DIMENSIONS DES ROUES

Puisque le fer des jantes doit être en quantité égale à 4 X 1 P 2 = 6,08 pouces, et que la circonférence a i 5*5 pieds, le poids des jantes sera de 3 oo livres (i 36 kil.), le poids des rais et du moyeu sera de 245 liv. (m kil.), et le poids total de la roue de 545 livres (près de 248 kiloy grammes).

Le poids d’une roue de 10 pieds de circonférence qui devrait porter la meme charge serait de 291 livres (1 32 kil.), si elle avait 10 rais et que la largeur aux jantes fût de 4 pouces ( 101 rnill.) comme ci-dessus.

Les roues pour les chemins à ornières plates peuvent être calculées de la même manière. Leur poids ne sera pas aussi fort, parce qu’il n’y a pas . - besoin d’autant de largeur à la circonférence que dans les roues à ornières étroites. Pour ces sortes de chemins , la largeur convenable aux roues est de deux pouces ( 5 o millimètres) à peu près pour chaque tonneau de charge sur chaque roue.

Avec des roues de 5 pieds ( 1 52 centimètres) de diamètre sur les chemins à ornières étroites, le poids du chariot sera un peu plus fort que le quart du poids total, charge et chariot compris. Avec des roues de 4 pieds 6 pouces ( 1 37 centimètres ) , on peut le réduire à un quart.

Si le poids total est de 5 tonneaux , ou que le

RÉSISTANCE DES VOITURES

chariot, pesant 1^ tonneau, soit chargé de 3| tonneaux , que les essieux aient 3 pouces (76 millimètres) de diamètre, les roues 54 pouces (137 centimètres), et que le frottement soit égal à la

huitième partie de la pression, on a -=-^- — — 1

partie du poids pour la force qui traînerait le chariot chargé sur un chemin de fer de niveau ; c’est à peu près 78 livres avoir du poids, ou environ 35 kilogrammes.

Si les essieux étaient bien justes et tenus en L011 état, le rapport du frottement à la pression pourrait ne pas être de plus d’uu douzième, et alors le

même chariot pourrait être traîné par ~ de son

poids, ou par une force de 23 à 24 kilogrammes.

Mais — est ie moindre frottement que nous ayons

observé, et dansdes circonstances sur lesquelles on ne peut pas compter quand il s’agit de voitures d’une construction ordinaire : nous ne pouvions donc pas prendre nos exemples dans des expériences faites avec autant de soin. Comme on a fait beaucoup d’expériences sur la force nécessaire pour mouvoir les voitures sur les chemins en fer, il nous est facile de les comparer avec nos propres résultats.

l46 RÉSISTANCE DES VOITURES.

MM. Stephenson et Wood ont, dit-on, constaté par l’expérience qu’un chariot chargé de 854 o livres avoir du poids (3927^1.) n’exige qu’une force de 49 liv. (22,27 ^-) pour le tenir

en mouvement. C’est un peu moins de du

poids: mais les essieux de leur chariot avaient 3 pouces (76 mil.) de diamètre, et les roues 3 pieds (91 centimètres). Alors le rapport du frottement

à la pression n’aurait été que de ou moins

d’un quatorzième.

Dans une expérience que nous avons citée au commencement deceTraité(p. 16), le rapportée la

force à la charge est — . Il est très vraisemblable 0 170

que les chariots étaient semblables, quoique peutêtre leurs essieux fussent plus petits , car le chariot de l’expérience précédente est dit peser 2604 livres (1 183 kil.).

Nous pouvons conclure que ces résultats ne sont pas propres à faire connaître la résistance moyenne qui a lieu sur un chemin en fer.

Une autre expérience, rapportée aussi dans ce Traité (p. 36 ), et qui a été faite sur le chemin enfer

dePenrhyn , donne ^ pour le rapport de la force

à la charge. Les roues avaient 14 pouces (355

RÉSISTANCE DES VOITURES. ♦ 1 47

millim.)de diamètre, et les essieux vraisemblablement 1 £ pouce (58 mill.) ; et dans ce cas le

rapport du frottement à la pression était de ~ .

La partie du train de chariots qu’un cheval conduisait dans eette expérience de Penrliyn était : en marchandises, 12 tonneaux, en poids de cha-

riots, 2 J tonneaux, en tout, i4ï tonneaux ou 3a5oo livres (14772 kil.). Le sinus de l’inclinaison était

-V; ainsi, d’après la règle que nous avons donnée

pour la descente sur les chemins en fer inclinés

525oo — ^^ = 35 livres, ou à peu près 16

kilogrammes pour la force qui conduisait les 325oo liv. à la descente. ‘

Pour remonter lès chariots à vide sur cette route,

1a force doit être 2 £ tonneaux ou56ooliv.

= 123 livres ( 56 kilogrammes ) à peu près'; ce qui prouve que dans la construction de ce chemin on n’a pas pris l’angle d’inclinaison le plus convenable. Le tirage moyen d’un cheval est à cette

montée de — = 79 livres (près de 36 kilogrammes) , et la distance parcourue par 1 jour est d’environ i5 milles (24 kilomètres). Mais comme ce travail est de beaucoup inférieur à la foroe

l48 RÉSISTANCE DBS VOITURES.

moyenne d’un cheval, nous devons en inférer que la résistance est un peu plus grande que ne l’indique l’expérience.

