CHAPITRE III

Des machines et cordages .

ARTICLE PREMIER

j Des machines .

S- ioç). Il arrive souvent que, dans les manœuvres et travaux de l’artillerie, l’on a besoin de mouvoir de grosses masses en 11 y employant que la moindre quantité de force possible ; on est donc obligé de recourir à cet effet à l’usage des machines, dont la mécanique apprend à connaître la théorie.

Comme on ne veut donner ici qu’une description sommaire de celles de ces machines qui sont de l’usage le plus fréquent dans l’artillerie, on se bornera à exposer ceux des résultats de cette théorie qui les concernent spécialement , et on ne s’appuiera des principes de la1 science qu’autant que cela sera nécessaire pour rendre intelligible au lecteur le sujet de cet article.

La plus simple de toutes les machines est le levier.

Ce n’est ordinairement qu’un morceau de bois que l’on emploie pour soulever un fardeau. La meilleure qualité de bois qu’on puisse employer à cet usage est , conirpe nous l’avons déjà dit, le fVéne. Un brin ou rondin de frêne de 3 à 8 pieds de long et de 2 à 4 pouces de diamètre, est donc proprement un levier. S’il n’a que 3 pieds et demi à 4 pieds de long sur 2 pouces à 2 pouces et demi de diamètre, c’est ce qu’on appelle un levier de manœuvre; une pièce de bois plus forte et plus longue, et ferrée par un bout un peu en pince, est un levier d'abattage. Pour que ces leviers aient les qualités nécessaires à l’usage qu’on en fait, il faut que leur longueur se trouve dans le sens des fibres du bois.

Pour se servir d’un levier, on en engage ordinairement un bout de 6 à 12 pontes sous le fardeau ou la masse qu’il s'agit de soulever; c’est cc qu’on nomme emba?rer; puis, apptiyant sur le sol , ou surtout autre point d’appui , l’extrémité de la partie engagée, ou la pince , on agit avec effort à l’autre extrémité. De cette manière un homme peut soulever un poids égal à cinq à six fois son propre poids, ce qui fait de 6 à 700 livres.

Dans la manœuvre que nous tenons de décrire, le point d’ap-

pui se trouve , par rapport à la force agissante, au-delà de la résistance qu'elle doit vaincre ; souvent aussi il se trouve placé dans une position intermédiaire entre les points d'application de l’une et de l’autre : mais , dans tous les cas , plus la distance du point d’appui au point d’application de la force sera grande, relativement à la distance du même point d’appui à la résistance, plus grande aussi sera la masse qu’on pourra mettre en mouvement avec une force donnée, ou bien, plus faible sera la force nécessaire pour soulever un fardeau d’un poids déterminé. C’est une conséquence de ce principe de statique, que, dans le cas d’ étjuilibrc du levier , la force ou puissance , et, la résistance ou poids à ■soulever, sont entre elles en raison inverse des distances de leur point d'application au point d'appui.

S- 1 10. Une petite roue de métal ou de bois , suspendue et pouvant tourner librement autour de son axe, est ce qu’on appelle une poulie. Pour s’en servir, on entoure d’une corde sa circonfé- Tence, qui est à cet effet creusée en gorge.

L'équilibre a lieu , dans cette machine , quand la puissance et la résistance sont égales: ainsi, au moyen d’une poulie, un homme, en employant une force de 1 5o livres ne pourra tenir en équilibre qu’un. poids de 1 5© livres également.

' Si deux ou un plus grand nombre de poulies sont placées l’une à côté de l’autre, dans la même chappc et sur le même axe, cet appareil ou combinaison de poulies sc nomme moufle ou poulies tnouflées. On emploie ordinairement , en même temps , deux moufles; l’un attaché à un point fixe, l’autre lié à la résistance et se mouvant avec elle. Toutes les poulies sont embrassées par un même câble, qui va toujours d’un moufleà l’autre, et dont une des extrémités est attachée à l’un d’eux, tandis que l’autre est tirée par la puissance. ,

Au moyen de ce double appareil , qu’on appelle jeu de poulies ou palan double , F équilibre a lieu quand la résistance est à la puissance comme le noçibre des brins de cordages ( sans compter celui sur lequel on tire ) est à l’unité. Ainsi, lorsqu’un homme exerce, au moyen d’un jeu de poulies qui emploie sept cordes, une force de i5o livres, il peut tenir en équilibre un poids de i,o5o livres.

S- ni. On appelle treuil, un cylindre de bois qui se mçut librement sur son axe et qu’on fait tourner au moyen de leviers de manœuvre que l’on embarré successivement dans quatre mor-

litre premier.

taises on trous , pratiqués à cet effet à scs deux extrémités. Dans le cabestan, l’axe du treuil est horizontal; dans le vindas il est vertical. . ■> <

Pour se servir de cette machine, on garnit lè cylindre d'un câble, dont l’une des extrémités est attachée au fardeau qu’il faut soulever ou faire mouvoir, et on agit, avec les leviers, de manière à ce que le câble s’entortille peu ù peu le long du cylindre. C’est ce qu’on appelle manœuvrer au cabestan.

Dans cette machine, l'équilibre a lieu quand la puissance est à la résistance comme le rayon du cy lindre est à la longueur des leviers. D’où il suit que, plus le diamètre du cylindre sera petit, et plus les leviers de manœuvre seront longs , moins il faudra dç force pour soulever un poids déterminé. Ainsi, en supposant les lèviers dix fois plus longs que le rayon du cylindre , deux hommes , employant chacun une force de i5o livres, pourraient tenir en équilibre une masse de 5,ooo.

