CHAPITRE V

Les cerfs-volants multiples ou composés.

Les cerfs-volants Baden-Powell. — Cerfs-volants cellulaires d'Hargrave. — Cerfs- volants étagères. — Planeurs multicellulaires de Lecornu. — Cerfyolant à poches multiples de Racke. — Cerf-volant Le Nikel.

Nous avons signalé déjà en passant les cerfs-volants multiples ; nous avons dit que nous appelions ainsi des appareils formés par la réunion souple ou rigide d'un certain nombre de cerfs-volants simples offrant chacun un plan sustenteur et pourvus ou non de plans directeurs.

Un premier mode de groupement consiste à enlever, sur une corde de retenue unique, une série de cerfs-volants simples fixés chacun à l'extrémité de la corde du suivant : on évite ainsi que le poids de la corde n'empêche d'atteindre des hauteurs de plus en plus grandes, et on réalise de cette façon des ascensions à grande hauteur.

Nous reviendrons d'ailleurs plus loin sur ce procédé, qui a reçu d'intéressantes applications.

Mais au lieu de fixer ainsi les cerfs-volants en tandem à une. centaine de mètres ou plus les uns des autres, on peut les attacher à une très petite distance seulement, et on obtient de cette façon un ensemble bien défini, qui constitue un véritable cerfvolant multiple à 2, 3, 4 plans sustenteurs, et à liaison souple (fig.56).

C'est le système que préconise en Angleterre le capitaine Baden-Powell, qui a obtenu des résultats très intéressants avec ce procédé.

60 THÉORIE ET CONSTRUCTION DES CEBrS-VOLANTS

Mais le véritable cerf-volant composé est celui dont les diflférents éléments sont réunis d'une façon rigide. Tel est le cerf- "ules de Hargrave, que nous allons étudier est dû à un savant aviateur de la Noule-Galles du Sud, M. Lawrence Hargrave, it la revue américaine Centary a publié intéressants travaux sur le sujet qui nous occupe. La plupart des journaux américains, notamment le World, de a New- York, ont consacré des articles S au cerf-volant Hargrave, et la presse i^ française s'en est occupée

^v également. Le Petit Jour-

^\^ nal a publié à ce sujet un

\, article de Thomas Grimm (5 août 1896), accompagné de curieuses gravures, La Vie scientifique et L'Aéronaute lui ont consacré de nombreuses notices, et c'est à ces diverses sources que nous puiserons les renseignements qui vont suivre sur les premiers modèles de Hargrave, ainsi que les détails de construction que nous avons nous-mêmes contrôlés en expérimentant un cerf-volant à cellules construit par nous et lancé en septembre 1897 sur la plage de Gabourg, concurremment avec notre cerf- volant étagère. Les cerfs-volants de Hargrave, de Sydney, qu'il a montrés en août 1892 à la Société royale de la Nouvelle-Galles du Sud, et sur lesquels il a adressé un mémoire à la Commission de la navigation aérienne à l'exposition de Chicago en iSgS, consistent en des boîtes en papier ou en étoffe, rectangulaires ou cylindriques (fig. Sy), ouvertes aux deux bouts, et réunies par deux aux extrémités de deux tiges.

A Chicago, ce sujet souleva une forte discussion, et l'impression générale fut alors que le principe n'avait aucune valeur et que ces systèmes ne pouvaient pas se soutenir, vu leur grand poids par rapport à la surface qu'ils présentent au vent.

M. Eddy, Fauteur de l'article du World, ayant vu à Chicaga les photographies de ces appareils, gardait la conviction qu'ils

devaient voler, et il en construisit d'analogues d'après les données incomplètes qu'il pouvait se procurer.

Il éloigna d'abord trop les deux parties, et ne mit qu'une tige, ce qui fit que les deux boîtes ne restèrent pas en ligne. Il lit cependant enlever le système par un de ses cerfs- volants sans queue, pour l'aider à atteindre une hauteur où il put trouver assez de vent; l'en-' semble réussit ainsi à montrer sa capacité de sustenlion, et surtout une grande stabilité.