Sur le chemin en fer du comté de Surrey, le diamètre des roues est de 32 pouces (81 centimètres) et celui des essieux de 2| pouces

(60 millimètres); on a donc pour

le frottement à l’essieu; et en supposant que la résistance sur le chemin même ne soit que de la cinquième partie de cette quantité , la résistance totale sera = ttt = — • Donc la force

nécessaire pour tirer 12 chariots sur une inclinaison de 1 partie sur 120, comme est celle de cette

route, serait de 85568 — ^^=241 livres, ce

i qui est trop pour un cheval, quoiqu’un fort cheval pût soutenir cette fatigue pendant un temps aussi court. 11 est très vraisemblable que nous -avons évalué le frottement sur l’ornière de ce nouveau chemin plus haut qu’il ne fallait. Mais puisqu’un cheval conduit un chariot chargé de 3 tonneaux, ce qui fait un poids total d’environ \ tonneaux, nous pouvons, en employant les mêmes données, chercher quelle force il faut qu’il emploie pour monter cette inclinaison. Notre règle

RÉSISTANCE DES VOITURES. : l4$

(p. 71) donne 8960 ■+- =176 livres (80

kilogr.) ; ce doit être à peu près la véritable résistance ; ainsi uous pouvons regarder comme assez approchant de la vérité, que la résistance à l’endroit des ornières, sur une route en fer à ornières larges, est d’environ la cinquième partie de la résistance à l’axe des roues. Si nous prenions le

rapport ^ au lieu ^ , la résistance serait alors

plus grande que celle que les chevaux paraissent avoir à surmonter.

On a fait beaucoup d’autres expériences sur' l’effet produit par les chevaux sur les chemins en fer (*), mais elles sont défectueuses, parce qu’on

(*) Le Repertory of Arts , vol. XIII, pag. 167—171, rapporte quelques expériences faites en 1799 par M. Wilkes de Measham , sur les charges qu’un cheval peut traîner sur une route en fer. Un cheval traînait 21 chariots chargér de charbon , et formant ensemble un poids total de 37 £• tonneaux. La pente était de 1 partie sur 1 15 , et le cheval la montait facilement. Le même cheval tirait aisément , en descendant, la septième partie de la même charge, ou 5,36 tonneaux. Maintenant, si nous supposons la même force de traction dans les deux directions, nous trouve-

rons pour le frottement

RÉSISTANCE DES VOITURES

n’y donne pas le rapport des roues avec les essieux. Quoi qu’il en soit, on a pu voir par la comparaison de celles qui précèdent, que le rapport du frottement à la charge, tel qu’il estétabli par nous, ne s’éloigne guère de celui que donne la pratique.

Il ne faut pas perdre de vue, dans la construction des voitures, que la charge doit être placée le

gg a , c’est-à-dire que la résistance causée par le frottement

était égale à gg de la charge. Et pour la force de traction

37 { tonneaux , ou 84,000 — 775) = l* vres

avoir du poids ( 1 10 kilog.). *

Le même cheval remontait 3,2 tonneaux sur une pente de 2 parties sur 4 1 - Ainsi , il était en état de faire un

effort de traction égal à 7168 = 4^o livres

( ig 5 kilog. ) ; et dans cette expérience on fut obligé d’enrayer les roues : la charge était donc la plus grande que le cheval pût traîner.

Dans une autre expérience, faite à la mine de Brinsley parftf! Wilkes, le frottement, calculé de la même manière,

est de Ce sont des résultats extrêmes relativement à la 7 6

force d’un cheval , et ils ne sont bons que pour montrer quel effet peut être produit pendant quelques instans quand la circonstance l’exige.

Di

ÉLÉVATION DE LA CHARGE. r5l

plus bas possible, surtout quand les plans inclinés ont une forte pente; car alors une charge élevée produit une pression très inégale sur les roues, et par conséquent sur les ornières qui les portent. Si le centre de gravité de la charge est élevé au-dessus du niveau des essieux d’une quantité égale à la moitié de la distance entre les essieux, tout l’effort de la charge portera sur les roues les plus basses dans un. plan dont l’inclinaison sera de 4^ degrés. ( Voy . fig. 27.) Lors donc qu’on veut soulager les chevaux à la montée , il est avantageux que les roues de derrière soient plus grandes que les autres, parce qu’alors le plus grand effort s’exerce sur la paire de roues qui éprouve le moins de frottement, et au contraire, en descendant, les petites roues, qui éprouvent le plus de résistance, portent la plus grande partie de la charge. Par cet arrangement un cheval peut conduire une voiture sur des pentes où sans cela il serait entraîné par elle. Sur les routes ordinaires, l’avantage des roues inégales est encore plus graud; car sur une route de niveau la direction du tirage diminue la pression sur les petites roues; elles ont toujours tout l’effet de leur plus graud frottement quand le chemin descend, et les chevaux retiennent la voiture dans la direction la plus convenable pour augmenter cet effet.