DE LA RÉSISTANCE DE L'AIR A DIFFÉRENTES VITESSES

OU moins larges. Comme Texpérience durait assez longtemps, il était facile, en comptant le nombre de tours du moulinet, d'avoir exactement la vitesse du mobile; on mesurait non moins exactement la hauteur de chute du poids moteur, puis, d'après l'égalité du travail moteur et du travail résistant, on obtenait la mesure de la résistance de Fair. On devait, bien entendu, déduire du poids moteur la partie destinée à surmonter les résistances passives *.

Ces expériences ont confirmé celles de Newton, en montrant que la résistance de Tair croît sensiblement comme le carré de la vitesse ; mais elles ont donné des résultats assez incohérents à d'autres égards : ainsi, pour une même vitesse, Ma résistance croîtrait plus vite que la surface du corps en mouvement ^ Ces incertitudes dans les résultats ont empêché d'établir un coefficient de la résistance de l'air, c'est-à-dire d'estimer en poids cette résistance contre une surface de 1 m. c. se mouvant avec une vitesse de 1 mètre à la seconde.

Toutefois, Thibault pense que la valeur de ce coefficient est voisine de Ok,H 6. La valeur du coefficient K de la résistance de l'air doit être multipliée par la surface du corps en mouvement et par le carré de la vitesse ; de sorte qu'on a pour une surface S, animée de la vitesse V, une résistance R = KSV*.

§ 127. Applications. — Ce premier fait, sur lequel tous les

1. A cet effet, on mettait le moulinet en marche sans palette et Ton cherchait le poids nécessaire pour lui imprimer une vitesse égale à celle qu'il avait, sous l'action d'un poids plus fort, quand la palette rencontrait la résistance de l'air.

2. Ces irrégularités tiennent à l'emploi du mouvement rotatif dans lequel la résultante des pressions de l'air sur le corps en mouvement ne correspond pas au centre de figure de ce corps. Une autre cause d'irrégularité tient à ce que, sur les bords de la palette en mouvement, l'air s'échappe et passe de l'avant à l'arrière. Cet effet est relativement plus grand dans les petites surfaces que dans les grandes, et constitue pour les petites un déchet de résistance.

Pour éviter ces inconvénients, Piobert, Morin et Didion ont fait des expériences avec le mouvement rectiligne. Leurs expériences confirment ce fait, que la résistance de l'air est proportionnelle au carré de la vitesse.

Or, ces inflexions sont précisément les mêmes que celles qui ont été obtenues par de Labouret. Cette identité de phases dans les courbes obtenues par des méthodes si différentes doit inspirer confiance dans l'exactitude des résultats des deux sortes d'expériences, au moins en ce qui concerne les valeurs relatives des forces mesurées.

Quant aux valeurs absolues des forces dépensées, elles peuvent sembler exagérées, mais ou verra plus loin que l'essor exige toujours une dépense de force beaucoup plus grande que le plein vol; or. c'est à l'essor qu'ont été faites les expériences dont on vient d'analyser les résultats.

On sait, § 19, que la plupart des oiseaux, au moment où ils vont s'envoler, cherchent à se donner de la vitesse, soit en courant, soit en sautant ou se laissant tomber d'un lieu élevé ; cela tient à ce que cette vitesse préalable diminue singulièrement le travail qu'ils devront faire, en battant l'air de leurs ailes.

L'abaissement de l'aile et sa remontée sont favorisés par la vitesse de translation de l'oiseau, ainsi qu'on le verra dans les chapitres suivants*.

1. Mais, dira-t-on, pourquoi n'avoir pas fait les expériences photochronographiques sur des oiseaux en plein vol? on y eût facilement constaté la diminution de la force horizontale qui propulse Toiseau.