S- 112. Dans tout ce qui a été dit jusqu’ici, on n'a pas tenu compte Au. frottement; il est évident , cependant, qu’il oppose beaucoup de résistance au mouvement , et on peut en évaluer la valeur au cinquième ou meme au tiers de l’etTort total ou de la résistance qu’oppose la masse à mouioir.

Le frottement est le plus grand possible , lorsque les deux corps frottant et frotté sont de la même espèce , comme bois contre bois , ou métal contre métal , surtout si le frottement du bois contre le bois s’exerce dans le sens des fibres, ou si le métal frottant et le métal frotté sont de la même espèce, comme fer contre fer, cuivre contre enivre, etc. Mais il deviendra un peu moindre, si l’un de ces métaux frotte contre un autre , comiuo par exemple fer, cuivre ou acier contre laiton.

Le frottement peut encore être réduit d'un quart, et même, si les mouvemens sont très-rapides, de la moitié de sa valeur totale , par le graissage. Cependant il est dés corps auxquels ce moyen n’est pas applicable ; bois contre bois et laiton contre laiton, par exemple, ne comportent aucun graissage. On sait aussi que l’humidité augmente le frottement des bois comme la chaleur celui des métaux. ,

■ Le frottement de l’acier contre le laiton est , comme nous l’avons dit , un des moindres. On l’estime au septième du poids à mouvoir. , ■ y ' • >

DU MATÉRIEL d’artillerie. 11g

Lorsque le frottement est évalué ainsi à une certaine partie de la pression ou du poids . il est sous-entendu qu’il est question du mouvement des corps sur un plan horizontal. Il ne serait plus le mémo, s’il s’agissait d’un mouvement circulaire. Le frottement; dans ce cas, est à celui qui s'exerce sur un plan horizontal, comme le diamètre du corps rond est au bras de levier qui le fait mouvoir. Si, par exemple, la masse à mouvoir est de i5oo livres, le frottement sur un plan horizontal sera d'un cinquième de ce poids , ou de 5oo livres ; mais, s’il s’agit de mettre en mouvement le même fardeau au moyen d'un treuil dont le tourillon ait un pouce et demi de diamètre , et au moyen, d’un levier de G pieds , ou dont la longueur est égale à quarantehuit fois ce diamètre,, le frottement ne sera pins que du quarante-huitième de 5oo livres , ou de G livres et demie.

Le mouvement des poulies autour de leur axe ou boulon, éprouve un frottement dont la' valeur augmente ou diminue comme le quotient du diamètre du boulon par le diamètre de la poulie. Ainsi, dans deux poulies de même diamètre, mais qui auraient des boulons d’épaisseurs différentes, le frottement serait en raison directe de ces épaisseurs; et dans deux poulies ayant des diamètres différens et des boulon: «.'épaisseurs aussi différentes, le frottement serait en raison directe des épaisseurs de boulon et en raison inverse des diamètres de poulie. Si donc, dans une poulie de 8 pouces de diamètre, ayant un boulon d’un pouce, le frottement est évalué à une livre, une poulie de même diamètre avec un boulon d’un demi - pouce ne donnera qu’un frottement d’une demi-livre, et une poulie de'4 pouces de diamètre avec un boulon de deux pouces donnera un frottement de quatre livres.

Plusieurs poulies placées les unes contre les autres, éprouvent aussi un frottement entre elles, et comme ce frottement est en raison des surfaces de contact, il faut, pour les diminuer, laisser au centre des poulies un petit renflement de forme hémisphérique de manière à ce qu’elles ne se louchent qu’en un point. Deux poulies parfaitement plates, en mouvement l’nne contre l’autre, présenteraient le plus grand frottement possible ; si , au contraire , on interpose entre elles une petite boule de métal, le frottement sera réduit à un minimum.

Lorsqu’on veut augmenter le nombre des poulies, pour avoir un plus grand nombre de brins de cordage, et par suite dimi-

nuer la force nécessaire pour opérer le mouvement d'un corps , il faut bien prendre garde à l’augmentation de frottement qui en résulte, et en tenir compte dans ses calculs; car sans cela on s’exposerait à perdre plus d’un côté qu’on ne gagnerait de l’autre.

Il faut aussi faire entrer en considération la roideur du câble; elle augmente ou diminue le frottement en raison du plus ou moins de diamètre du cordage , cl de. l’effort plus ou moins grand qu’il faut employer dans la manœuvre.

S- n 3. Pour le maniement des grosses masses, comme pour élever une pièce de gros calibre sur son affût ou porte -corps, ou pour t’en descendre, etc., l’artillerie emploie souvent une machine dans laquelle se trouvent réunis un treuil et un moufle, et qu’on appelle chèvre. *

Cette machine ressemble à un grand compas à trois branches : entre deux de ces branches, nommées hanches et assemblées par trois épars, se trouve le treuil; l'antre, qui sert de point d’appui, se nomme pied. Les hanches et le pied sont unis par un bandeau de fer qu’on nomme coiffe de chèvre , et à leur point de réunion se trouve le moufle. Le pied et les hanches de la chèvre ont ordinairement de 12 à i5 pieds de longueur, et sont construits communément en bois de sapin, comme nous l’avons dit à l’article de ce bois.

L’économie de force qu’on obtient au moyen de la chèvre se compose ,

î .” De celle que l’on gagne avec le treuil ,