CONSTRUCTION
celte demi-circonférence en 20 parties par exemple et on trace les rayons, puis, par tous les points de division, on fait passer des parallèles au diamètre AA,.
Les points obtenus sont ensuite projetés sur 10 parallèles équidistantes tracées en dehors de la figure, pour plus de commodité.
II est bien évident que les parallèles !/< S/ufhi/^.'J» !/>•■■ ainsi menées, sont proportionnelles aux cosinus des angles que font les rayons menés du centre A contre la base A,A, de la demi-circonférence décrite et par suite donnent les longueurs relalives de 10 diamètres de !a moitié supérieure du fuseau.
En général, on ne taille pas un fuseau d'un seul morceau, on l'établit en trois ou quatre fragments et il faut autant de patrons que de fragments.
Puis les fuseaux sont cousus deux par deux et quatre par quatre. Les coutures sont rabattues pour empêcher les fuites de gaz, puis elles sont recouvertes d'une bande de la même étoffe fixée avec un vernis spécial.
Le ballon ainsi obtenu peut être considéré comme une sphère, car son tonnage est sensiblement le même.
Ainsi pour un ballon rigoureusement sphérique de 904 ni' 781 de capacité, on obtient, par le procédé que nous venons d'examiner, un ballon de goS m' l^■]2, la différence, comme on le voit, est très faible.
Cette dernière méthode peut s'appliquer à un ballon de forme quelconque, pourvu que celte forme soil celle d'une surface de révolution autour de son axe vertical.
Le moyen le plus commiinéinenl employé pour éviter les pertes de gaz par exosmose est le vernissage de l'enveloppe. Ce vernissage s'exécute à l'intérieur et à l'extérieur ; c'est surtout à la partie supérieure, où la pression est maximum, qu'il doit être fait avec le plus de soin.
Nous n'entrerons pas dans le délail de composition H. André. — LesDirigeiibles. 3
des vernis dont la hase est en général de l'iiuiie de liô ■ cuite et très siccative.
Le vernissage augmente nécessairement le poids de l'enveloppe dans d'assez grandes proportions, d'autant plus que l'on donne trots couches ; ainsi la soie prend comme vernis pour trois couches environ une fois et demie son poids. Gomme elle pèse en général 5o gr. par mètre carré, lorsqu'elle sera vernie sur les deux cùtés elle pèsera donc (5o gr. -|- -jb) :^ 126 gr.
Le ponghée pesant 80 gr. par mètre carré pèsera entièrement verni 80 -|- lao^aoo gr.
Le tissu de coton pesant 1(17 gr. pèsera environ 4ï7gr. par mètre carré d'étoffe vernie.
fl n'y a que les ballons en baudruche qui sont imperméables à Ihydrogène et dont le vernissage est inutile de ce fait; ce tissu est aussi le plus léger. Mais son prix élevé et sa décomposition rapide par sa nature organique, font que son emploi est surtout limité aux petits ballons-jouets.
Soupapes. — La soupape la plus communémcnl employée autrefois était celle du physicien Charles. Elle est formée de deux clapets mobiles autour d'une charnière et s'ouvrant de haut en bas. Une corde traversant le ballon permettait d'ouvrir à la fois les deux clapets. Les ressorts de rappel, au nombre de deux ou de quatre. for«;aient les clapets à fermer l'orifice. Mais il était difficile d'éviter les fissures, aussi a-t-on recours aujourd'hui aux soupapes de Yon et du colonel Renard.
La soupape Yon ne comporte (figure 4) qu'un seul clapet circulaire et d'une seule pièce ; le joint est formé par un rebord en forme de bourrelet, qui entre dans une encoche garnie de caoutchouc.
Ce rebord intérieur esl donc abrité des poussières, de la neige ou de la glace et permet une fermeture plus étanche de la soupape. Quatre ressorts à boudin acier, en rappelant énergiquement le clapet, assurent
n en
!nt la J
CONSTRUCTION D UN AEROSTAT
fermeture. La tige de ce clapet, terminée par un écrou, coulisse librement dans un guide et l'ouverture s'ob-
Fig. 4.
tient par une cordelette, comme dans la soupape précédente.
