SENSATIO^S DR TACT DANS LES DIFFÉRENTES RÉGIONS DU CORPS

Je n'ai pas pu étudier la sensibilité de la face antérieure des doigts avec ce diapason. La fusion ne s'obtient pas, même lorsque les curseurs sont reculés jusqu'à la fourche et que, par conséquent, le nombre des chocs est le plus grand.

Il faut donc, pour fusionner les sensations des chocs reçus à la face antérieure des doigts, plus de 70 vibrations par seconde. Les quelques résultats numériques relatés plus haut confirment l'opinion que j'avais émise (1), à savoir, que la persistance est variable selon les régions et d'autant moins longue que la partie soumise aux chocs est plus sensible.

Ils montrent, de plus, la dissemblance qui existe dans la ■durée de la persistance, selon qu'on l'étudié par l'un ou l'autre des deux procédés d'expérimentation. Ainsi, tandis que la simultanéité de chocs reçus par les orteils apparaît lorsque ces chocs se suivent à 1/40 de seconde, la fusion, au contraire, ne s'observe qu'avec 56 vibrations doubles.

Il existe donc des différences dans la perception de la persistance, suivant qu'on l'étudié par le procédé de la fusion ou par celui de la simultanéité. Il serait difficile de donner, actuellement, quelque explication de ces résultats dissemblables.

(l) Travaux du Laboratoire, 1877.

Par V. TATIN

En poursuivant, pendant le cours de cette année, les expériences sur le mécanisme du vol des oiseaux (1), j'ai obtenu des résultats qui m'ont paru assez importants. x\ssurément la réalisation du vol mécanique n'est pas encore atteinte, mais se montre comme un but éloigné peut-être, accessible à coup sûr.

Dans mes recherches, j'ai toujours eu en vue deux objectifs :

1° Contrôler les théories physiologiques nées de l'observation du vol des oiseaux et des expériences faites sur le vivant ;

2" Chercher si les ressources actuelles de la mécanique ne sont pas impuissantes à reproduire les actes du vol. A cet égard, ma conviction est faite, et je crois facile de démontrer aux plus sceptiques que le vol n'exige pas une dépense de travail supérieure à celle que peuvent fournir les machines dont nous disposons. La difficulté réside en outre dans la bonne utilisation du travail moteur ; c'est à l'expé-

(1) Voir, pour les premiers résultats que j'ai obtenus, Travaux du laboratoire, t. II, p. 87.

26i V. TATIN.

rience qu'on doil demander la détermination des conditions les plus favorables à l'application de ce travail.

J'ai déjà exposé (1) comment, cà la suite de certaines expériences concluantes, j'ai été conduit à regarder la relevée de l'aile pendant le vol comme absolument passive. Un petit appareil à ressort de caoutchouc m'avait servi dans ces expériences, et comme il fut bientôt brisé, je pensai à employer, pour de nouvaux essais, la dernière machine à air comprimé que j'avais construite. Je modifiai cette machine de façon à assurer la liberté absolue de l'aile une fois arrivée au bas de sa course. On comprendra facilement que l'appareil devait, pour cette nouvelle fonction, avoir toujours une certaine vitesse de translation. L'appareil, disposé sur un manège auquel il devait imprimer un mouvement de rotation, prenait une vitesse tellement grande que je ne doutais pas qu'une fois abandonné à l'air libre il n'eût une vitesse plus que sufllsaute pour que la remontée de Taile s'effectuât. A ma grande surprise, il n'en fut rien, et la machine, dégagée de toute entrave, eût au contraire moins de vitesse.

La seule raison plausible de ce fait curieux me paraît celleci : lorsque l'oiseau est au manège, qu'il a une certaine vitesse et que l'aile arrive au bas de sa course, celle-ci présente légèrement en avant sa face inférieure ; il doit en résulter un soulèvement, mais au détriment de la vitesse acquise ; or, au manège, cette vitesse est aussi celle du bras et des haubans, dont le poids est plus grand que celui de l'oiseau, et l'inertie de cette masse additionnelle lui fait continuer sa course sans ralentissement appréciable. A l'air libre, au contraire, lorsque l'oiseau arrive à la même position, sa grande légèreté et son volume relativement énorme font qu'il se ralentit assez pour ne plus agir sur une quantité d'air suffisante; il se rapproche alors des conditions dans lesquelles se trouverait un oiseau qui volerait presque sur place ; la puissance de la machine devient alors insuffisante et l'oiseau tombe obliquement.

Pour continuer ces recherches et élucider complètement ce point important de la physiologie du vol, la construction

(1) Travaux du Lahovaloiro, t. II, p. 9ii et suiv.; et l. III, p. 2911.

d'une machine aussi forte, mais beaucoup moins volumineuse, devenait nécessaire.

Un grand nombre de personnes ont étudié le mécanisme du vol, bien des théories ont été émises à ce sujet; je n'entreprendrai pas de les discuter, et me contenterai d'exposer les idées que m'ont suggérées mes expériences personnelles.