M. Eddy a repris ses essais en décembre 1895 ; il a diminué la distance des deux parties; et a employé deux tiges de jonction au ^' lieu d'une. Il a réussi à faire voler

l'appareil en le faisant enlever comme précédemment par deux de ses cerfs- volants sans queue, de 2™, 10 de diamètre.

Quelque temps auparavant, M. Clayton, de l'observatoire de Blue-Hill, avait pu enlever un appareil de même genre, de i",20 de longueur, à 3o mètres de hauteur. En raison de son poids, il avait fallu un vent de 32 kilomètres à l'heure. Le fil employé avait une résistance de 3o kilogrammes à la rupture ; mais au bout d'un moment de vol, ce fil fut rompu, et l'appareil devint un étonnant aéroplane d'une grande stabilité, qui descendit très tranquillement sur le vent.

M. Eddy a pu aussi faire enlever un des appareils en question sans le secours des cerfs-volants ordinaires, et le fil prit une position presque verticale. Il estime que, par un grand vent, un appareil de ce genre peut fournir une force ascension-

6a THÉORIE ET CONSTRUCTIO?f DES CERFS-VOLANTS

nelle quatre fois plus grande qu'un cerf-volant ordinaire de même diamètre, en raison de sa double surface et de sa forme plus ramassée (i).

La densité moyenne de ces cerfs-volants atteignait environ 800 grammes en chiffres ronds. Un autre cerf-volant de Hargrave, expérimenté en Amérique par M. J.-B. Millet, pesait 680 grammes pour une surface un peu inférieure à o*°',92, ce qui donne une densité inférieure à 7^0 grammes. Celui, enfin, dont nous allons donner une description complète, présente wne surface totale de 8"'*,36 pour un poids de 5''', 67, ce qui donne pour densité 678 grammes environ. On voit donc que tous ces appareils sont relativement lourds, mais leurs qualités de volateurs n'en sont pas amoindries pour cela.

Dans un mémoire lu à la Société royale de la Nouvelle-Galles du Sud, le 5 août 1896, M. Lawrence Hargrave a donné tous les détails de construction d'un de ses cerfs- volants, et nous résumons cette description, qui est suffisamment complète pour permettre à chacun d'en construire un pareil.

La monture se compose de deux pièces de bois L (fig. 58) ayant chacune trois fois la longueur de la cellule, et formant épines dorsales. Elles sont réunies par des tirants B au centre de chaque cellule. Cette disposition permet de rendre le cerfvolant très rigide et très résistant tout en employant le moindre poids de matériaux, et de le replier en un rouleau de l'^jgoB de longueur et de 4o à 4i centimètres de diamètre. Il est donc extrêmement simple de le transporter. Aux quatre angles de chaque cellule sotit de petites vergues E qui servent de support à la toile du cerf- volant. Elles sont maintenues en place, et poussées en dehors à l'aide des croisillons C qui s'appuient d'une part sur ces petites vergues E, et d'autre part sur les épines dorsales supérieure et inférieure L. Enfin, des barrettes F faites au moyen de deux ou trois couches de bois

(i) Voir VAéronaute d'avril 189G.

recourbé (elles oui une flèche de o'°,0286) et réunies à la colle forte, produisent la courbnre des surfaces.

La corde du cerf-volant se fixe aux estropes inférieures D, et si on lance plusieurs cerfs-volants en tandem, on relie le cerfvolant supérieur au suivant par les estropes supérieures A ; ces attaches exercent une traction sur le tirant B de la cellule. Les croisillons C ont une section piano-convexe, et non circulaire ;

le poids en est un peu augmenté, mais on gagne quelque chose parla moindre résistance à l'avant et le soulèvement dû à la face plane inférieure de ces croisillons.

