CHAPITRE

Nous avons vu, d'après ce qui précède que la direction des ballons était avant tout une question de vitesse

Comment arriver à donner une translation rapide au dirigeable qui, constamment lutte contre le vent?

Des voiles, ou d'autres objets qui font corps avec l'aérostat, ne peuvent évidemment lui donner aucun mouvement de translation par rapport à la masse d'air.

Or un ballon dépourvu de tout propulseur est en équilibre dans l'air et se déplace horizontalement ou à peu près par rapport à la surface du sol, il se trouve donc, relativement à l'air ambiant dans la plus complète immobilité, il n'y aqu'un seul mouvementqui lui soit propre; ce n'est pas lui qui fuit, c'est la masse d'air au milieu de laquelle il se trouve immergé.

Les premiers auteurs de dirigeables l'ont compris ; ils ont reconnu qu'il fallait munir leurs ballons de propulseurs convenables.

Divers propulseurs étaient en jeu, il fallait choisir le meilleur.

Le général Meusnier avait, dans son projet, de 1788, adopté les rames tournantes, sortes de palettes frappant l'air obliquement.

D'autres auteurs voulaient employer des roues à pa-

lettes, mais ces rames et ces roues à palettes, qui avaient fin rendement très faible, ont disparu pour laisser place s.\x propulseur employé aujourd'hui, à Thélice, la sainte hélice, comme l'appelait Nadar (i), qui jusqu'à ce jour tn'a pas eu de concurrent sérieux.

Propulseur adopté : Phélice. — En géométrie, on appelle hélice, la courbe engendrée par une droite tra- <îée sur un plan lorsqu'on enroule ce plan sur la surface convexe du cylindre circulaire droit.

L'hélice (2) par son mouvement continu, la réduction possible des surfaces et la vitesse de rotatiop qu'on peut lui communiquer a primé tous les autres organes imaginables essayés ou proposés : les rames et les roues à palettes, car elle est simple dans sa forme et dans son mouvement.

Les ailettes d'une hélice décrivent dans l'espacé des «pires et développent des surfaces à cône ou plan direcîteur suivant la position sur Tarbre. C'est l'inclinaison du plan des ailettes sur ces spires qui produit son rendement plus ou moins grand.

Les spires sont d'autant plus écartées que le plan est plus grand, c'est-^à-dire que la vitesse de translation, •suivant l'axe de rotation est plus grande par rapport à •cette vitesse de rotation ; dans ce cas on pourrait augmenter le nombre des ailettes, mais le rendement diminue car le courant relatif fait un angle plus aigu sur l'arbre.

En général, il conviendra de ne mettre que deux ailet-

(i) L'apôtre de Taviatioa, Nadar, Técrivain facile et coloré, le ca- «•icaturisle spirituel, le photographe habile, Taéronaute intrépide, en un mot une célébrité parisienne qui ont le plus fait parler d'elles, •existe encore et habite Marseille. Malg^ré ses 82 ans. Nadar s'intéresse toujours des questions d'aéronautique en g-énéral.

(2) Le père de l'hélice aérienne serait (d'après les recherches faites à ce sujet), Léonard de Vinci, qui aurait proposé de l'appliquer l)ien avant Bienvenu (1784) ou Cayley (1796).

tes, car il faudra, pour augmenter le rendement, tendre à faire la vitesse de rotation grande par rapport à celle de propulsion.

Soit V (fig. 4fi) Tangle des ailettes sur le plan des mouvement V, la vitesse de rotation, v la vitesse de trans-^ lation.

Fig. 46.

Et f, l'angle du courant relatif V** sur le plan de Tailette ; en son centre de moyenne action.

Si Krfestle coefficient de résistance, que nous retrouverons plus loin et qui a des valeurs diverses suivant les expérimentateurs.

Si la pression normale est R (pression sur la surface totale S sur la surface des ailettes), on aura :

Or

P = R cos y

et

F = R sin y (fig. 46)

Le travail moteur sera :

T = KrfS (V* + v^) sin i X sin y X V

(i) Formule de M. Goupil, tirée de son volume La locomotion aérienne (i884). Le coefficient Kcf, a une valeur éjBcale à o,i3.

Li- Iravail rendu sera :

T — Kf/S {V + v') sin i X cos y x w Mais en leiianl compte de la vitesse du refoulement \

«', la vitesse rëelle de l'appareil n'esl plus que (w le travail rendu :

- y') et J

T = KrfS (V^ + ,

") sin i cos y X {w ■ sin i

- v/lV-f-w') ,

Avec la même surface de forme concave convenable, les résultais précédents peuvent être doublés et même i triplés, l'expérience seule peut faire connaître la valeur des coefficients, suivant les formes.