Je ne veux considérer que le plein vol, dans les grandes espèces, c'est-à-dire celui qui me semble le plus pariait et en même temps le plus facilement imitable avec les moyens mécaniques dont nous disposons.

Dans ce genre de vol, la vitesse de l'oiseau doit être toute passive et il suffit pour cela que le centre de gravité soit toujours placé assez en avant du centre de sustention. J'ai développé suffîsament ailleurs (1) ce point important. 11 est bien admis que plus la vitesse est grande, plus la sustention est facile, parce que l'aile, en s'appuyant sur l'air, a un recul (2) proportionnellement inverse de la vitesse. Cette vitesse passives permet à l'aile de s'appuyer su? l'air presque horizontalement ; il en résulte une dépense de force minimum, puisque l'utilisation est plus parfaite. Pour la relevée, l'aile ne doit présenter en avant sa face inférieure que d'une façon insensible, pour éviter le ralentissement de la translation, et seulement assez pour obtenir le relèvement sans chute bien marquée du corps. On entrevoit qu'une machine suftisamment parfaite serait, comme l'oiseau en plein vol, un planeur continuel ne donnant quelques battements que pour compenser une chute qui, dans de bonnes conditions, ne dépasserait pas 1/8 du chemin parcouru. x\insi, pour une vitesse moyenne de 12 mètres par seconde, le travail de sustention serait d'environ un cheval-vapeur par 50 kilogrammes de poids (3).

Je parle ici d'après des données expérimentales fournies par des appareils artiticiels, c'est-à-dire que ces chiffres ne sont applicables qu'à ces appareils mêmes. On peut se reporter

(1) T. Il, p. 87, eu Acod. dos sciences, t. LXXX, p. iôS.

(2) Recul, pris dans le mônic sens que pour les hélices propulsives.

(3j II aurait élé fait dans ces derniers temps des expériences avec des planeurs qui auraient atteint la vitesse de 18 mètres par seconde. La chute dans ce cas a dû être moindre; mais je manque de renseignements précis.

pour la dépense probable de l'oiseau naturel à une expérience relatée à la fin du mémoire publié à cette place en 1876.

Parmi les diverses théories du vol, il en est une qui est au moins très intéressante et qui a réuni un certain nombre de partisans; c'est celle qui consistée diviser l'aile en deux parties, l'une active, l'autre passive; la première, ramant toujours, située en dehors et servant à donner la propulsion; la seconde, plus large et plus rapprochée du corps, faisant constamment l'office de cerf-volant pour soutenir le tout. Cette distinction est, en apparence du moins, très rationnelle ; cependant, je ne crois pas à la propulsion de l'oiseau par un coup d'aile agissant à la façon de la rame; je l'attribuerais plutôt au glissement sur l'air, ainsi que je l'ai dit plus haut, du moins pour les grands volateurs, ceux dont le vol me semble le plus intéressant.

Il est possible que, chez les petits oiseaux, il se passe quelque chose qui donne raison à la distinction des deux effets de l'aile : effet propulseur et effet de soutènement ; voyons où nous pouvons être conduits en admettant ce double effet et en partant de ce principe pour construire un oiseau artificiel.

Il nous faudra d'abord assurer la mobilité de l'extrémité de l'aile, afin qu'elle agisse bien à la façon d'une branche d'hélice en descendant; en remontant, elle pourra, ou s'appuyer sur l'air, comme la partie passive dont elle est le prolongement, ou, sans grand inconvénient, frapper l'air par sa face dorsale, pourvu que la partie dite passive ne s'appuie jamais que par sa face inférieure ; dans ce cas, nous aurions un peu moins de soulèvement et un peu plus de propulsion ; l'un des effets peut compenser l'autre, et notre extrémité d'aile fait encore branche d'hélice en remontant.

Ce genre de vol est sans doute fort intéressant à étudier, et il a dès longtemps attiré l'attention des expérimentateurs. C'est ainsi que Henson, en 1843, proposait de faire un grand oiseau à ailes fixes, ou, pour mieux dire, n'ayant que la partie passive des ailes, et dans lequel la propulsion devait être obtenue au moyen de doux hélices, depas contraires et tournant en sens inverse l'une do l'autre, pour conserver la stabilité.

C'était tirer ingénieusement parti de cette théorie et, après Henson, un certain nombre d'auteurs ont émis des projets analogues, tous appuyés sur le même principe. Les différences ne portent que sur des détails d'importance tout à fait secondaire. Henson fit imprimer des plans détaillés de sa machine, dans laquelle il paraît avoir à peu près tout prévu, sauf peut-être la force qui devait être nécessaire pour obtenir son soutien sur l'air. L'exécution en fut entreprise; j'ignore si elle fut terminée; il est probable que non.

