MOUVEMENTS PRODUITS PAR ASPIRATION

Appareil de T. Xiana. — L'air étant pesant , les corps qui s'y trouvent plongés perdent nécessairement une partie de leur poids ; et, d'après la valeur assignée au poids d'un litre d'air (p. 66), la pertedoit être d'environ 1^,293 par mètre cube. En partant de cette i<iée , mais en oubliant un peu trop les conditions de résistance <les enveloppes , un physicien ingénieux du xvu* siècle, F. Lana, imagina un appareil qui, suivant lui, devait permettre aux hommes de voyager commodément dans l'air. Nous reproduisons ci-après une figure tirée d'un ouvrage contemporain et qui permet de juger le procédé. BB' sont de grands ballons de cuivre mince dans lesquels on a fait le vide. Ils doivent être assez grands et assez minces pour que l'air déplacé par eux pèse plus que leur

enveloppe solide, et dès lors, ils possèdent une forre ascensionnelle dont Lana fait le calcul, lia sont reliés entre eux par des attaches XX' YY', et leur ensemble emporle un navire complet, ♦ avec mflture, rameurs et pas-

"^^""^ sagers.

L'expérience, il est vrai, ne fut point faite, et Lana s'en excuse sur la modicité de sa fortune. Mais l'idée de lancer dans Tair un ballon de grandes dimensions , rendu spéciBquement plus léger que ce fluide, ne devait pas disparaître de la science,

Moatgi)l£èi«f. — À la fin du siècle dernier, au lieu de cher~ cher à faire le vide dans de minces enveloppes que la pre^ sion atmosphérique eût écrasées, les frères Monlgollîer imaginèrent de les remplir avec un fluide plus léger que l'air. 11^ gonflèrent donc avec de l'hydrogène de petits ballons de papier, et les virent s'élever. Hais, comme pour conserver ce gaz à la fois si léger et si mobile , il eût fallu des enveloppes plus imperméables que celles dont ils pouvaient disposer, les habiles physiciens d'Annonai cherchèrent à substituer A l'emploi de l'hydrogène une autre méthode scientifiquement inolns parfaite, et qui consistait à raréfier par la chaleur l'air renfermé dans le globe aérostatique. L'expérience fut faite pour la première fois en public aux états du Vivarais, le 5 juin 1783.

Le ballon avait environ SIG mètres cubes de capacité, et ^'résenCait, à sa partie inférieure, une large ouverture au-dessous >l« laquelle était suspendue une sorte de nacelle, dans laquelle on pouvait allumer du feu pour élever la température du gaz intérieur. L'enveloppe et les agrès pesaient environ 3B0 kil., l'air intérieur dilaté, &50 kil. et l'air extérieur déplacé KOO kil. Par suite, la poussée que ce dernier exerçait de bas en haut contre ce système, surpassait le poids total d'environ 2S)0 kil. Le ballon s'éleva à une hauteur d'environ 2000 mètres, et retomba ensuite sans accident.

An mois de septembre de la même année , l'expérience fui répétée d'abord devant les commissaires de l'Académie des Scien-

AÉROSTATS. )ï;!

ces, et ppi'g i Vcrsailtes, devant le roi el toule la cour, le 1 9 septembre 4783. Enfin, le 1S oclobre de la mémo année, Pilâtre OmÔBT, le premier, osa entrer dans la nacelle , et redescendit fais accident après s'être ëlevé à une hauteur de 90 pieds en-

BaDou à hjdr^ène. — Vers la même époque, Charles revint à l'idée qu'avaient d'abord eue les frères Munlgollier, de gonfler le Ullan avec de l'hydrc^ène : il s'éleva lui-même avec un ballon de cette espèce le (" décembre 1783.

Bientât après on renonça définitivement i 1 emploi de l'air chaud, à cause des accidents terribles que pouvait occasionner la présenced'un foyer au dessous d'une enveloppe aussi combustible II était d'ailleurs fort gênant pour les aéronautes d emporter avec eux assez de matière pour alimenter pendant plusieurs heures le feu qui devait empêcher le refroidissement de l'air intérieur

Les ballons à hydrogène sont de grands sacs de forme sphérique ou ovoïde, formés d un talTetas verni qui pesé environ 250gram. le mètre carré Ils sont enveloppés à leur "* "' parlie supérieure dunesorle de filet

fonné de cordes dont les prolongements soutiennent la nacelle. On les remplit par l'ouverture inférieure ; et l'on a soin de disposer vers le haut de l'appareil une soupape que le voyageur peut ouvrir ai'aide d'une corde dont l'estrémité est à portée de sa main. iqoiKbro de* ballou. — Quelques considérations très-simples permettent d'apprécier toutes les particularités du mouvement et de l'équilibre des ballons.