Gabriel Yon l'a encore perfectionné en remplaçant les
iiiiiiniiHiiMiinMiii iii ll i lllllli n ilMIlIlllI Il lII
Fig. 5. — Soupape Yon ouverte.
Fig. 6. — Soupape Yon fermée.
ressorts à boudin obliques par des ressorts horizontaux, ce qui la rend moins encombrante (fig. 5 et 6).
36 LKS DIItlUEAni.KS
Un cordage pEirliculier forme la couronne supérieure du ballon et termine le filet; contre celte couronne eaU fixée la collerette de la partie extérieure fixe de la soupape.
Il importe de prendre la précaution de vérifier que 1« poids de la corde de la soupape soit plus faible qura l'effort de traction des ressorts car, dans le cas conirain le ballon peut se vider sans s'en apercevoir pendant un certain temps : le cas est arrivé au fameux Géant i Nadar, lors de sa première ascension, le 4 octobre i863:les voyageurs partis de Paris très gais et pleins d'espoir,! pensant naviguer vers des contrées inconnues, descen-j dirent piteusement à Meaux.
D'ailleurs, à la seconde ascension du mêmt; balloai (avec son aéronaute-photographe et d'autres personnes)^ le contraire arriva : les passagers ne retrouvaient plu»! la corde de la soupape 1 De lA le fameux et terrible lraï->j nage et l'atterrissage à Hanovre, le i8 octobre de la| même année.
Les soupapes métalliques doivent être rejetées à cause! de l'électrisation par influence ; si l'iiydrogène est mé-J langé d'air, il peut y avoir explosion par suite d'uiiel étincelle ; c'est précisément arrivé en i883 en Âlle-J magne.
Les aéronautes militaires se servent de la soupape! imaginée par le colonel Renard qui ne comporte aucuni pièce métallique.
On détermine le diamètre à donner aux soupapes del telle façon que le ballon puisse se vider en 4 ou 5 r notes.
Si r est le rayon de la soupape, et R celui du ballon, on prend sensiblement :
Pour l'hydrogène :
Pour le gaz d'éclairatçc :
Dans la pratique, on prend le diamôl.re de la soupape
égal au -- de celui du ballon.
Comme on le voit, les soupapes sont des organes très sérieux et auxquels il faut apporter le plus j^rand soin. On cite comme de véritables merveilles celles qui exislaienl aux ballons captifs de GifFard, de 1867 et de 1878.
Appendice oa manche. — L'orifice de l'appendice (ou manche) doit avoir un diamètre tel que si le ballon monle avec une vitesse de 4 mètres, le gaz qui s'en échappe n'ait pas une vitesse de plus de 2 mètres- Un calcul assez compliqué montre que le diamètre de
l'orifice de l'appendice doit être égal à environ le — de celui du ballon.
En général, l'appendice se présente sous l'aspect d'un tube cylindrique en étoffe, légèrement évasé vers le haut. Le cercle d'appendice, destiné à empêcher l'orifice inférieur de s'obslruer, se pose comme la soupape.
3° Filet. — Le filet, en chanvre ou en soie, a pour objet de répartir également sur toute la surface de l'enveloppe le poids de la nacelle et de son contenu.
L'expérience a montré qu'il ne devait envelopper que
les - du ballon ù partir du sommet.
Il est formé d'un certain nombre de fuseaux dont le tracé s'effectue comme celui des fuseaux de l'enveloppe. Seulement le tracé des mailles ne se fait pas de la même façon pour la moitié supérieure que pour la moitié inférieure.
(1) Ces formules bû Del-Rivel(i8ij8), Henri May, édi
du volume L'Aéronaidïque de M. Bh-
La figure 7 montre comment, à partir du point O (situé aux - de la hauteur à partir du sommet), sont disposées les premières petites pattes d'oie qui réunissent
les mailles deux à deux lorsque le filet devient tangent au ballon. La même figure montre aussi comment le§ petites pattes d'oie sont réunies deux à deux par les grandes pattes dCoie P auxquelles on attache les cordeaux de suspension ou suspentes qui terminent le filet. L'exécution ne présente d'ailleurs rien de particulier. Le lecteur trouvera, s'il le désire, des renseignements plus détaillés dans les ouvrages techniques sur la construction des ballons.