Depuis celte époque, Wenham fit quelques essais analogues, mais en se rapprochant un peu plus de l'oiseau naturel, en ce sens qu'au lieu d'hélices, pour la propulsion, il voulut employer des sortes d'ailes longues et étroites destinées à ramer et dont l'effet fut presque nul. La partie passive de l'appareil était formée de plusieurs plans étroits superposés. On voit qu'au fond, c'était encore le principe de Henson.

Malgré ces échecs successifs et bien d'autres encore, j'ai voulu voir si on ne pourrait pas tirer parti de cette idée. Je sais que des appareils analogues, mus par des ressorts de caoutchouc, donnent de très bons résultats; mais la dépense de force n'est pas déterminée. Elle est sans doute considérable, et il était intéressant de savoir si une machine ordinaire dont on peut facilement contrôler la force pourrait être construite avec une légèreté suffisante pour permettre le vol.

Les appareils de Henson et autres, que l'on nomme ordinairement aéroplanes, paraissent tous avoir échoué par leur excès de poids. Il est vrai que, à ma connaissance du moins, on n'a jamais fait de machine d'aucun système suffisamment légère. Je me suis donc proposé d'en faire une de petite dimension, mais suffisante pour des essais qui pourront au moins nous donner la limite de poids disponible pour un nombre connu de kilogramm êtres par seconde.

J'ai pensé qu'avant d'entreprendre ce travail il serait intéressant de rechercher s'il n'existait pas quelques données précises sur la résistance de l'air, qui pussent me servir de guide au début de mes essais.

Un certain nombre d'auteurs se sont occupés de la résistance que peut offrir un fluide sur lequel un plan tend à s'appuyer à diverses inclinaisons. La plupart ont exposé

leurs vues théoriques sans avoir expérimenté; d'aulres ont expérimenté sur l'eau, dont la résistance est à peu près â celle de l'air dans le rapport des densités respectives de ces deux fluides. Le travail de ce genre que je crois le plus intéressant est celui de Thibault (1). Cet auteur ne donne que des chiffres fournis par des expériences faites directement sur l'air, et il pai^ait s'être placé dans les meilleures conditions pour faille ces expériences.

Voici d'après Thibault la résistance que l'air oppose à la translation d'un plan dont la projection verticale serait constante, mais qui formerait avec l'horizon des angles de plus en plus ouverts.

Pour donner plus de clarté atix chiffi^es indiqués par Thibault, je les ai traduits sous foi^me de la courbe A (fig. 68) et celle-ci, à son tour, m'a permis de construire d'autres courbes dont j'indiquerai la signification.

La ligne A représente, par la hauteur de ses ordonnées, la résistance à l'avancement dans l'air d'un plan mû horizontalement et diversement incliné par rapport à sa trajectoire; ainsi, il est vertical à 90 degrés et les inclinaisons sont indiquées, en degrés, sur l'axe des abscisses. Thibault ayant rapporté tous ses chiffres à une unité qui était la résistance d'un plan normal à la direction, et toujours égal en projection, j'ai dû, pour plus de clarté, construire les autres courbes. On remai^quera aussi que ces expériences n'ont pas été faites au-dessous de 10".

Un fait sui^prenant, c'est que la résistance est plus grande lorsque le plan est incliné à 50° que si le plan est normal et de même projection; vers 75", on remarque encore quelque chose d'analogue. On pourrait douter de l'exactitude des observations, si ce fait n'avait été déjà signalé avant les expériences que je cite (2).

La courbe G représente la résistance à l'avancemenl d'un

(1) L'amiral Thévenard, qui avail bien observé, avait même cru pouvoir eu déduire cette conséquence que l'avant d'un bateau passerait plus facilement dans l'eau, avec un avant plat etnormol à la direction, qu'avec )in avant l'orme de deux biseaux à 50"; maisTliibault fait judicieusement observer que ceci est applicable à des plans minces, et non à des solides.

(2) Thibault. Recherches cxpnrimenlales, Brest, 1S2G.

plan toujours égal en surface et dont on aurait fait varier l'incidence. Pour en déterminer les points, j'ai tracé une ligne auxiliaire B, qui n'est autre que celle des sinus de

Xg

cr> 00

u5 in

tO csi

0" à 90°. Par un simple calcul de proportions, j'ai pu tracer G, qui est entre B et OX, comme A est entre YZ et OX.