[l'abord il est facile de voir qu'un ballon à hydrc^ëne, fait avec If taflelas dont nous parlions louf à l'heure, doit, pour s'élever, ivoir des dimensions supérieures à celles des appareils de baudruche ordinairement employés dans les cours. En elTet, une enveloppe sphérique de 1 mètre de diamètre aurait une surface de 3.U mètres carrés. Elle pèserait donc 0^,430 x 3,14 — 0S785. D'autre part , le volume de cette sphère serait 0,52 mètres cubes. Or, daos les conditions normales de pression i>t de température, c'esl-à-dire à 0 et 0'*,76, la force ascensionnelle de 1 mètre cube

iîi AÉROSTATS.

d'hydrogène = 4 293» — 90» = 4 203* * . Celles de 0,52 mètrec4ibes = par conséquent 0,625 , nombre inférieur à 0^,783. Mais si rôn augmente les dimensions de rappareil,la force ascensionnelle croît comme le cube du rayon, tandis que le poids de l'enveloppe ne varie que proportionnellement au carré de cette ligne ; par conséquent, la poussée devient bientôt prédominante.

Dans ces raisonnements, nous supposons le ballon gonflé au point de départ : il faut bien, dans la pratique, se garder de réaliser cette condition, car, à une hauteur un peu grande , la pression du gaz intérieur l'emporterait beaucoup sur celle que l'atmosphère exerce extérieurement, et l'enveloppe ne pourrait manquer d'être déchirée.

Lorsque le ballon n'est pas plein au départ, il se gonfle en s'élevant ; mais cette distension n'en ferait pas varier la force ascensionnelle si le volume de la paroi et celui de ses agrès étaient négligeables. En effet, la densité de l'air qu'il déplace reste toujours dans un rapport constant avec celle du gaz intérieur, puisque toutes deux varient par les mêmes causes et suivant les mêmes lois ; le poids de l'air déplacé reste donc constant comme celui du gaz intérieur.

Mais l'enveloppe, les agrès et les corps étrangers que le ballon emporte avec lui ont un volume appréciable. L'air déplacé par eux pèse de moins en moins à mesure que le ballon s'élève , et cette variation amène une légère diminution dans la force ascensionnelle.

Appelons V le volume intérieur du ballon gonflé à la pression H, V celui de l'enveloppe et des agrès, enfin p le poids de tous les objets dont le volume est égal à t?; de plus, supposons la température constante et égale à zéro, la force ascensionnelle sera alors

En égalant cette expression à zéro, on a une équation qui donne

la valeur V que doit avoir le ballon pour s'arrêter en équilibre

dans la couche où la pression est H, et par suite, le poids xV

0,090 j-=^ du gaz qu'il renferme, ou si l'on aime mieux, le vo-

H lume U = V jr-^ de l'hydrogène qu'on a dû y introduire à la

station inférieure.

1. Ces nombres sopposent l'hydrogène pnr et sec. Avec le gaz humide et préparé en grand pour le remplissage dn ballon, la force ascensionnelle doit être un peu moindre, mais U différence est légère.

AÉR03TATS. 125

Eq réalité, pour arriver à la hauteur H, on met dans le ballon plas de gaz que cette équation n'indique. Il en résulte que le ballon, s*il n'a pas un volume supérieur à V, est tendu avant d'arriver à la hauteur où la pression égale H. Il faut alors lâcher du gaz, ce qui diminue graduellement la force ascensionnelle, mais il faut s'arrêter lorsqu'il ne reste plus dans Tappareil que le poids donné par l'équation. Si l'on dépassait cette Umite on n'arriverait pas à la hauteur que l'on veut atteindre.

11 est facile de concevoir pourquoi la force ascensionnelle diminue lorsque, le gaz du ballon étant à la même pression que l'atmosphère, on en laisse échapper une partie ; c'est qu'alors, pour que r^lité de pression se maintienne^ il faut, ou que le volume diminue sans que la pression change, ou que le gaz écoulé soit remplacé par de l'air plus pesant que lui ; et dans les deux cas, la différence entre le poids du fluide déplaçant et du fluide déplacé, va en diminuant.

Lorsque l'aéronaute, après avoir commencé à descendre à la suite d'une sortie de gaz un peu considérable, veut se relever, il jette une certaine quantité de sable fin qu'il emporte avec lui dans la nacelle. Cette précaution est souvent indispensable pour empêcher une chute trop rapide.

Maintenant on emploie d'ordinaire le gaz de l'éclairage pour gonfler les ballons qui doivent être lancés dans les fêtes publiques. Ce gaz ayant une densité moitié de celle de l'air environ, la force ascensionnelle que l'on obtient est bien au-dessous de celle que fournirait l'hydrogène dans des conditions de volume identiques.

On emploie donc des appareils de plus grandes dimensions. Mais la supériorité de leur prix se trouve compensée par l' économie que l'on fait sur la production du gaz.

Parachaiet. — Enfin, pour terminer ces indications touchant la locomotion aérienne, nous dirons que l'on ajoute quelquefois à la nacelle une sorte d'appareil de sauvetage qui permettrait à l'aéronaute de redescendre sans trop de danger dans les cas exceptionnels où un accident arrivé au ballon rendrait impossible la manœuvre à l'aide de laquelle on peut revenir à terre.