Les détails de construction des différentes parties sont figurés dans le croquis ci-dessous à plus grande échelle (fig. 5q). On voit que les croisillons se composent de deux traverses dont l'une, celle qui aboutit i l'angle inférieur de la cellule, est d'une

64 THÉORIE ET COSSTKCCTION DES CERFS-YOLAHTS

seule pièce, tandis que l'autre, c'est-à-dire celle qui aboutit à l'angle supérieur, est en deux pièces et fiïée au point de croisement par une ligature en ficelle, sur la traverse continue. Les eitrémités extérieures de chaque traverse C sont munies de taquets R liés sur elle en haut et en bas, de façon que les petites vergues E qui entrent juste entre ces taquets reçoivent reObrt bien carrément.

Les extrémités intérieures de toutes les traverses ont une section parfaitement rectangulaire et sont coupées k angle droit : elles s'adaptent dans des encoches pratiquées sur les épines dorsales L.

Il n'y a sur le cerf-volant ni viroles, ni joints, ni clous, nî butées métalliques.

M. Margrave estime la puissance de sustention correspondant à la limite de résistance à ri'«,66 environ par mètre carré, et pense qu'un vent de i8''",28à l'heure (i3",io par seconde) ne pourrait ni briser le cerf-volant, ni le faire plonger. Dan»

une expérience faite le 23 juillet 1896, à i4 heures (2 heures de l'après-midi), par un vent très violent, une des petites vergues s'est brisée à un petit trou de pointe et une paire de traverses est tombée à terre ; mais le cerf-volant a continué à voler sans interruption: Il possède donc une stabilité extrêmement remarquable.

Ce type de cerf-volant est assez compliqué à construire et ne présente plus guère qu'un intérêt rétrospectif, car il a été rapidement modifié, et les cerfs-volants de Hargrave actuellement employés dans les obser\atoires météorologiques, notamment à Blue-Hill en Amérique et à Trappes en France, sont

FiG. (k).

beaucoup plus simples, tout en étant plus légers et plus rigides. Nous en donnerons plus loin une description complète en étudiant les cerfs-volants à l'Exposition de 1900.

Ajoutons que Ton trouve maintenant dans le commerce un petit modèle fort peu coûteux et d'une construction très simple, facile à monter et à démonter : il se compose (fig. 60) de quatre montants en bois AB, CD, EF et GH fixés à demeure aux angles des cellules de toile, et maintenus en place, lorsque l'appareil est monté, au moyen de deux croisillons dont les extrémités portent des encoches pour permettre de les emboîter sur les montants.

Lecornu. — Les Cerfs- Volants. 5

66 THËOBIE ET

L'appareil vole sur un angle, en sotie que la Scelle s'attache en un jKiint unique, 0, du montant inférieur.

En s<imme, le cerf-volant de llargrave, quelle que soit sa construction, se compose essentiellement de deux cellules carrées ou rectangulaires, placées l'une derrière l'autre. Nous pourrions imaginer des cellules d'autres formes, et de nombreux essais ont été faits dans cet ordre d'idées : on a employé des cellules ayant |X)ur section droite un cercle, un trapèze, un hexagone, etc., sans que ces formes diverses présentent plus d'avantages que le type primitif de Hargrave.

Mais au lieu de placer deux cellules l'une derrière l'autre, on [>eut les superposer et réunir dans un même cadre un nombre

quelconque de cellules : c'est dans cet ordre d'idées qu'ont porté les recherches de M. J. Lecornu, et nous allons examiner les résultais qu'il a obtenus.

Le premier type, essayé en 1898, est le cerf-volant étagère. Sa forme est en effet exactement celled'une étagère. Il se com- [wse de trois cellules ou plus, de section rectangulaire, placées l'une au-dessus de l'autre. Nous donnerons la description complète de l'appareil à trois cellules.

La monture se compose de deux montants en bois AC et BD (fig. 61) réunis par une traverse EF. L'emboîtement, aux points E et F, figurés sur le détail (fig. 62), permet le démontage de la carcasse. Dés taquets liés aux extrémités de la traverse EF

-TIPLES OU COUPOSÉS 67

s'engagent dans les trous a et 6 ménagés sur les montants, et une goupille g empêche le déboilement. Les trous a et fc sont obtenus en rapportant sur les montants de petites pièces de bois encochées, fixées sur les montants à l'aide de colle forte et de ficelle cirée, comme les taquets de la traverse ; c'est sur ces montants que s'attache toute la voilure du cerf-volant, qui se compose elle-même de quatre plans horizontaux, plans sustenteurs, et de deux plans verticaux, plans directeurs.