La résistance au passage d'un plan incliné, mû horizontalement clans l'air, ne peut être que la composante horizontale d'une force normale au plan et dont l'autre composante sera la force soulevante, ou composante verticale ; or, cette seconde force sera à la première comme le cosinus sera au sinus de l'angle que forme le plan avec l'horizon, et nous pourrons tracer la courbe D, représentant la force soulevante. L'examen de ces courbes fournit des données fort intéressantes, et nous fait bien saisir tout l'avantage qu'il y a à attaquer l'air sous les plus petits angles possibles, puisque c'est alors que la résistance à l'avancement est la plus faible relativement à la force soulevante. On peut aussi faire cette remarque, non moins importante, que c'est l'angle de 35° environ qui sera le plus efficace, en cas de nécessité de mouvement brusque et lorsque le volateur aura besoin d'un changement rapide de direction, sans tenir à conserver entièrement sa vitesse acquise, au risque de dépenser un peu plus de force dans les instants suivants. Ce cas doit certainement se présenter lorsqu'un oiseau de proie, par exemple, tombe rapidement sur sa victime et repart sans s'arrêter. Il est probable qu'il a incliné subitement ses ailes à 35" environ, l'angle ouvert en avant, et qu'ainsi presque toute sa vitesse s'est transformée en force soulevante. Il doit aussi se passer quelque chose d'analogue dans ces crochets rapides qu'on peut remarquer chez quelques oiseaux insectivores et mieux encore chez les chéiroptères.

Enfin, ces courbes nous rendront de grands services pour la construction de l'appareil dont j'ai parlé plus haut, véritable oiseau décomposé, et dont nous allons maintenant nous occuper.

Dans ce nouvel appareil, j'ai encore employé l'air comprimé. Je sais par expérience que l'emploi en offre bien des inconvénients. Il a d'abord un poids qui est plus du double de celui de la vapeur d'eau, ce qui oblige à faire des orifices beaucoup plus grands, si l'on veut éviter le retard delà marche de la machine qui pourrait être occasionné par un écoulement trop lent, soit à l'arrivée, soit à l'échappement. La détente, après chaque coup de piston, produit un froid assez considé-

rable pour figer les huiles, mais je n'ai pas remarqué qae cette cause ralentit la marche de la machine. Enfin, la pression clans le récipient diminue d'abord très rapidement, ce qui fait croire, au premier abord, qu'il existe quelque fuite d'air. La cause de cette chute rapide est que l'air, en se rendant à la machine, se détend à l'intérieur du réservoir qui, d'abord, se refroidit considérablement, et il y a condensation rapide du gaz, d'où l'abaissement de pression. La surface du récipient étant très grande, ce refroidissement a une limite, par suite de l'absorption d'un certain nombre de calories empruntés à l'air ambiant et l'abaissement de la pression devient régulier. Ces petits inconvénients, auxquels on pourrait, du reste, remédier, mais avec un certain poids additionnel, sont largement compensés par l'avantage d'obtenir à volonté la pression sous laquelle on veut expérimenter. En outre, avec la machine à air, on peut, sans crainte de se brûler, toucher diverses pièces, placer au besoin les doigts dans le jet d'une fuite; enfin, on n'est pas exposé à ces explosions ou tout au moins à ces déicriations qui, dans les petites machines à vapeur, se produisent si l'eau vient à manquer. Toutefois, je pense que, pour des constructions plus grandes, la machine à vapeur sera préférable et que, de tous les moteurs actuellement connus, c'est le seul qu'il faudra employer.

Je construisis donc un réservoir à air comprimé, formé d'une bande d'acier laminé et roulée en hélice, de façon à obtenir un cylindre de 12 centimètres de diamètre environ ; la bande d'acier n'étant pas très large, j'ai dû faire six tours; les deux extrémités sont fermées par deux cônes assez allongés, de môme matière. La grande longueur des assemblages m'a obligé à employer pour les faire environ i,3Ô0 rivets.

Pour éviter toute fuite, une légère soudure d'étain pénètre tous les assemblages. A l'une des extrémités, est un petit autoclave permettant au besoin d'introduire une bougie dans l'intérieur, pour s'assurer des progrès de l'oxydation inévitable, malgré un enduit qui, fondu dans l'intérieur, doit le préserver.

Ce récipient a une longueur totale de 85 centimètres; sa résistance théorique est de 30 kilogrammes de pression (1). Il

(1) La pression est toujours comptée par centimètre carré de surface.

en a pu supporter 20 expérimentalement et, par conséquent, il est clans les meilleures conditions de sécurité pour travailler de 5 à 10 kilogrammes seulement (Je n'ai pas encore eu besoin de dépasser 7.5). Son poids est cle 700 grammes et son volume^ de 8 décimètres cubes.