Les cordages qui terminent le ûl^ de l'aérostat, au lieu de s'attacher immédiatement à la nacelle, se fixent à une sorte de parapluie gigantesque, lequel doit être replié lorsque les circonstances du voyage sont normales. C'est à l'axe central de ce parapluie que la nacelle est suspendue.

S'il devient urgent de se séparer du ballon, on coupe la corde ; alors la nacelle tombe avec une grande vitesse, mais l'air qui s'en-

goufTie sous le parachute le déploie, le mouvement se raleniil beaucoup , et les accidents qui proviendraient de l'accélération de la chute ne sont plus à craindre. H est seulement indis-

pensable de laisser uue ouverture à la partie supérieure du parachute ; sang cette précaution, l'air qu'il entraîne, lui imprimemit. en s'échappant par le bas, de (grandes oscillations qui deviendrait Tatales à l'aréonaule.

OUVBUBNTS PRODUITS PAR

Sans le troisième livre du Traité du l'ide, Olto de Gucricke cite une expérience assez singulière. Il se propose de lancfr un projectile à l'aide du vije; ou, si l'on aime mieux, de construire un appareil qui soit, pour ainsi dire, la contrepartie du fusil â vent. Voici comment il y parvient : Un lon^ tube AB, intérieurement cylindrique , communique en o par une ouverture étroite o avec un conduit CD placé au-dessous de lui, parallèlement â son axe. Ce conduit se termine par une tubulure qui peut s'adapter sur le col d'un grand ballon à robinet oA l'on a fait le vide. En B, l'on applique contre l'oriRce du tube une

NOVTBMiaTt pmOBIlITS PAK ASPIKATIO:i. ur 1^ de cmr gns, qui se tnwve mùnlcnue par la paroi, D A, l'on place une balte de phimb de méiue calibre que ^ le pUloM. Si alors

on tourne rapideinenllenibinelK,la pression que l'atmosphère eierce contre le projectile, le lance contre la rondelle de cuir, qui cède ei lui livre passage. Lorsque le ballon V est assez grand , on peut reconiinMœr leipérience plusieurs Fois tl;. 119. de suite. EnBn, il

*t pas inutile de faire remarquer qu'au lieu de laisser comement libre la rondelle qui ferme l'eitrémité A du pistolet. Brait facile de la fiier par l'extrémité supérieure de son diare vertical. Elle se trouverait ainsi transformée en une vérie soupape, qui s'ouvrirait pour laisser passer le projectile , el efermerait ensuite d'elle -mSme.

bcmin de fer atmoipliérique. — Le principe qui conduisit ) de Guéricke à l'espérience de pure fantaisie que nous venons

-* «= B Il

Fis. 120.

décrire, a trouvé de nos jours une application grandiose dans écution des chemins de fer atmosphériques, lue l'on conçoive un large tube, bien cylindrique à l'intérieur (8g. 120) et dans lequel se meuve un piston PP', si l'on vient ire le vide, en avant de ceiui-ci, la pression que l'atmooph^re rce sur sa base postérieure P' le poussera en avant avec une « considérable.

IM CUBHIH DK FKK ATUOSPHtaïQUB.

Si donc le tube AB est placé entre les rails d'un chemin de fer. et si l'on parvient à relier le piston à l'un des wagons d'un couïoI, sans nuire, bien entendu, aux conditioDS générales du mouve-

Rb 1 I

ment d'aspiration qu il s agit de produire, le convoi tout entt pourra Atre entraîné. Or voici comment on arrive a la réalisai» de cette idée :

Pour laisser passage à la lige qui joint le piston au premier w gun du train, on ménage a la pa tie supérieure du tube une fen CC'(ilg. 130) parallëleauxeéaér trices, et sur laquelle s'appliqu â la façon d'une soupape, ui lanière de cuir gras sulfisamme flexible. A l'avant du piston, c«l lanière bouche exactement ■"^ '■'■ fente; à l'arrière, et dans u

certaine étendue , do D et D' par exemple, elle se soulève aulo delà tige de jonction, et plus loin elle retombe à sa position na( relie. La tige de jonction est en fer battu ; elle a une lai^ur sol santé, ainsi qu'on le voit sur la ligure 1 H oH elle est représent en DD'. Elle soutient, au milieu du tube, un châssis équilibré I qui porte le piston à l'une de ses extrémités , et sur lequel k ôxées, on outre, de petiies pièces A, A' destinées à soulever soupape longitudinale.

la figure 1î3 représente la parlio supérieure d'une secti faite dans le tube par un plan perpendiculaire à l'axe ; 0 est soupape, C la lige de jonction , A la rondelle qui soulève la si pape. Quant au vide, on le fait à l'aide de puissantes machinoi vapeur installées à poste fixe le long delà ligne à parcourir.

Ce modo do transport est, il est vrai, fort coûteux ; néanmoii il peut être employé avec avantage dans les cas où il s'agit faire gravir à un train une pente un peu roido, sur laquelle locomotives ordinaires ne pourraient s'élever.

' HiCHINE DE COMPRESSION.