Pour saisir les mouvements du plein vol, il faut des conditions que je n'ai pas encore pu réaliser. En effet, les oiseaux qui servent à mes expériences ne sont pas apprivoisés, et fuient un peu au hasard, au moment où ils se sentent libres ; aussi faut-il ne les lâcher que très près du champ obscur, pour avoir quelque chance d'obtenir des images. Je n'ai donc pu encore étudier que les premiers instants du vol, ceux où l'oiseau gagne de la vitesse à chacun de ses coups d'ailes. A ce moment, la résistance de l'air est encore insuffisante pour limiter l'accélération générale du vol. De la sorte chaque abaissement de l'aile crée une grande accélération do l'oiseau ; chaque remontée un ralentissement qui ne détruit pas tout l'effet de l'accélération préalable.

Pour obtenir la photographie du plein vol, je me propose d'obliger par quelque artifice les oiseaux, lâchés de fort loin, à regagner leur nid en passant devant les appareils photo-chronographiques.

Ces premières notions sur les forces qui agissent dans le vol n'en éclairent pas le mécanisme. Pour comprendre les actes du vol ramé, il faut saisir la façon dont la force musculaire imprime à Tair une direction de certain sens, tandis qu'une réaction de sens contraire se produit sur le corps de Toiseau.

Nous sommes donc conduit à rappeler sommairement les lois de la résistance de l'air, pour montrer comment le corps de l'oiseau s'y meut avec une facilité extrême, tandis que les ailes y trouvent un solide point d'appui.

Quant aux valeurs absolues des forces dépensées, elles peuvent sembler exagérées, mais on verra plus loin que l'essor exige toujours une dépense de force beaucoup plus grande que le plein vol; or. c'est à l'essor qu'ont été faites les expériences dont on vient d'analyser les résultats.

On sait, j^ 19, que la plupart des oiseaux, au moment où ils vont s'envoler, cherchent à se donner de la vitesse, soit en courant, soit en sautant ou se laissant tomber d'un lieu élevé ; cela tient à ce que cette vitesse préalable diminue singulièrement le travail qu'ils devront faire, en battant l'air de leurs ailes.

L'abaissement de l'aile et sa remontée sont favorisés par la vitesse de translation de l'oiseau, ainsi qu'on le verra dans les chapitres suivants*.

Ces premières notions sur les forces qui agissent dans le vol n'en éclairent pas le mécanisme. Pour comprendre les actes du vol ramé, il faut saisir la façon dont la force musculaire imprime à Pair une direction de certain sens, tandis qu'une réaction de sens contraire se produit sur le corps de Toiseau.

Nous sommes donc conduit à rappeler sommairement les lois de la résistance de Fair, pour montrer comment le corps de l'oiseau s'y meut avec une facilité extrême, tandis que les ailes y trouvent un solide point d'appui.

de pression se produira donc surtout pour les petites surfaces ^ Sans entrer ici dans le détail de ces expériences qui ont été publiées ailleurs in extenso *, je vais exposer sommairement les dispositions employées et les précautions dont je me suis entouré pour évaluer avec précision les vitesses et les pressions.

§ 131. De rexploration manométrique des pressions sur les divers points de la surface d'un disque tournant. — L'appareil qui m'a servi est représenté (fig. H 9). Un axe vertical tourne uniformément sous l'action d'un câble sans fin passant dans une des gorges de la poulie;?. Sur cet axe sont adaptés, d'une part un

Fig. 119. —

Disquo tournant, avec le manomètre explorant la pression de Tair en différents points

de sa surface.

cadre métallique auquel s'articule le plan circulaire P formé d'une mince planchette de bois ; d'autre part un contrepoids C. Celui-ci est réglé dans sa position, de manière à équilibrer le disque P lorsque le système tourne, c'est-à-dire que la force centrifuge de C doit être égale à celle du disque P.

1 . On s'explique, de cette façon, Texcès relatif de résistance que présentaient les palettes de grandes dimensions, dans les expériences de Huttony de Borda et de Ducheniin.

2. Marey, Expériences sur la résistance de Vair^ pour servir à la physiologie du vol des oiseaux. Annales des Sciences naturelles, 1869 et 1872.