Tous ces plans, constitués par une étolTe résistante et légère, andrinople ou calicot, sont cousus solidement à leurs extrémités de façon à constituer l'étagère.

11 est bon de renforcer Fétoffe aux coutures au moyen d'un ruban plat en tresse. Aux quatre sommets de l'étagère, A, B, C, D (fig. 63), on fixe une baguette en bois rond, AA', GC, etc.,, et on fixe de même aux extrémités des plans EF et GH des traverses EE', etc., destinées à tenir les plans bien rigides. Ces dernières traverses sont faites avec des baleines de parapluie.

Au milieu des plans latéraux, on ménage un trou 0, qui permet de faire passer la traverse delà monture.

Reste k fixer toute la voilure du cerf-volant sur la charpente.

Pour cela, les montants sont munis à leurs extrémités de

goupilles en bois dur G (fig. 64), traversant complètement le bois du montant, lequel est renforcé en cet endroit par de petites plaquettes de bois collées et fixées. D'autre part, les vergues AA', BB', etc., sont munies en leur milieu d'une forte ficelle qui vient s'enrouler autour des goupilles.

Les baleines E£', GG', elci, sont également munies en leur

milieu de cordons qui servent à les atEacher autour des montants. Le cerf-volant est ainsi complètement monté, et il n'y a plus qu'à fixer les brides. Celles-ci partent des goupilles et aboutissent aux deux extrémités d'un palonnier AB (fig.

65), formé d'une baguette de bois qui a pour but de tenir les brides écartées des plans latéraux.

Une autre bride ACB se fixe au palonnier et porte en C u le cabillot de la ficelle Les longueurs des l palonnier doit se trou> rieur, comme l'indique

Le cerf-volant étagèrt , ^

incliné en arrière ; sa stabilité est très grande, mais son montage est assez compliqué, et la nécessité d'avoir un palonnier alourdit l'ensemble. Aussi M. Lecornu a-t-il profondément modifié ce premiertype, et est arrivé à construire h planeur multicellulaire dont nous allons parler maintenant.

Si l'on regarde de face un oiseau planer, on sait qu'il se présente sous la forme de la figure , A étant le corps de l'oiseau, AB et AC ses ailes déployées.

Imaginons que l'on observe un volier d'oiseaux planant les uns h côté des autres, de façon que tous ceux d'une même rangée se touchent par les extrémités de leurs ailes, et que ceux d'une rangée supérieure aient

exactement leurs corps au point de contact des ailes des oiseaux de la rangée immédiatement inférieure : on obtient ainsi l'aspect de la figure 67.

Cela représente exactement, vu de face, le planeur multicellulaire de Lecornu. Il se compose en effet de deux séries de plans

FiG. G7.

se coupant à angle droit, inclinés à 45°, une série dans un sens et l'autre en sens inverse. Le tout est renfermé dans un carré formé par quatre plans, deux horizontaux, et deux verticaux. L'analogie avec le volier d'oiseaux est absolument frappante.

L'appareil est constitué par une monture en bois formée de

deux croisillons disposés l'un en avant, l'autre en arrière du planeur, et suivant ses diagonales, et d'une voilure en étoffe résistante et légère, comme le calicot. Cette voilure est fixée aux quatre coins A, B, C, D (fig. 68), sur des vergues en bois autour desquelles, lorsque l'appareil est démonté, on enroule la voilure.

Étudions successivement la construction de la voilure et de la monture dans un planeur multicellulaire de i'",20 de côté et de o™,3o de profondeur.

Il est à remarquer tout d'abord qu'il n'y a pas d'avantage

Fig. 68.

même pour des appareils de plus grandes dimensions, à dépasser beaucoup cette profondeur de o™,3o. On peut considérer o™, 25 et o'",4o comme les deux limites de cette largeur. Au delà, reflet du vent est moins bien utilisé, à cause des remous qui se créent sur la surface de l'étoffe.

