I.AIi. MAIIKV

Le petit appareil que je viens de décrire a 0,33 d'envergure et pèse 6 grammes ; il est mu par un ressort qui ne pèse que 0gr,G0 centigrammes, et cependant il donne un excellent vol, de peu d'étendue, il est vrai (7 à 8 mètres de parcours), mais cela me paraît suffisant, vu la petitesse du ressort, et me démontre le bon parti qu'on peut tirer des considérations que j'ai indiquées plus haut au sujet de la position du centre de gravité de l'appareil.

Encouragé par ces résultats, j'entrepris de modifier clans le môme sens mon oiseau à air comprimé. Je lui fis donc de nouvelles ailes très-grandes; je diminuai l'amplitude des battements et j'assurai le mieux possible le jeu des ressorts qui doivent produire le changement d'inclinaison du plan de l'aile. J'eus soin de placer le centre de gravité au tiers environ en avant du centre de sustension. Remettant alors la machine au manège, je constatai peu de progrès.

rus. Ces humérus qui portent les deux ailes sont mobiles autour d'un axe longitudinal commun qui peut être incliné en temps utile par une bielle mue par l'autre manivelle, de sorte que si la manivelle qui produit l'élévation et l'abaissement des ailes passe au point mort, l'autre manivelle est au point convenable pour incliner l'axe des ailes avec la plus grande vitesse ; ce moment est précisément celui pendant lequel les ailes sont, soit en haut, soit en

Fig- 25. — AA.^Axe commun des ailes. — BD. Bielles produisant l'élévation et l'abaissée des ailes. C. Bielle produisant l'inclinaison de l'axe des ailes, ce qui donne le changement de plan.

bas de leur course, j'obtiens ainsi un changement de plan forcé. La machine est disposée de telle façon que, pendant l'abaissée, l'aile a une inclinaison oblique de 2 à 5 degrés environ, la face inférieure regardant en arrière ; et pendant la remontée, environ 35 degrés, la face inférieure regardant alors en avant. Les ailes, que les années précédentes j'avais cru devoir construire avec les matériaux les plus légers, sont ici relativement très-lourdes ; elles sont en soie

Pensant que la rigidité des attaches devait gêner les réactions tant horizontales que verticales, je disposai des intermédiaires de caoutchouc, notamment dans la suspension du bras du manège, ce qui me fournil, ainsi qu'on va le voir, un moyen de mesurer la quantité dont l'oiseau mécanique s'allège en battant des ailes.

Le bras du manège, non chargé, c'est-à-dire quand il ne porte pas l'appareil volant, s'élève au-dessus de l'horizontale d'un certain nombre de degrés ; je prends un point de repère qui me permettra tout à l'heure de retrouver cette hauteur et de voir jusqu'à quel point le bras du manège s'en approchera quand il portera l'appareil volant. On fixe alors l'oiseau mécanique sur le manège, le bras s'abaisse beaucoup sous ce poids tant que la machine n'agit pas; on fait voler la machine, et au

et représentent environ le tiers du poids total delà machine. Je n'ai pas craint de diminuer l'amplitude des battements tout en ayant un voile très-large, puisque j'étais assuré que le changement de plan s'effectuerait. Le centre de gravité est placé un peu en avant du centre de sustension et je puis le porter plus en avant encore au moyen d'un long bec en plume que je charge plus ou

Fig. 36. — Ensemble de l'appareil vu pai- le dos. On remarque à l'avant le long bec en plume, chargé de cire.

moins de cire (fig. 30). Jusqu'à présent, je crois que ces dispositions n'ont pas été prises pour les appareils reproduisant le vol, et c'est peut-être la raison pour laquelle certains chercheurs, s'ils n'ont pas abandonné l'emploi d'ailes factices, leur mit du moins préféré le système de Henson.