La machine, que je me suis efforcé de simplifier, afin d'avoir de la légèreté unie à une grande force, se compose d'un seul petit cylindre oscillant. La distribution se fait par l'oscillation sur une plaque latérale parfaitement dressée. J'évite ainsi le guide, la bielle et l'excentrique, obligatoires dans les autres systèmes de machine. Je puis aussi, grâce à cette disposition, réduire considérablement la lonç-ueur du bâtis. La surface du piston est de 8,5*^^ et sa course de 0"\02. Tout est en acier, sauf le corps du cylindre et les coussinets, qui sont en laiton. Quoique cette machine soit destinée à faire 8 tours par seconde, il m'a cependant paru nécessaire d'y ajouter deux petits volants destinés à faciliter le passage du point mort. Ces volants sont à gorges, afin de recevoir les cordes de transmission. La machine avec ses volants pesait 330 grammes. Elle est fixée sur une petite planchette, et son axe est parallèle à celui du récipient sur lequel cet ensemble est rapporté au moyen d'écrous. De petites conduites en cuivre amènent l'air du récipient, au moyen d'un robinet ; un autre robinet est disposé à l'introduction de l'air en pression dans le réservoir. On se rend compte à chaque instant de la valeur de cette pression, au moyen d'un petit manomètre fixé sur la planchette derrière la machine et indiquant jusqu'à 10 kilogrammes. Perpendiculairement à l'axe de l'ensemble, sont deux pièces de sapin destinées à supporter les transmissions qui communiquent aux hélices la force de la machine. Ces hélices sont formées d'un centre en cuivre, duquel partent 4 branches en jonc garnies d'un voile en soie maintenu dans la forme convenable, comme contour et comme galbe, au moyen de fines nervures en jonc filé. Leur diamètre est de 40 centimètres et leur pas de 46 centimètres environ. Leurs arbres portent chacun une petite poulie de bois dont le diamètre est à celui des volants comme 1 : 3.

Elles sont placées de chaque côté de l'appareil et en avant des plans ou ailes fixes. Les transmissions sont des cordes

à boyau passant dans les gorges des volants ; elles se réfléchissent à angle droit sur des poulies de renvoi, et se rendent aux poulies des arbres d'hélices qui sont à 0"\50 l'une de l'autre. Les plans sont placés immédiatement sous les arbres, et ont ainsi leur bord antérieur au niveau de la planchette qui est sur le récipient ; leur bord postérieur est un peu plus bas et tel, que l'angle ouvert en avant, ait avec l'horizon, près de 6 degrés d'incidence, ce qui correspond à sinus 0,10; leur largeur est de 0"\40 et leur envergure r",90. Leur contour est de jonc et leur voile en taffetas de soie. Leur poids est d'environ 100 grammes pour chacun ; ils sont maintenus dans la position utile par un certain nombre de haubans. A l'arrière est une queue analogue à celle d'un oiseau et dont la fonction consiste à maintenir l'appareil dans une direction suffisamment horizontale. Elle agit à la façon de celle des petits planeurs simples.

Le poids des différentes pièces, queue, bâtis des transmissions, haubans, hélices, etc., joint à celui des pièces principales que j'ai indiqué, porte l'ensemble àl kilogr. 600. Pour obtenir la pression d'air suffisante, j'ai construit une pompe à air du système de M. P. Giffard, qui me permet de porter la pression à 10 kilogrammes. Cette pompe est indépendante et se raccorde au récipient au moyen d'un tube de cuivre assez long et tenu pour être flexible.

Nous voici maintenant en possession d'un véritable aéroplane avec lequel il s'agit d'expérimenter. Je dois faire remarquer que, sauf peut-être la légèreté relative de sa construction, cet appareil est à peu de chose près, semblable à celui que propose Henson. Je ne parle que des organes principaux : plans, queue et hélices.

J'avais d'abord hésité à entreprendre cette construction à cause de la prévision du peu de rendement d'une aussi petite machine à mouvement circulaire ; en effet, dans ces dimensions on peut s'estimer heureux d'obtenir 25 à 30 0/0 (1), tandis que dans les petites machines à mouvement rectiligne alternatif que j'avais construites jusque-là pour des oiseaux à ailes

(1) Le rendement des grandes machines analogues peut atteindre 85 0/0 assez facilement, la crainte d'un trop faible rendement n'était donc fondée que parce que la machine est très petite.

274 V. TATIW.

battantes, le rendement, que j'ai constaté expérimentalement, est presque total, c'est-à-dire varie entre 95 et 100 0/0.

Les premières expériences consistèrent naturellement à m'assurer de la bonne fonction de tous les organes, l'appareil étant maintenu captif ; tout me parut parfait et je pensai alors à mesurer la force de la traction des hélices ; l'expérience fat facile, je suspendis l'appareil verticalement à un petit dynamomètre que j'ai construit spécialement pour ces expériences ; avec une pression de 5 kilogr. 5, j'obtins un allégement de 200 grammes, mais la machine paraissait tourner avec une vitesse peu en rapport avec ce résultat et sa dépense de force était certainement excessive.

Cependant, en nous reportant à la iîgure 68, nous pouvons voir qu'à G" la résistance à l'avancement est à la force soulevante comme 1 : 10 à peu près ; donc, rigoureusement la traction devait être suftisante pour obtenir le soulèvement du poids total ; mais il fallait compter avec autre chose que des plans simples; en effet, nous avons en plus le récipient, la machine, l'épaisseur des' plans, les haubans, etc., enfin, de quoi doubler ou à peu près, la résistance à l'avancement. L'idée me vint alors de rechercher si les tours d'hélices correspondaient bien aux tours de machine dans les proportions pour lesquelles ces pièces étaient construites ; or, l'expérience me montra qu'il s'en fallait de beaucoup.