On taillera d'abord six bandes d'étoffie de 1^,70 de longueur

que l'on divisera

^?Î^^^'^^3^J< égales, de o™,28

I I y chacuYie, en lais-

^ «^ sant I centimètre

de libre à chaque

— 2ZL-^H,-i i^

FiG. 69.

extrémité, pour les assemblages. La largeur sera de o™,3o après avoir ourlé les bords.

A chaque trait de division, suivant ab, cd, ef, etc., on coud un ruban plat de i centimètre de largeur environ, et alternativement un sur l'étoffe, l'autre sous l'étoffe. Ces rubans ont pour but de consolider l'étoffe aux assemblages.

On prépare de même quatre bandes d'étoffe de o™,3o de largeur sur i'",20 de longueur

A f ff B

OM

FlG. 70.

(plus I centimètre à chaque bout pour les assemblages) divisées en trois parties égales de o™,4o (fig. 70), que l'on renforce également avec du ruban cousu ; mais cette fois tous ces rubans seront cousus d'un même côte de l'étoffe.

Ceci préparé, on réunit ensemble toutes ces bandes de la façon suivante :

Les bandes AB et CD étant placées l'une sur l'autre, on coud solidement en â, 6 et c (fig. 71) en ayant soin de placer extérieurement les rubans de renfort : ceux-ci, on le voit, supportent l'effort de déchirement et protègent l'étoffe elle-même. La troisième bande sera de même cousue à la seconde, en d

elV, el les eitrémit^ libres en C et D seront cousues à plat avec celles de la quatrième bande.

Les six bandes ainsi réunies, on rapporte les quatre bandes de i^jao qui forment le pourtour, et on les coud en /, j, etc. Reste à assembler les coins: ceux-ci présentent trois étoffes à coudre ensemble. On y ajoute deux bandes de forte toile de j ou 5 centimètres de largeur (fig. 72), qui vont servir à fixer la voilure sur les vergues.

^"- '' Ces dernières sont en bois ; le sapin est

très convenable. On choisit de jwtilcs planchettes rectangulaires de 2'"',D de large sur 8 millimètres d'épaisseur (fig. 78), et ayant O^.^O de longueur, de façon à dépasser la voilure de o",o5 de chaque côté.

Ces vergues sont placées à champ

contre les coins, et l'on rabat les

deux bandes de toile sur les vergues

comme l'indique la figure jS. On

'" cloue alors sur le tout des petites

planchettes minces de i à 2 millimètres d'épaisseur, et de

o^iSo de longueur, en tendant fortement les bandes de toile. Celles-ci, cousues d'une pari sur la voilure, et prises d'autre part entre le bois de la vergue et les petites planchettes de recouvrement, se trouvent fixées à demeure sur l'ensemble de la voilure, et l'on conçoit que pour tenir celle-ci déployée, il suffît maintenant de tenir solidement les quatre vergues aux extrémités des croisillons placés suivant les diagonales de la figure formée par le planeur.

Les croisillons sont faits de deux baguettes de sapin à droit fil, de i°,70 de longueur, 25 millimètres de largeur et 8 millimètres d'épaisseur. Il est bon de les renforcer au milieu, sur i/3 au - moins de leur longueur, Ln boulon passé au milieu sert d'axe aux croisillons, pour pouvoir les fermer en déu..':-.'!fH.ji montant le planeur.

f^i"- 7i- Ces croisillons sont

%'n%t^-''ù:7lùpX;-T;ar^ terminés par des fourches destinées à recevoir les extrémités des vergues. Les fourches sont formées de baguettes de bois carré et dur, comme les règles d'écolier, rapportées sur le bois des croisillons, où ils sont collés à la colle forte et maintenus par des couvercles de bois mince collés et ficelés, comme Pindique la figure 74.

Les extrémités des vergues s'engagent dans ces fourches, et une petite goupille en cuivre fj empêche la fourche de sortir. Le montage du planeur est alors des phis simples. Tandis qu'un

aide tient les deux vergues supérieures de façon à maintenir la voiture déployée, on engage les \ergues dans les quatre fourches de chaque croisillon et Ton place les goupilles.

