Basté, loc. c^^, p

§ 195. Observations et calculs de Basté sur le vol à voile. —

Après avoir décrit les diverses évolutions des oiseaux voiliers qu'il a étudiés avec une attention soutenue, pendant plusieurs années, Basté cherche à expliquer mathématiquement les différents types de ce vol : ceux-là môme dont on a vu des exemples au chapitre P% sous les noms de planement circulaire avec entraînement^ planement elliptique sans entraînement , vol stationnaire^ etc. *.

La connaissance de la pression produite par les venis de différentes vitesses, et celle de la décomposition de cette pression pour les divers inclinaisons de Taile, sont les données suffisantes pour ces calculs.

L'auteur admet, avec de Louvrié et Penaud, que, pour l'oiseau qui oriente ses ailes au vent sous un très petit angle: de 1® à 7, la poussée de l'air a pour valeur P=Ssina(/?. V^). Dans cette formule, S est la superficie totale des ailes en centimètres carrés; a l'angle que font les ailes avec la direction du vent; p la pression d'un vent d'un mètre de vitesse sur une surface d'un mètre carré frappée normalement (soit O^jlSSS décig.); V la vitesse du vent en mètre, par seconde ^

Avec cette formule, Basté traite, comme un problème de mécanique ordinaire, Finterprétation des différentes manœuvres du vol à voile que l'observation lui a permis de constater.

Voici l'un de ces problèmes : « Par un vent très fort, d'une vitesse de 20 mètres à la seconde, une Mouette du poids de 295 grammes effectue une ascension directe. Quelle a dû être la pression du courant aérien sous les ailes de cet oiseau, la superficie totale de ses ailes étant de 0,0960 centimètres carrés et leur inclinaison 5°? » Le calcuP montre à Basté qu'avec des ailes ainsi inclinées, l'oiseau serait soulevé par une force de 0'',452,

1. On trouve aussi de remarquables vues sur le vol à voile dans un Mémoire inédit de Bazin, et dans le travail de Bretonnière (loc. cit,).

2. Pour les angles plus grands, Toiseau subit un entraînement sensible et la vitesse relative du vent ne se confond plus avec la vitesse absolue.

Dans ce cas, P=Ssin«p(V — (vsina)'.

3. P=0,0960 X 0,0871557 X (0,13o3X 400) d'où P = 0S452 gicammes.

Marbt. — Vol des oiseaux. SI

très supérieure à son poids. La Mouette n'a donc besoin, pour rester soutenue, que d'orienter, son aile sous un angle de 3**30'.

Le problème suivant est traité de la môme manière : « Par bonne brise (9 mètres à la seconde), un Faucon se maintient dans Tespace sans battement d'ailes ; le poids de Toiseau étant 208*,76, sa surface alaire 1 ,188 centimètres carrés et l'inclinaison des ailes 12<>; quelle est la pression de la brise sous les ailes? »

Le calcul donne P = 0'',274, supérieure au poids de Toiseau*.

Il faut noter que, dans tous ses calculs, Basté adopte, pour valeur de la résistance de Tair et de la décomposition de cette résistance, les nombres trouvés par les physiciens en opérant sur des plans minces et rigides ; or, tout porte à croire que, par sa forme et par son élasticité, l'aile présente des conditions plus favorables encore à la sustension de l'oiseau '.

Ces calculs de Basté ne sauraient s'appliquer rigoureusement qu'à des instants fort courts du vol à voile, puisque le corps de l'oiseau subit un entraînement accéléré qui diminue la vitesse du vent relatif et change les conditions du vol. On a vu comment l'oiseau échappe à cet entraînement, soit par des changements de direction comme dans le vol en orbes, soit par des glissements descendants.

§ 196. Plan d'expériences à faire pour éclairer le mécanisme du vol à voile. — Si les calculs ci-dessus rapportés montrent que le vol à voile n'est pas, comme on. le prétendait autrefois, une absurdité mécanique, il n'en est pas moins vrai qu'ils ne paraissent pas expliquer complètement les manœuvres de l'oi-

1. Dans les conditions du problème, dit Basté, Tangle formé par les ailes avec la direction de la brise étant assez ouvert, le planement sera par conséquent accompagné d'entraînement dans le sens du courant aérien. On doit donc, dans ce cas, appliquer une autre formule qui donne la vitesse du vent relatif et dans laquelle

P=0,U88 XO,2079117XO,1353X (0 — 0,20791 I72)a=0'',274 grammes.

2. De Louvrié (VAéronautBy janvier 1888, p. 10) admet même que, pour de petits angles, la force qui soulève l'aile de l'oiseau est proportionnelle à 2sina et non au sinus simple de a. La sustension de l'oiseau s'obtiendrait donc encore plus facilement que ne Tadmet Basté.

seau voilier. Entre les deux phases opposées, où Toiseau vole vent arrière, puis vent debout, il y a des phases intermédiaires où il reçoit le vent de côté. C'est à^ces instants, que l'oiseau exécute les mouvements qui changent la direction de sa force vive par rapport à celle du vent. Or, tandis qu'il franchit les portions de son orbe perpendiculaires à la direction du vent, (juelle est la force qui le soutient?