Je crois intéressant de rapporter une des expériences que je lis pour constater le glissement des cordes sur les gorges des poulies, glissement qui seul pouvait être la raison du retard de la rotation des hélices. Le levier d'un tambour manipulateur (1), fut appuyé sur le cylindre dont l'oscillation communiquait son mouvement à la membrane de ce tambour ; d'autre part, une petite came fut fixée sur un des arbres d'hélices et sa disposition lui permettait d'agir, à chaque tour, sur un second tambour à levier; deux tambours récepteurs furent mis en communication avec les premiers et inscrivirent ensemble sur un cylindre enregistreur les deux vitesses qu'il s'agissait de comparer, or voici le graphique curieux et inat-

(l) Voir Marey, Lu Méthode (jraphique, f . 44().

tendu que j'obtins au commencement et à la fin de l'expérience (fig. 69).

Fig. 69. — HH. Tours d'hélices au commencement et à la lin de l'expérience. — MM. Tour, correspond.ants de la machine.

Je rappelle que les hélices devaient faire trois tours pour un tour de machine, et l'on voit que c'est presque le contraire qui eut lieu, au début, à la pression 6 kilogrammes que j'employai dans cette expérience; la première partie du graphique représente cette phase, dans laquelle la machine fit près de vingt-cinq tours par seconde, tandis que les hélices n'en faisaient que dix à onze. La seconde partie du graphique est empruntée à la même expérience, mais lorsque la pression fut descendue à 3 kilogr. 5, on voit qu'alors tout se passait dans des conditions assez satisfaisantes, les rapports étant à peu près ceux que la construction faisait prévoir. Plusieurs autres essais furent faits, en changeant les cordes qui d'ailleurs s'allongent trop rapidement pour servir longtemps ; je les enduisis autant que je le pus de colophane pour mieux assurer leur adhérence et enfin, j'en vins à les remplacer par des cuirs ronds tels qu'on en emploie ordinairement dans les machines à coudre. Ces cuirs furent également enduits de colophane, et leur grande surface de contact dans les gorges m'avait fait espérer que le glissement des courroies serait enfin supprimé; il n'en fut rien, et les résultats n'en furent qu'insensiblement modifiés. Ces expériences ont du moins servi à quelque chose: d'abord, à démontrer que la transmission d'une force d'une certaine importance ne peut pas se faire utilement avec de trop petites poulies. Ceci soit dit seulement à titre de renseignement pour les personnes qui voudraient construire ou faire construire quelque petite machine analogue. Chacun sait, qu'en grand, on emploie des courroies

276 V. TATl^.

dont le glissement est à peu près nul; enfin, si nous remarquons, sur le graphique ci-dessus, que la vitesse des tours d'hélices est presque la même à toutes les vitesses de la machine, nous pouvons en déduire que les hélices sont, dans ce cas, un excellent frein qui nous permettra de mesurer la dépense nécessaire pour obtenir les dix tours par seconde que font assez régulièrement ces hélices.

Mais comme, d'après mes calculs, c'était 24 tours par seconde qu'il me fallait, en faisant d'avance une part de 20/100 au recul, je ne vis qu'une ressource : supprimer les transmissions et les remplacer par des engrenages. Je détruisis donc le bâtis en bois que je remplaçai par un autre, disposé différemment et approprié à la nouvelle installation. Je lestai légèrement les hélices, afin de pouvoir supprimer les volants, et enfin je renouvelai les nervures principales des plans qui dans certaines expériences avaient fléchi au point de tourner leur face inférieure, non plus en bas, mais tout à fait extérieurement. Le roseau remplaça le jonc et la rigidité fut parfaite. Ces moditications terminées, l'appareil présenta , sauf les hélices dont je parlerai plus loin, l'ensemble présenté par la figure 10, et le poids total se trouva réduit de 0'^,040 ; c'est peu sans doute, mais il faut apprécier les plus petites économies de poids, puisque le poids est le seul ennemi. La première expérience que je fis avec ces nouvelles dispositions fut de m'assurer si la machine, pouvant mieux utiliser sa force, ne pouvait pas communiquer aux hélices une puissance de traction plus grande que précédemment, la traction qui d'abord était de 0'^,200 atteignait maintenant 01^,350 avec une pression de 6 kilogrammes à peine. Ce chiffre m 'ayant paru suffisant, je construisis pour les expériences suivantes un chariot, sorte de petite voiture à 4 roues sur lequel je pensais fixer l'appareil, afin de le laisser courir sans que les hélices puissent toucher au sol. L'emplacement sur lequel j'opérai est une grande plate-forme circulaire en bois; je plaçai au centre un axe vertical autour duquel tournait une boucle formée par les extrémités de deux petits cordages qui de là se rendaient, l'un à l'avant, l'autre à l'arrière de l'appareil ; ces petits cordages étaient destinés à le retenir contre la force centrifuge et lui permettaient de décrire, sur la plate-forme, des cercles de

plus de 40 mètres de circonférence. On a vu que j'ai ajouté à l'ensemble un poids assez important, c'est celui de chariot: il est de 0^200 ; aussi ai-je pensé devoir élever la pression jusqu'à 7 kilogrammes.