Des rubans cousus au milieu de la voilure sont attachés en

avant et en arriére autour du centre des croisillons pour consolider l'ensemble.

Reste à brider le planeur. L'attache se compose de trois brides aboutissant Time au milieu du croisillon d'avant, et les deux aulres au\ extrémités des vergues inférieures. Pour cela,

on perce au feu un trou à chaque vergue du bas, et on passe dans ce trou une estrope qui reçoit le cabillot de Tatlache.

La bride double inférieure a une longueur telle que si on la rabat sur le planeur, son sommet doit tomber à peu près au point a (fig. 75), c'est-à-dire sur Tarête inférieure de la demicellule médiane de la première rangée du haut. Quant à la longueur de la bride centrale oa, elle dépend de la force du vent ; mais elle sera toujours telle que le planeur prenne une position inclinée en arrière.

La ficelle de retenue se fixe en a au moyen d'un cabillot.

L'appareil ainsi construit se distingue par une très grande stabilité et une facilité surprenante au lancement.

(Voir La Vie scientifique du 23 septembre 1899.)

Pour opérer le lancement, on déroule une cinquantaine de mètres de corde, et un aide tient le cerf-volant dressé face au vent et levé à bout de bras. Dès que l'on sent que le vent soulève l'appareil, on lâche celui-ci sans le lancer en l'air. Il s'envole immédiatement. On peut, lorsqu'il a atteint une certaine hauteur, lui lâcher 10, 20 mètres de corde sans jamais lui voir la moindre tendance à piquer. Si le vent vient à cesser, il tombe doucement sans tourner, ni même se balancer.

Il est donc éminemment propre à enlever des appareils délicats, comme un appareil photographique ou un enregistreur météorologique.

Ce premier type de multicellulaire présente cependant un assez sérieux inconvénient au point de vue du rendement de

l'appareil. Nous pouvons, en effet, le considérer comme formé d'une série de cerfs-volants dièdres dans lesquels, comme nous l'avons vu, les deux plans AB et AC (fig. 76) se comportent comme s'ils étaient remplacés par les plans BC et DA, le plan BC, seul, constituant le plan sustenteur. Or, si nous examinons le planeur multicellulaire que nous venons de décrire, dans sa position de

oia sr :•: lâTTiC-ira.»

-r^-k-^i^jT-t rti " ■î^'î«^ "t^

remarquons que in^pe fLia $a:5l»l«ir BC masque i:ii>^ por^ da plui immédiateiiient îîiz^^enr- EF ^d^- 77), en sorte T^ti: t.fzji: Là pj^î^jQ des |dans située «L irrjtrt -^ VS est iautilîsée pour

t^^n e^ alp:-cs cooduit à diminuer la pr cy.oirurdes cellules, ce qui, pour Je«^ EGprmies «limensions latérales, dl« ardît Tappaieil. En un mot, ou l:i*ra le cerf- volant a un rendement ma^^^. c-u bien sa densité est trop srinde.

MaÎ:* Lii;,i^1:i-C5 -ifie. sans dîniinuer la profondeur des plans

f su^tenteurs. nous fassions glisser le plan EF sur lui-même jusqu^à E F (Ûs. 78), position telle que le bord postérieur de ce plan ne soit plus masqué par B&: il est évident que dans

ce? conditions le cerf-volant offrira bien au vent sa surface utile tout entière, en sorte que le rendement sera maximum.

C'est cette disposition oblique c[ui est adoptée dans le nouveau type appelé pour celte raison : multicellulaire oblique ; de plus, pour éviter les demi-cellules qui existent dans le planeur du premier tvpe, celui-ci est construit en pointe. Sa construction n'est d'ailleurs pas plus compliquée.

Il suiEt, pour le construire, de tracer l'épure ci-après (fig. 79) : après avoir dessiné les projections de l'appareil vu de face et de profil, en le supposant dressé verticalement, on fait un rabattement du cjté ABC qui vient, en vraie grandeur.