moment où elle passe en face du point de repère, un aide marque la hauteur qu'elle atteint. On peut alors constater que ce point est sensiblement au-dessous de celui qui marque la hauteur qu'atteignait le bras du manège non chargé ; l'oiseau ne s'est donc pas allégé de tout son poids. Lorsque l'expérience est terminée, je détache l'oiseau et Je le remplace par des poids que je gradue jusqu'à ce que le bras du manège ait la même hauteur que lorsqu'il portait l'appareil volant, je reconnais ainsi qu'il s'en faut de 250 à 280 grammes pour que celui-ci se soutienne seul. Depuis les dernières modifications le poids de la machine est monté à 1100 grammes environ, sans compter le poids de l'air comprimé ; elle s'allège donc, envolant, à peu près des trois quart de son poids. La dépense de force est d'environ 2 kilogrammètres par seconde, ainsi que je puis le constater par la lecture du manomètre et d'après la vitesse des battements enregistrés au moyen des appareils de M. Marey.

On remarquera, d'après les chiffres ci-dessus, que l'appareil dépense déjà moins de force que dans les premières expériences ; je ne puis lui en faire dépenser davantage, la grandeur de ses ailes lui faisant trouver sur l'air beaucoup plus de résistance qu'avec les ailes plus petites que j'employais précédemment.

J'ai fait encore avec l'appareil une autre expérience assez intéressante pour être rapportée. Je place l'oiseau sur une sorte de petit vélocipède très-léger que j'ai construit à cet effet, et composé d'un bâti porté par une grande roue en avant et deux roulettes plus petites à l'arrière, le tout pesant environ 300 grammes ; sa hauteur est telle que les ailes puissent battre sans toucher terre. Sur cet appareil, la vitesse de translation est moins grande qu'au manège et l'on observe que les réactions verticales sont assez puissantes pour que les roues de derrière soient, à chaque battement d'ailes, élevées au-dessus du sol, de sorte que, la roue de devant portant seule, l'équilibre est bientôt perdu. J'espérais que, dans ces conditions, l'appareil acquerrerait assez de vitesse pour voler librement, je fus encore trompé dans mon attente.

11 est vrai, me disais-je, que l'entraînement du chariot à roulettes, ou du bras du manège et do ses accessoires, à travers l'aii1' doit absorber une certaine partie du travail produit par la machine, et peut-être l'appareil volera-t-il enfin lors-

qu'il sera débarrassé de ses entraves ? J'essayai de faire voler l'appareil en le lançant à l'air libre; il tomba encore, comme si je n'avais rien changé depuis les expériences de l'année précédente.

Je m'occupai alors de rechercher si l'exagération de la voilure ne serait pas nuisible, et je construisis un nouvel appareil dans lequel le rapport du poids à la voilure devait être le même que dans la nature. Je pris pour type la huppe du poids de 60 grammes. J'utilisai une ancienne machine motrice un peu modifiée pour sa nouvelle destination, et j'eus soin de ne pas oublier la position relative du centre de gravité. Les mouvements de cet appareil me paraissent bons et cependant il ne peut voler, les battements d'aile sont précipités, le ressort de caoutchouc s'épuise rapidement et la dépense de force est évidemment considérable. Je grandis alors un peu la voilure, mais sans plus de succès. Alors je n'hésite pas à grandir de beaucoup les ailes; une troisième paire adaptée à la machine a des proportions ordinaires comme rapport de la largeur à la longueur ; mais l'envergure a environ 0m75 au lieu de 0m45 que la nature me donnait comme exemple. Avec cette disposition, je constate un mieux sensible; les battements sont plus lents et l'oiseau parait mieux se soutenir, mais il ne parcourt que quelques mètres, et l'on voit cependant que la force ne lui manque pas. Or cette médiocrité de résultat me parut s'expliquer par les considérations suivantes :