Je passerai sous silence une série d'expériences qui n'ont servi qu'à me faire modifier quelques détails d'installation,

jusqu'à ce qu'enfin je me sois trouvé clans les conditions voulues.

J'eus alors la satisfaction de voir l'appareil partir avec une vitesse croissante, au bout de quelques secondes, le chariot ne fait plus qu'effleurer le sol ; enfin il le quitte entièrement à la vitesse d'environ 8 mètres par seconde, ce qui est sensiblement conforme aux calculs. Il décrit au-dessus du sol une courbe analogue à celles que décrivent les petits planeurs libres et lorsqu'il retombe, après sa courbe, le choc est assez violent pour détériorer le chariot. Cet accident se reproduisit, chaque fois que j'expérimentai dans les mêmes conditions ; le chariot fut bientôt complètement détruit et les hélices mêmes ne furent pas épargnées, quoique encore utilisables. J'essayai alors une autre expérience que j'avais déjà faite plusieurs fois, sans succès, faute de dispositions convenables. L'appareil, débarrassé de son chariot est suspendu à deux roulettes à gorge ; ces roulettes peuvent courir très librement sur un fil de fer à télégraphe, de 80 mètres de long et tendu autant que possible. Lorsque la vitesse fut suffisante, l'appareil se souleva au point d'aller heurter une de ses hélices contre le fil de fer. La première roulette arriva avec vitesse heurtera son tour l'hélice qui fut mise hors de service. Ces accidents ne sont pas regrettables, puisqu'ils nous démontrent que l'appareil avait, dans les deux cas, vaincu complètement la pesanteur.

Je dus, pour continuer ces études, refaire un nouveau chariot et de nouvelles hélices, espérant donner à ces pièces assez de résistance pour qu'elles puissent servir à faire une série d'expériences nouvelles, d'où se déduiraient des évaluations numériques du travail dépensé.

Le nouveau chariot n'eut que trois roues, plus grandes et plus légères que celles de l'ancien. Les hélices, au contraire, furent faites plus lourdes, mais leur construction devait leur assurer une moindre résistance à la rotation. Leurs branches furent formées d'une mince feuille de cuivre, aplatie, courbée à chaud, suivant le galbe de l'hélice rationnelle. Les 2/5 intérieurs de chaque branche ne furent formés que par un fil d'acier, cette partie de l'hélice pouvant être considérée

comme dépensant beaucoup de force pour sa rotation, sans grand effet utile pour la propulsion ; le pas et le diamètre furent conservés.

Je n'ai pu, malheureusement, faire avec cet appareil autant d'expériences que je l'aurais désiré ; il reste, en effet, à étudier les résultats à obtenir avec différentes inclinaisons des plans et différents pas d'hélices ; puis, à étudier ce point très intéressant, du rapport le plus convenable de la surface des plans au diamètre des hélices, et enfin la vitesse de translation qui utilisera le mieux la force dépensée.

J'ai pu, cependant, déduire de mes expériences les chiffres suivants qui ne sont pas très rigoureux, mais assez approximatifs pour servir de base à des recherches analogues, si quelqu'un voulait tenter de poursuivre ces travaux. En désignant par A la surface alaire, en mètres carrés (sans la queue), et par V la vitesse de translation, en mètres par seconde, on peut compter avoir pour mesure de la force soulevante O^e^QA^ AV". La machine devra fournir un travail correspondant à 1 kilogr. 5, pour i kilogramme de poids total, ce qui représente la force d'un cheval-vapeur pour 50 kilogrammes ■de poids de la machine.

Ces expériences me paraissent démontrer que la construction de grands appareils plus lourds que l'air, n'a rien d'impossible et que peut-être, dès maintenant, on pourrait tenter l'application pratique de ces appareils à la locomotion aérienne.

Ces expériences devant être coûteuses, je dois, à mon grand regret, renoncer à les entreprendre et serai satisfait si mes essais peuvent encourager d'autres à les poursuivre.

Maintenant, vu la réussite de ce système et les échecs successifs de mes essais précédents, faut-il conclure que la recherche de l'imitation de la nature doive être abandonnée? Pour moi, je ne le crois pas. J'aime mieux admettre que mon dernier travail a été moins imparfait, et que le jour où l'on sera arrivé à faire fonctionner des ailes artificielles avec plus de perfection, lorsque l'étude du vol, en un mot, aura enfin laissé pénétrer les détails, sans doute importants, qui ont dû échapper jusqu'à ce jour, je ne doute pas qu'un oiseau artificiel à ailes battantes ne- donne des résultats supérieurs à tout ce

qu'on obtiendra avec les machines qui tendront à s'écarter des types naturels (1).

