utile à enlever; il était fo^rcé de le faire, étant données les qualités sustentatrices des hélices actuelles. Ainsi que noua l'avons vu plus haut, l'amélioration des hélices et celle des moteurs permettra seule de réaliser d'une façon pratique la sustentation hélicoïdale. C'est là qu'est la véritable difficulté de la question ; elle ne réside pas dans des agencements de détail plus ou moins ingénieux; il se trouvera certainement des inventeurs pour les concevoir et les réaliser, lorsqu'ils correspondront à un résultai pratique admissible

§ 5. - INFLUENCE DE LA TRANSLATtOW HORirOMTALE SUR LA SUSTENTATION HÉLICOÏDALE.

Avant de terminer ce chapitre, il me paraît indispensable de faire une remarque à propos de l'infériorité de la sustentation hélicoptère par rapport à la sustentation aéroplane. Nous avons donné au chapitre VI, comme raison de cette infériorité^ le fait qu'une hélice sustentatrice se trouve constamment en contact avec la même colonne d'air qui, dès le début de sa mise en marche, est animée d'un mouvement vertical de bas en haut ; elle ne produit donc plus, à l'état de régime permanent, le même effet sustentateur qu'au début. Un aéroplane, au contraire, grâce à sa vitesse de translation considérable, se -trouve constamment en présence de masses d'air nouvelles, qu'il prend à l'état de repos

pour les dévier vers le bas; il est, par suite, à chaque instant, dans des conditions aussi favorables qu'au début, et la force sustentatrice garde son importance initiale.

Cette remarque serait absolument fondée si on ne demandait à Thélicoptère que de réaliser la sustentation et de se laisser entraîner au gré du vent, comme un ballon sphérique ; mais il n'en sera pas ainsi. L'hélicoptère sera animé d'un mouvement de translation horizontale ; les hélices se trouveront, par suite, non plus en présence d'une même colonne d'air, mais aussi bien que les sustentateurs d'aéroplanes, en contact avec des masses d'air renouvelées ; leur effet sustentateur s'accroîtra donc probablement dans une proportion notable.

Il serait très intéressant de faire des expériences pour mesurer l'accroissement de force sustentatrice d'une hélice à axe vertical, lorsqu'elle est frappée par un courant d'air horizontal. Dans certains laboratoires d'aérodynamique, on a commencé l'étude de cette question ; on s'en est notamment occupé à la Brigade Spécialiste italienne et à l'Institut de Koutchino.

En attendant que ces expériences soient assez complètes pour permettre d'en tirer des conclusions, on peut se rendre compte par un raisonnement élémentaire de l'accroissement de l'effet sustentateur dû à la propulsion.

Supposons une hélice sustentatrice réduite à deux éléments de faible étendue, placés symétriquement en A et en B (fig. 110) aux extrémités d'un bras horizontal tournant autour d'un axe vertical, passant par son milieu 0. Je suppose que la vitesse circonférencielle de l'hélice aux points A et B soit de 40 mètres par seconde. Si l'appareil est au repos, l'élément A et l'élément B donneront chacun naissance à une force

W|P"^«WW!Wi3"S^;^-

sustentatrice proportionnelle au carré de la vitesse, soit au nombre 1.600; la somme de ces deux forces sera donc proportionnelle à 2 fois 1 .600, c'est-à-dire à 3.200.

Supposons maintenant que Tappareil soit entraîné horizontalement, le point marchant dans la direction OH avec une vitesse de 10 mètres à la seconde. Au point A, la vitesse circonférencielle et la vitesse de translation s'ajoutent, et au point B elles se

AH

Fie. 110.

retranchent; la vitesse relative sera donc de 50 mètres pour le point A, au lieu de 40, et pour le point B de 30 seulement. L'effort sustentateur au point A aura augmenté dans la proportion des carrés des vitesses relatives, c'est-à-dire de 1.600 à 2.500. L'effort au point B aura, au contraire, diminué dans le rapport de 1.600 à 900. L'ensemble des deux forces sera proportionnel à la somme de 2.500 + 900, c'est-à-dire à 3.400, au lieu de 3.200. Il y aura donc finalement accroissement de la force sustentatrice dans la proportion de 16 à 17.

Si la vitesse de translation était plus grande, de 30 mètres par exemple à la seconde, l'effet serait beaucoup plus considérable. Nous aurions 70 mètres de vitesse relative en A et 10 mètres seulement en B ; les efforts sustentateurs seraient proportionnels respectivement à 4.900 et à 100, c'est-à-dire dans leur ensemble à 5.000 au lieu de 3.200, soit une augmentation dans le rapport de 16 à 25.