En pratique, oïl fera V {vitesse derotationl=^ a à 3 fois u (translation) et i variable en sinus, de 0,10 à o,ao. Nous verrons d'ailleurs plus loin, les essais d'hélices et | leurs rendements.

La vitesse de rotation diminuant en allant vers le centre, on rejettera les parties de voilure au centre et on ne ' conservera que celles dont la vitesse de rotation atteint au moins 1 fois i a celle de propulsion.

Il faut donc reporter l'actinn loin du centre, en tbnant compte, toutefois que, comme organe d'appareil aérien, une hélice trop vaste peut être une source de dangers par les coups de vent.

Comme on le verra dans ce qui va suivre, l'hélice ne donnera son meilleur rendement que lorsque les vitesses de marche et de rotation seront dans le rapport en vue duquel elle aura été construite ; tournant sur place, elle donnera un mauvais effet utile.

Si l'angle d'incidence t est trop faible et que l'hélice ne soit pas pure de forme, certaines parties pourront recevoir le courant relatif à contre-sens et agir à contremarche ; elle s'embrayera d'elle-même, c'est ce qui arrive parfois aux moulins à vent sans qu'on s'en aperçoive.

C'est donc avec le moteur, l'orçane Ame du problème, comme propulseur, c'est sur le fini de sa construction,

LES DIRieEARt.ES

la i'aliolialilé et la purtMi' de ses formes que devroiU se |)or[er les efforts, car c'est le seul qui ail jusqu'alors des résultats et qu'un puisse employer. PeuL-élre l'avenir jious réserve-l-il l'applicatinn d'un autre propulseur "dont le rendement ne sera pas à comparer ?

Expériences et essais divers d'hélices. — S'il est impossible de trouver autre chose que des formules enipiri- ^{ues pour exprimer la résistance au déplacement d'un plan, quelles difficultés ne doil-fm pas éprouver à établir la théorie mathématique de l'hélice ! Le calcul ne peut ■être employé que dans le hut d'obtenir des formules -approchées, applicables seulement dans les conditions où l'on a déterminé les coefficients numériques qu'elles contiennent. Mais il est impossible d'en tirer des déductions rigoureuses sur la forme, le pas, le tracé des bras, etc.

Pour se rendre compte de l'inRuence réelle de ces éléiinents, il est donc nécessaire d'avoir recours à des expériences habilement conduites, guidées par des conceptions théoriques, contrâlées sans cesse sous des formes aussi variées que possible.

Mais la méthode expérimentale n'est pas sans difHcuIïés ; la petitesse des efforts à mesurer el la grandeur des résistances parasites introduites par les appareils ren- -dent les mesures très délicates et demandent une grande ingéniosité dans les méthodes employées.

Des études el des expériences relatives aux hélices -aériennes ont été faites par Giffard, Landur, Franchot, Renouard, Gustave Lambert et le professeur Pillel, par Cauchy, liésal, Vailier ; mais les plus récentes et le plus «érîeuses sont celles du commandant Henard, de Langley, de M, Welner, professeur à l'Inslilut de itrûon '^Autriche) et du docteur Amans.

Nous commencerons par passer en revue les belles expériences faites à Chalais en 1888, et ensuite nous

PIIOPCLSiON

lia

passerons aux expériences de Welner en i8i)4 en y joi ^nant certaines obsen'ations judicieuses.

tmdU

Fi?. 47.

Expériences de Chalais, — Pour mesurer la poussée à point fixe du dirigeable La France le colonel Renard (i) opéra delà manière suivante :

Fig. 48. — Hélice de La France.

La nacelle était suspendue par un système équivalent â deux leviers égaux et parallèles AB, A'B' assez longs

(i) A Tépoque M. Renard était commandant.

I DiniGBABI.ES

pour que l'appareil uscillEit sans Iroltcnient appréciabl(i| (fij. 47)' L'hélice, mise en marclie par uae dynamo^ tirait la nacelle, pour ramener la ligne de foi FF t coïncidence avec le fil verlical du réticule d'une lunettra fixe, il fallait placer dans le plateau p, un poids P (}u9 mesurait la poussée.

Comme on le votl ce dispositif d'essais était sîmplê;il On calculait, d'après les indications de l'ampèremètre ed du voltmètre le nombre de watls que prenait la dynamo.! Un tableau des mesures au frein dressé à la suite d'e périences préalables, permettait de déterminer, d'aprèaJ ce nombre de watts, le travail sur l'arbre moteur et ] suite sur larbre de l'hélice. Les nombres trouvés papj l'hélice de La France, ayant 7 mètres de diamètre, et quM est représentée par les fig. 48 sont indiquées dans Ie> tableau ci-dessous :

Essiii (î point fixe.

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