(1) Je ne puis terminer ce mémoire sans exprimer ici mes remercîmenls les plus sincères à l'Association française pour l'avancement des sciences, dont les subventions m'ont facilité la construction des appareils qui m'ont servi dans mes premières recherches ; à M. Bischoffsheim dont les libéralités, lorsqu'il s'agit d'un progrès scientifique, sont bien connues et qui a bien voulu supporter la plus grande partie des frais de construction et d'expériences de mon dernier travail; à MM. les officiers du génie dont la grande complaisance m'a permis d'opérer dans de bonnes conditions aux ateliers d'aéroslation de Chalais, et enfin à mon cher maître, M. Marey, dont les conseils ne m'ont jamais fait défaut et dont les encouragements ont si souvent' adouci l'amertume des déceptions.

RECHERCHES SUR LES EFFETS PRODUITS PAR L'EXCITATION DU BOUT CENTRAL DU PNEUMOGASTRIQUE ET DE SES BRANCHES SUR LA RESPIRATION, LE CŒUR ET LES VAISSEAUX

Par A. FRANOOIS-FRANCK.

INTRODUCTION

Ce travail contient les résultats sommaires d'un grand nombre d'expériences, laites depuis 1876, dans le laboratoire de M. \b professeur Marey, et qui ont été, en partie, communiquées, soit à l'Académie des sciences, soit à la Société de biologie (1).

Il s'agit des effets que produisent, sur les actes mécaniques de la respiration, sur le rythme et la fonction cardiaques, sur le calibre des vaisseaux, les ligatures du pneumogastrique ainsi que l'excitation du bout central de ce nerf et de ses branches afférentes.

Ce qui m'a engagé à entreprendre ces recherches, malgré le grand nombre de travaux importants exécutés déjà dans

(1) François-Franck. Comptes rendus Acad. des Sciences. Décembre 187G, octobre 1878, mai 1879, août 1879. — Société do biologie, juillet 1877, octobre 1879, 2, 8, 2^ novembre 1879.

le même sens, c'est que les résultats sont loin d'être concordants et complets : les effets respiratoires produits par l'excitation centripète du pneumogastrique sont encore un sujet de discussion ; les troubles cardiaques réflexes observés dans les mêmes expériences n'ont été qu'indiqués, mais non étudiés avec détails dans leurs variations, dans leurs rapports avec une foule de conditions différentes; les modifications vasculaires ont peut-être encore moins arrêté l'attention.

Ces raisons suffisaient déjà pour légitimer de nouvelles séries de recherches.

Mais j'avais surtout l'espoir d'arriver à la solution d'une question des plus importantes et que voici : étant donné les effets respiratoires, cardiaques et vasculaires que produit l'excitation centripète du pneumogastrique pris en masse, quelle est la part qui revient, dans la production de ces effets, à chacun des groupes de filets sensibles qui se trouvent réunis dans le tronc du pneumogastrique? Les nerfs laryngés supérieur et inférieur, les filets sensibles de la trachée, du poumon, du cœur, de l'œsophage, de l'estomac, etc., concourent-ils également à produire les mêmes effets? N'en est-il pas quelques-uns qui agissent, par voie réflexe, sur la respiration, à l'exclusion du cœur et des vaisseaux ; sur le cœur, à l'exclusion de la respiration, etc. ? End'autres termes, pourrionsnous arriver, un organe innervé par le pneumogastrique étant donné, à déterminer d'une façon précise la nature des réactions qui sont liées à la mise enjeu des filets sensibles de cet organe?

Je savais sans doute qu'une pareille étude nécessiterait des recherches multipliées et un travail de longue haleine ; néanmoins je n'ai pas hésité à l'entreprendre, dussé-je n'en élucider qu'une partie chaque année. Depuis le début de ces études, qui remontent à 1875, et dont quelques résultats ont paru dans les Comptes rendus du Laboratoire pour l'année 1876, jai suivi le programme que je viens d'indiquer, et cependant je ne puis donner dans le travail actuel qu'un petit nombre de résultats nouveaux.

La raison en est, qu'avant de poursuivre l'étude des effets réflexes spéciaux à chacune des branches afférentes au pneumogastrique, j'ai dû reprendre l'examen des réactions du

pneumogaslrique lui-même, n'ayant pas, comme je l'ai dit tout à l'heure, de point de départ assuré dans les résultats des travaux antérieurs.

Cette étude préliminaire constitue la première partie du présent travail.

La seconde partie comprend l'examen des réactions respiratoires, cardiaques et vasculaires produites par l'irritation des nerfs sensibles de l'appareil respiratoire et du cœur.