Ce filet, une fois construit, est toujours passé à une préparation hydrofuge destinée à le rendre imputrescible
el à atténuer les variations de longueur que subirait le chanvre sous l'action de l'eau et du soleil.
Le cercle d'arrimage réunil toutes les suspentes au
^IIIttti'
moyen de petits cabillots, fiç. 8, et la nacelle a ses cordes tenues par les gros cabillots.
Dans les ballons bien construits, le principe de la suspension rigide de Dupuy de Lôme (qui sera exposée plus
loin) est appliqui^ même pour des nacelles de petites dimensions.
S" Nacelle. — Les nacelles en usage dans les ballons ordinaires sont des paniers tressés en osier, dont le fond est renforcé par des traverses et des planches minces, et
dont le hnrd esl rendu rigide et iiidéfiîrmuhle par ua J cadre intérieur en lube d'acier.
En ii'énéral, elles sont munies de soutes dont le cou-fl vercle sert de siè^e, fig. 9. La nacelle du Géant del
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T\%. 10. — Nacelle de ballon capliF enlevant i5 personnes.
Nadar, en i863, était une véritable maison d'osier sui^ ' montée d une main courante. Les nacelles des captifs d
COSSTHUCTIOS n UN AEHOSTAT
GifFard pouvaient contenir jusqu'à 3o passagers, étaient spéciales et avaient une Fornie cylindrique.
l\° Enffins de montée et d'arrêt. — Le lest, sorle de sable fin, pourrait être appelé engin de raoïUée. tandis que l'ancre, le grappin, le guîde-rope seraient les engins d'arrêt pour les ascensions terrestres, le cdne-ancre à clapet déleslear, les èquilihreitrs, les déviatears étant les engins pour les ascensions maritimes.
Le lest est contenu dans des sacs en toile dont les poids varient de lo à 20 kg. ; le poids total dépend nécessairement de la hauteur à laquelle on veut arriver, de la durée de l'ascension, des iniluences diverses.
Le poids à sacrifier pour atteindre une zone de poids spécifique f», est donné par la formule :
que l'on déduit de la formule donnant la force ascensionnelle propre d'un gaz aérostatique, indiquée précédemment : '
[ij^o,ooi3 (1 — d).
Ainsi, pour un ballon de 8 mètres de rayon, cubant a.i4o mètres, si on veut s'élever à i.ooo mètres, hauteur pour laquelle A, = 670 et a, = 0,00106, il faudra projeter, d'après la formule précédente (n), 263 kg. de lest.
Le poids à conserver pour descendre sera déterminé par la formule :
/) ^ V X 0,001 3 X o,oo4 (T — "T
T et / étant les températures au sol el k la zone d'équilibre.
Cette formule, pour l'applicalinn précédente d'un ballon de s.i^o mètres, donne comme poids de lest à conserver pour descendre 60 kg. environ.
Si l'on veut atteindre 3,ooo mètres, il faudra jeter environ 680 kg. pour monter et conserver It2kg. pour descendre.
LES niBIRSABLES
Chacun des autres engins d'arrêt a son emploi.
Le guide rope, corde d'environ loo à i5li mètres âU long, permet souvent d'atterrir sans secousses apprécia^ blés s'il n'y a pas de vent. S'il y a du vent, l'ancrf devient nécessaire.
L'ancre ordinaire est connue de tous, mais on lui pré? fèrc l'ancre de Yon à 4 branches, et môme l'ancre He: à 6 ou à 8 branches (fig. ir). II y a aussi l'aitcre-hersig
du colonel Renard, engin plus puissant que les précéi« dents mais plus délicat.
La corde d'ancre et le guide-rope sont presque tou-j jours attachés au cercle et pendent en rouleaux contre! les parois extérieures de la nacelle.
La force d'une cordre d'ancre doit être suffisante pourl résister, au moment de l'atterrissage, à un vent dtfT 2o mètres (vent de tempête) dont la force de tractioa-a sur un ballon de rayon R est donnée parla formule :
R étant exprimé en mètres ety en kilogrammes.
Quant aux autres engins, employés dans les ascensions maritimes, ils sont spéciaux et nous en parleronsfl peu.
Le càne-anere de Siuel à clapet délesteur est un vastti^
sac conique en Loîle sotidronnt^e, d'niie capacité ^n rap> port arec le tonnage du ballon. A Iti nier, ce ci\ne se retuptil «l'eau el permet de maintenir l'ai'roKlat aii-dt^jisus des flots, soit pour planer ou attendre du secours.