Lorsque l'aile remonte, le voile se masque derrière la grande nervure, et plus la vitesse de translation est considérable, plus l'inclinaison de ce voile est voisine de l'horizontalité. Or, cette vitesse n'existe pas ici; lorsque l'aile esl arrivée en haut de sa course, le voile est très-oblique, il esl d'ailleurs appelé à celte position par un ressort qui doit être vaincu pendant l'abaissée. Mais la grande nervure étant viôlemmenl rejetée en luis aussilôl qu'elle a atteint son maximum de hauteur, ci cela sans aucun temps cl'arrél pendant lequel la translation ferail prendre au voile une position plus horizontale, il en résulte que l'aile no prend qu'au milieu de sou abaissée la position utile qu'elle doit avoir, el rriémë, si l'amplitude des battements esl petite ci le voile un peu large,

il n'y aura plus du tout d'effet utile. Du moment que les ailes ne se placent pas convenablement sur l'air, l'appareil ne peut jamais avoir de translation, quelle que soit la position relative de son centre de gravité.

Il se passait certainement dans mon appareil quelque chose d'analogue, et pour m'en assurer, je construisis une quatrième paire d'ailes plus étroites et un peu plus longues, l'envergure atteint 0"',80 et la largeur 0m,10.

Fig. 37. — l. Première paire d'ailes, représentant à peu prés la voilure de la huppe. — 2. 2e paire : la même un peu grandie. — 3. Ailes agrandies de beaucoup. — Ces 3 paires n'ont pas donné de résultats satisfaisants. — 4. Dernière paire, avec laquelle l'appareil vole très-bien.

Dans ces nouvelles conditions, j'obtins un résultat excellent : l'appareil, dans diverses expériences, a donné des parcours variables de 20 à 30 mètres; son poids était toujours 60 grammes et celui de son ressort 15 à 16. Ainsi, la forme

VOL MÉGANIQUE. 103

de l'aile de l'oiseau est subordonnée à l'amplitude de ses battements. "YVenham nous a fait voir qu'une aile peut avoir une aussi bonne fonction quand elle est étroite que lorsqu'elle est large, et M. Marey a déjà signalé ce fait que les oiseaux dont l'amplitude des battements est faible ont toujours l'aile trèslongue. La nature nous montre cette disposition dans les mouettes, les albatros et la plupart des oiseaux de mer. Ces oise'aux ont généralement une voilure qui, proportionnellement, est au moins double de celle des autres, et chacun sait avec quelle facilité ils paraissent voler.

Je crois que cette aile longue et étroite est le type que l'on doit préférer; mon dernier appareil s'en rapproche plus que ceux que j'ai construits jusqu'à ce jour, et il me donne le meilleur résultat. Je dispose donc, sur mon grand oiseau à

Fig. 38. — Ensemble de l'appareil qui m'a donne les meilleurs résultats. — On y remarque que l'envergure esi grande relativement à la largeur du voile.

air comprimé, des ailes à peu prés semblables, comme proportions, à celles qui venaient de si bien réussir, et je fais les expériences suivantes qui me semblent avoir un grand intérêt.

Le problème à résoudre est toujours celui-ci: Quelle est, en kilogrammètres par seconde, la force nécessaire pour faire

voler un poids donné? Quelque longue que soit la distance parcourue par un petit appareil, la construction de celui-ci n'a pas d'utilité si l'on ne peut estimer la force qu'il a dépensée en un certain temps; la préoccupation la plus importante n'est donc plus d'obtenir le parcours le plus étendu possible, mais d'évaluer la force qui a été dépensée dans le vol.

Revenant à mon dernier appareil, j'en remonte le ressort, d'abord très-peu, et j'essaye s'il vole. Il ne vole pas; je le remonte encore de quelques tours, et ainsi de suite, jusqu'à ce que le vol existe et que l'oiseau se soutienne sur l'air pendant quelques battements seulement, ce qui sera suffisant. Je constate ainsi que l'oiseau peut voler lorsqu'il est assez remonté pour se soulever, lorsqu'il est suspendu par l'extrême pointe de ses ailes. Si alors je remonte encore un peu le ressort, de façon à avoir quelques battements utiles de plus, je constate que l'oiseau, approché de terre au départ, peut être lancé légèment vers le sol de façon à ce que le corps et les ailes viennent y toucher ; on peut le voir alors s'élever pendant quelques battements pour retomber bientôt.