Les observateurs s'accordent à admettre que, dans son parcours circulaire, l'oiseau est incliné comme un cavalier dans un cirque, c'est-à-dire que l'aile tournée vers le centre de l'orbe est plus basse que l'autre. S'il en est ainsi, l'oiseau présentera au vent sa face ventrale, à l'un des instants considérés, et alors il sera soutenu par le vent; mais, à l'extrémité diamétralement opposée de son orbe, l'oiseau recevra le vent par sa face dorsale, ce qui aura pour effet de le faire descendre \ Échappera- t-il à cette chute par l'extrême rapidité de son mouvement pendant ce passage dangereux? C'est là ce qu'il est important de connaître ; et comme l'observation semble insuffisante, il y a lieu d'instituer certaines expériences pour déterminer les conditions véritables du vol à voile.

La forme réelle de la trajectoire de l'oiseau, sa vitesse, ses attitudes aux différents points de son parcours, enfin la direction du vent, tels sont les différents points qu'il est indispensable d'établir.

Dans les publications relatives au vol à voile, on trouve souvent la trajectoire du vol par orbes représentée en plan et en élévation*. Mais si ces figures, tracées sans points de repères fixes, expriment l'aspect général des orbes décrits, on ne saurait avoir une pleine confiance dans leur fidélité. Et môme, en admettant

\. J'ai dit § 12 comment l'oiseau qui vole en orbes change brusquement l'inclinaison du plan de sa queue aux deux diamètres opposés du cercle parcouru, cette inclinaison étant telle, que le vent soulève toujours la queue et la partie postérieure du corps.

2. Cette double représentation se trouve dans le travail de Basté et dans les mémoires inédits de Bazin et de Bretonnière.

qu un observateur exercé puisse tracer avec une précision suffisante la trajectoire de Toiseau voilier, il manquera toujours, dans cette figure, une notion importante, celle des positions de l'oiseau à des intervalles de temps égaux, d'où l'on puisse déduire les phases de sa vitesse.

On a vu § 92 que les trajectoires photochronographiques

Fig. 164. — Trajectoires chronographiques d'un oiseau volaat à voile. P, projection horitontale :

E, élévation (Ûgure théorique).

renseignent complètement sur les phases du mouvement d'un point; une telle trajectoire exprimerait complètement les mouvement de l'oiseau voilier. Mais il n'est pas possible de recourir à la photochronographie ordinaire, puisque l'oiseau planeur se détache en noir sur le fond éblouissant du ciel: l'emploi des chambres noires et du style chronographique (§ 177) répondra à tous les besoins.

La figure 164 représente théoriquement les trajectoires chronographiques de l'oiseau, en projection verticale et en projection horizontale. En P, l'oiseau volait au zénith de l'observateur; en E, la trajectoire a été obtenue par un observateur placé à la même hauteur que l'oiseau. Si les points qui composent chacune de ces trajectoires ont été produits par le style à des intervalles d'une seconde, on verra, d'aprèsl'écartementdifférent de ces points sur la trajectoire P, que la vitesse de l'oiseau, dans son parcours

SOUS le vent, était plus grande que dans son parcours contre le vent. Cela donnera déjà la notion des vitesses relatives.

La trajectoire E, en projection verticale, se prête mal à Testimation des vitesses, car Técartement des points y est altéré par la perspective; mais, en revanche, les différences de niveau sont très sensibles dans cette figure : on y voit, par exemple, que Foiseau monfe contre le vent et descend quand il a vent arrière.

La combinaison des trajectoires P et E permettra d'estimer géométriquement les dimensions des orbes, et par conséquent, la vitesse absolue de l'oiseau, à chaque instant de son vol.

Quelques photographies instantanées, prises à différents points du parcours de l'oiseau, renseigneront au besoin sur ses changements d'attitudes. Enfin^ si l'on voulait connaître exactement la vitesse et la direction du vent, j'imagine qu'en lançant quelques petits ballons perdus, l'un d'eux au moins aurait chance de parcourir le champ observé, et l'on en pourrait également tracer la trajectoire chronographique.

Ce plan d*expérience est fort simple, eu principe, mais la réalisation en sera peut-être difficile. Avant tout, il faudra que Texpérimentateur se transporte, avec ses appareils, dans les pays oii les Aigles, les Vautours et les Pélicans donnent le spectacle du vol à voile. Mais l'importance des résultats qu'il s'agit d'obtenir mérite bien qu'on ne s'arrête pas aux difficultés de l'expérience.