Pour délester il suffit de lîrer la corde (|ui commande le clapet, le cdne se ride et le ballon reprend son mouvement ascensionnel.
Les équilibreurs el les dëviatetirs de M. Hervé, les premiers, sortes de flotteurs pouvHul se eourber suus de faibles rayons, et les seconds, sortes do persiennes, suni des engins qui ont déjà rendus de grands services et onl donné des résultats fort appréciables lurs de la tentative de traversée de la Méditerranée eu octobre dernier, par MM. de la Vaux et de Castillnn de Saint-Victor
Ces appareils ne rentrant pas diins le cadre que nous nous sommes tracé, le lecteur pourra, s'il le dé-sire, consulter des ouvrages spéciaux traitant celle question,
II. — Ballons di'ritjeahhs. — Les dirigeables sont composés comme les ballons sphériqnes : i" d'une enveloppe ou ballon proprement dit avec ses soupape», xon appendice ou manche ; a° d'un filet ou simptemenl de «iispenles;.3'' d'une nacelle spéciale, contenant le moteur et très souvent le propul.seur ; l\" des engins d'urrél.
Enveloppe ou ballon proprement dit :
Il est difficile d'aborder de plein pied celle étude, Ion formes d'une enveloppe devant donner lien A deK réNintances à l'avancement minimum. Ces fornien diiivcnt être déterminées par des élémenls raisonnes ella simplicité de construction ne doit pas enlrer en ligne do compte.
De plus, il ne faut pas se faire l'esclave d'une cIiiNMe donnée de surfaces géométriques.
Jusqu'à présent la méthode de construction des enveloppes par cônes spliériques a donné les meilleur» résultats, mais comme on ne sait pas encore au juste à quelle»
formes el à quelles proportions l'avenir dor
férence. il peut se faire que l'on emploie une méthode
toute différentede celle dont nous venons de parler.
Ainsi, le ballon La France de MM. Renard el Krebs était une surface engendrée par des courbes paraboliques, sa forme dissymétrique avec le matlre-couple placé
au T de la longueur à partir de la pointe avant, avait rendu sa construction plus délicate et plus difficile. Il est bien certain que le fuseau symétrique est beaucoup plus simple à construire.
Mais comme le dirigeable, k l'encontre du ballon ordinaire, doit rester à peu près parallèle au sol, à de faibles hauteurs, qu'il doit avoir une vitesse assez grande et se diriger vers un point déterminé, la question altitude ne compte pour ainsi dire pas.
On se trouve donc assez éloigné des principes indiqués précédemmentayanl trait aux dilatations ou contractions produites par les différentes zones, et il n'est plus question de fortes différences de poids spécifiques de ces couches superposées. Ce qu'il faut avant tout, ce sont des enveloppes très résistantes afin de pouvoir supporter la pression déterminée par la vitesse.
On ne peut donc donner de nombreux détails sur la construction des enveloppes, les formes étant généralement très différentes les unes des autres. L'allongement diffère aussi. Toutefois, les tissus employés doivent être évidemment les plus résistants.
Quant au filet ou aux suspentes, il est difficile de donner des indications, bien précises, le filet tend évidemment à se supprimer pour être remplacé par des fils d'acier très fins, comme l'ont fait MM. Santos-Dumond, Tatin et de Bradsky. D'autre part, peul-êti'e supprîmerat-on un jour la suspension en reliant la nacelle directement à l'étoffe du ballon.
On ne peut non plus donner des détails pour la con-
con-^^H
CONSTRUCTION d'uN AÉROSTAT 45
struction de la nacelle : il s'agit aussi qu'elle donne le moins possible de résistance à Tavancement. On peut cependant assurer qu'il lui faut une grande rigidité et une grande solidité car elle porte le moteur et le propulseur, elle est donc soumise aux variations des efforts de ce dernier, qui peuvent atteindre une valeur assez élevée.
Les engins d'arrêt sont les mêmes que pour les ballons ordinaires, mais tendent à devenir plus pratiques et plus mécaniques à la fois : il est certain que l'avenir nous réserve bien d'autres nouveautés.