Cette expérience permet de déterminer le minimum de force nécessaire pour que l'appareil puisse voler. Or, il s'agit de chiffrer cette force, et voici comment je le fais approximativement, ne pouvant pas encore en donner une mesure rigoureuse.

Il est constaté depuis longlemps, et j'ai pu l'observer moimême au moyen de mes divers appareils, que la vitesse d'une aile est sensiblement la même pour tous les oiseaux, si l'on considère le chemin parcouru, dans un même temps, par un même point de l'aile. Cette égalité, bien entendu, n'existe qu'en plein vol et à battements continus. Ainsi, tel oiseau dont la pointe de l'aile doit parcourir un arc de cercle de 90 degrés, par exemple, et dont l'envergure sera de 1 mètre, donnera trois battements par seconde. La pointe de son aile aura fait ainsi une course de 4m,50 environ clans le sens vertical, en ne tenant pas compte de la translation. Tel autre sera obligé de donner le double de battements, s'il est moitié plus petit, et ainsi de suite, de sorte que la vitesse de l'aile est toujours la même. Ceci ne peut être donné comme une loi

rigoureuse, mais il est facile de voir qu'il y a dans la nature une tendance dans ce sens.

Je prends donc mon grand ois"eau et je le suspends par les extrémités de ses ailes, puis je le mets sous pression en montant graduellement jusqu'à ce qu'enfin il se soulève sous l'action de l'abaissée des ailes. Je constate alors que le manomètre marque 15 kilogrammes et je trouve, sur les graphiques obtenus au moyen des appareils enregistreurs, qu'à cette pression la vitesse des battements est d'environ 1 mètre 1/5° par seconde, ce qui correspond à 1 kilogrammètre 70. Or, l'appareil, y compris l'air comprimé, pèse maintenant à peu près 1,130 grammes, ce qui donnerait environ 50 kilogrammes de poids par force de cheval .

Lorsque j'ai dit plus haut que je ne pouvais pas encore donner une preuve rigoureuse de ces chiffres, c'est parce que, dans ces conditions, je n'ai pas encore pu faire voler mon grand oiseau. Mais, puisque les petits appareils volent tous clans ces conditions, ce dont je me suis assuré une fois de plus en construisant un petit oiseau de 12 grammes, qui donne à peu près le mémo résultat que le précédent avec 2gr,20 de ressort, je ne vois pas de raison pour qu'un grand oiseau ne puisse se conduire de la même façon. Or, comme le grand appareil ne se soutient pas encore d'une manière satisfaisante, je me décide à entreprendre une nouvelle série de recherches et transporte de nouveau tout mon matériel à la campagne. Je terminerai donc ici l'exposé des expériences que j'ai faites.

On remarquera que, dans tous ces travaux, je n'ai tenu aucun compte des théories plus ou moins justement basées sur les mathématiques et émises par divers auteurs. D'après ce genre de calculs on a même cru pouvoir donner des valeurs numériques; ces chiffres, je les ai toujours considérés, à lori peut-être, comme prématurés, parce qu'aucune expérience complète et concluante n'est venue les corroborer. Les appareils volants qui ont été construits jusqu'à ce jour exigent, presque tous, des dépenses de force considérables qui ne sont pas du toul en rapport avec les théories mathématiques avancées. Mais,medira-t-on, ces appareils sont encore imparfaits. Dans ce -cas, il faut se hâter de les perfectionner sùffisaitt-

ment, afin qu'ils puissent servir de preuve aux chiffres donnés par leurs auteurs. Il est facile, en théorie et sur le papier, de faire voler un oiseau avec une force quelconque ; mais à l'atelier, les outils en mains, on trouve les oiseaux artificiels plus récalcitrants. C'est pourquoi j'ai préféré la voie des expériences, et c'est sur elles seules que je baserai mes chiffres, si j'arrive à quelque résultat susceptible d'application.