318 LE VOL MÉCANIOl^E. LES AÉROPLANES

On voit ainsi qu'avec des vitesses de translation considérables, l'effort snstentatenr des hélices à axe vertical ira en augmentant notablement. Je me borne ici à signaler ce côté de la question, qui présenter! un intérêt réel le jour où la sustentation hélicoïdale pecirra entrer dans la pratique.

§ 6. — AVEMIR DE UHÉUCOPTÈRe.

Ce qu'il importe de retenir, c'est que l'hélicoptère proprement dit n'a probablement pas grand avenir, et qu'il en sera peut-être autrement de l'appareil mixte, auquel on pourrait, à la suite du colonel Renard, donner le nom d'Hélico-aéroplane, Nous ne pouvons mieux terminer ce chapitre qu'en citant textuellement les conclusions de sa communication à l'Académie des Sciences du 23 novembre 1903. « Les aéroplanes (qui donnent une sustentation très économique) sont certainement les appareils volants de l'avenir et nous tenons à dire ici que nous ne nous séparons pas des savants qui ont découvert ou appliqué les remarquables propriétés des ailes attaquant l'air obliquement. Nous ne pensons pas, a ee sujet, autrement que sir G. Cayley, Penaud, H. Philipps, Lilienthal, Marey, Tatin, Richet, Maxim, Hargrave, Langley, Chanute, Drzewiecki, Ferber, etc.; mais nous croyons que les aéroplanes ont besoitt, pour être complets, de disposer de moyens pratiques de départ et d'atterrissage que les hélices à axe vertical, bien employées, paraissent seules pouvoir leur procurer. »

Je n'ai pas rintention d'empiéter ici sur le domaine des physiologistes et d'étudier, dans tous ses détails, le vol des oiseaux et des autres animaux ; je voudrais simplement montrer quelle sorte d'enseignement, au point de vue de l'Aviation, peut nous fournir l'observation des volateurs naturels.

On a parfois songé à recourir, pour expliquer le vol des oiseaux, à des causes compliquées et mystérieuses ; on a, par exemple, prétendu que les os de ces animaux étaient creux et remplis d'air chaud, qu'ils constituaient ainsi des montgolfières naturelles et possédaient par suite une force ascensionnelle; cette explication ne supporte pas un instant l'examen. On sait qu'en maintenant une température de 50 degrés supérieure à celle de l'atmosphère ambiante, ce qui semble être un maximum difficile à atteindre, on obtient une force ascensionnelle de 200 grammes par mètre cube. Il n'y a certainement pas un oiseau chez lequel la capacité des os dépasse un litre; l'allégement sur lequel on pourrait compter en pareil cas serait de 2 décigrammes, c'est-à-dire absolument insignifiant par rapport au poids total de l'oiseau.

On a proposé aussi des explications plus mystérieuses, et dans ces derniers temps, à la suite de la

découverte des phénomènes de radio-activité, on -à pensé qu'ils pouvaient jouer un rôle dans la sustentation des appareils plus lourds que Tair, Quelle est la natnr(ï de ce rôle; par quel mécanisme inconnu les émanations de matière radiante se transformeraient-elles en force sustentatrice? C'est ce qu'on n'a pas expliqué jusqu'ici, H est toujours imprudent de nier un phénomène a priori] nous admettrons donc qu'il est possible qu'on trouve un jour une explication de ce genre. Mais ce qu'on peut affirmer, dès maintenant, c'est que si la radio-activité joue un rôle dans la sustentation des animaux volateurs, ce rôle est très secondaire et même insignitîaut. Le vol naturel s'explique par de simples considérations mécaniques; l'aérodynamique suffit pour s'en rendre compte- En somme, un animal volant est un appareil d'aviation.

Ce point étant admiSjnous ajouterons pour le définir que cet appareil d'Aviation n'a qu'un seul organe, les aileSj pour assurer la sustentation et la propulsion. Quant à ranger les animaux volateurs parmi les appareils à sustentation dépendante ou à sustentation indépendante, on ne saurait le faire d'une nmnière générale, car il y en a qui sont privés de l'indépendance de la sustentation, et d'autres qui possèdent cette faculté.

Une autre caractéristique des volateurs naturels, c'est l'emploi du mouvement alternatif dan s leurs surfaces sustentatrices et propulsives. Nous avons déjà eu J 'occasion de signaler que ce mouvement est seul possible pour les organes d'un être animé, dans lequel la continuité de tous les éléments ost indispensable à la nutrition et à la vie-