Dans la relation de mes expériences, je n'ai pas eu la prétention de n'exposer que des idées absolument nouvelles; je crois bien qu'en matière d'aviation tout a été dit, mais presque rien n'a été prouvé ; par conséquent, on ne peut prendre pour base les travaux contradictoires des différents auteurs. L'expérimentation doit seule servir de guide pour réaliser de nouveaux progrès.

Je ne prétends pas non plus déterminer la force que l'oiseau dépense en volant, mais ce que je dépenserai avec une machine pour imiter le vol. Certainement mes chiffres ne seront bientôt plus exacts, les perfectionnements les auront bientôt réduits; je m'en réjouirai, car alors l'aviation aura progressé. Quant à arriver aux minimaqui semblent correspondre à la dépense que font les oiseaux naturels, je crois qu'il n'y faut pas songer; mais on pourra s'en rapprocher de plus en plus. Comment l'homme arrivera-t-il jamais à imiter une aile? Cette aile, au premier aspect, semble pouvoir être remplacée par un voile mobile; mais, après un examen plus approfondi, on reconnaît une -machine très-compliquée dont chaque partie a une fonction spéciale, et surtout une souplesse et une élasticité si sagement réparties "qu'on doit renoncer à contrefaire une telle perfection.

Les ailes des chéiroptères, qui paraissent d'abord [dus simples que celles des oiseaux, sont aussi de véritables chefsd'œuvre de l'inimitable nature.

J'ai pu remarquer, avec mon grand appareil, qui me permet, si je le désire, de constater la dépense de force de chaque battement, que (l'appareil tournant au manège) les ailes peuvent faire une révolution complète en une seconde lorsque la pression est de 12 à 13 kilogrammes, ce qui ne fait pas J. kilogrammètre 1/2.

Remarquons que la voilure de la machine correspond à celle d'un aigle dont les battements auraient environ la même fréquence ; on entrevoit que, si cet oiseau est supposé peser 6 kilogrammes, il lui suffit, pour voler, de dépenser le quart de son poids en kilogrammètres, autrement dit, d'élever le quart de son poids à un mètre par seconde. Gela permettrait à un oiseau naturel imaginaire, de la force d'un cheval, de peser 300 kilogrammes en plein vol. Je ne prétends pas qu'un aigle dépense aussi peu de force, pas plus qu'aucun autre oiseau; mais je ne puis m'empècher d'admettre que ces chiffres se rapprochent peut-être sensiblement de la vérité. M. Marey nous a montré que les muscles de l'oiseau ne sont pas susceptibles de développer un travail bien extraordinaire, qu'ils paraissent même plus faibles que ceux des mammifères. La thermodynamique, d'après le même auteur, ne nous fait pas non plus supposer une grande dépense de force de la part de l'oiseau. Enfin, à voir l'aisance avec laquelle l'oiseau semble voler et le temps fort long pendant lequel le vol peut se soutenir, on est tenté d'admettre que l'oiseau qui vole ne dépense pas proportionnellement plus de travail qu'un mammifère qui se promène, et il semble probable que cette dépense est très-faible. Si réellement la machine naturelle donne de semblables résultats, notre mécanique a encore bien des progrès à faire.

CONCLUSIONS

L'objet des recherches qu'on vient de lire était d'imiter le mécanisme du vol de l'oiseau qui me semble être, de tous les animaux volants, celui dont le type est le plus favorable à la bonne utilisation du travail.

L'oiseau mécanique doit, comme l'oiseau véritable, avoir une double aptitude : celle de planer sans battre dos ailes, on glissant sur l'air avec le moins de chute possible, cl celle de -c soulever contre la pesanteur.

Afin de donner à mes appareils la faculté de planer, j'ai