jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
problème de la navigation aérienne par le plus léger que l'air. Afin d'avoir une idée nette, quoique simple, de la question, plaçons-nous dans le cas idéal d'un dirigeable fusiforme, marchant d'un mouvement rectiligne, horizontal et rigoureusement uniforme, dans une atmosphère parfaitement calme. Il est soumis d'abord à deux forces verticales son poids, appliqué au centre de la nacelle, et la poussée de l'air, appliquée à peu près au centre de la carène, et ces deux forces qui, le dirigeable restant dans sa zone d'équilibre, sont égales, parallèles et de sens contraires, forment ce qu'on appelle en Mécanique un couple. Or, il est évident que l'action de ce couple est antagoniste de tout mouvement d'oscillation du dirigeable dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe; et comme, de plus, cette action est d'autant plus efficace que le centre de gravité et le centre de poussée sont plus éloignés l'un de l'autre, on voit qu'à bord des aéronats, où cette condition est généralement remplie, en dehors de quelques circonstances particulières, il n'y a pour ainsi dire pas de roulis possible, au contraire de ce qui se passe dans la navigation maritime, où le centre de gravité du bateau avoise toujours le centre de poussée. De là le nom de couple de rappel donné à ce système de forces verticales. Mais le dirigeable en marche est soumis encore à l'action d'un second système de forces : 1° la force propulsive due à l'hélice, force appliquée au centre de traction, c'est-à-dire à peu près au centre de la nacelle, au moins dans la plupart des dirigeables; 2° la résistance à l'avancement, appliquée au centre de résistance du système, point situé un peu au-dessous du centre de figure de la carène. Ces deux forces, horizontales et opposées, sont égales, puisque nous supposons le mouvement uniforme, et, par conséquent, elles constituent aussi un couple appelé couple de soulèvement, on va voir immédiatement pourquoi. Considérons, en effet, les mouvements qui peuvent se produire dans le plan vertical qui passe par l'axe de la carène il est clair que ce couple agit, fatalement et constamment, pour soulever la pointe-avant
poussée. De là le nom de couple de rappel donné à ce système de forces verticales. Mais le dirigeable en marche est soumis encore à l'action d'un second système de forces : 1° la force propulsive due à l'hélice, force appliquée au centre de traction, c'est-à-dire à peu près au centre de la nacelle, au moins dans la plupart des dirigeables; 2° la résistance à l'avancement, appliquée au centre de résistance du système, point situé un peu au-dessous du centre de figure de la carène. Ces deux forces, horizontales et opposées, sont égales, puisque nous supposons le mouvement uniforme, et, par conséquent, elles constituent aussi un couple appelé couple de soulèvement, on va voir immédiatement pourquoi. Considérons, en effet, les mouvements qui peuvent se produire dans le plan vertical qui passe par l'axe de la carène il est clair que ce couple agit, fatalement et constamment, pour soulever la pointe-avant du ballon mais alors, instantanément, la pression du vent créée par la marche de l'aéronat intervient, et se faisant sentir avec plus de force sur l'avant que sur l'arrière, dont les formes fuyantes se prêtent moins à la souffrir, soulève encore davantage la carène, en même temps qu'elle lui imprime un mouvement de dérive dirigé obliquement de bas en haut. La déviation imprimée dans ces conditions au ballon pourrait, on le conçoit, avec une vitesse suffisante, atteindre une valeur formidable, l'amener même à se redresser complètement, si le couple de rappel, à son tour, n'entrait en ligne pour ramener constamment le ballon à la position horizontale. Que si l'aéronat, en vertu de son inertie, venait à dépasser la position horizontale, la pression du vent aurait évidemment pour effet de lui imprimer des mouvements inverses des précédents; mais, cette fois encore, le couple de rappel, renforcé, en cette occasion, par le couple de soulèvement, se chargerait de faire revenir tout le système à sa position normale. Conclusion : un dirigeable fusiforme en marche tangue toujours et, en même temps, décrit une série de lacets au-dessus et au-dessous de la trajectoire. Il en est de même d'un dirigeable cylindrique, avec cette différence,
un mouvement de dérive dirigé obliquement de bas en haut. La déviation imprimée dans ces conditions au ballon pourrait, on le conçoit, avec une vitesse suffisante, atteindre une valeur formidable, l'amener même à se redresser complètement, si le couple de rappel, à son tour, n'entrait en ligne pour ramener constamment le ballon à la position horizontale. Que si l'aéronat, en vertu de son inertie, venait à dépasser la position horizontale, la pression du vent aurait évidemment pour effet de lui imprimer des mouvements inverses des précédents; mais, cette fois encore, le couple de rappel, renforcé, en cette occasion, par le couple de soulèvement, se chargerait de faire revenir tout le système à sa position normale. Conclusion : un dirigeable fusiforme en marche tangue toujours et, en même temps, décrit une série de lacets au-dessus et au-dessous de la trajectoire. Il en est de même d'un dirigeable cylindrique, avec cette différence, pourtant, que la pression du vent agissant également sur l'arrière et sur l'avant, la déviation est moins accentuée la dérive, seule, est plus considérable. Quant aux mouvements tournants que peut effectuer, à gauche et à droite de sa route, un dirigeable en marche, aucun des deux systèmes de forces dont il vient d'être question n'en peut être rendu responsable. Le plus souvent, ces embardées sont dues, soit à un changement de direction du vent, soit, comme nous l'avons déjà dit, à l'action excentrique de l'hélice; mais alors, dès le commencement de l'écart, la pression du vent créé par l'aéronat agissant dans le plan horizontal comme, tout à l'heure, dans le plan vertical, le ballon, en même temps, dévie et dérive. L'action du gouvernail de direction, proportionnelle au carré de la vitesse du vent qui le frappe, peut, seule, combattre ces effets, car la pression du vent est elle-même, ne l'oublions pas, proportionnelle au carré de sa vitesse, c'est-à-dire, dans le cas simple examiné ici, au carré de la vitesse du dirigeable. Toutefois, des embardements ne peuvent qu'affaiblir la puissance du dirigeable, en diminuant sa vitesse relative, et, par conséquent, son rayon d'action. On ne peut en dire autant des mouvements
il vient d'être question n'en peut être rendu responsable. Le plus souvent, ces embardées sont dues, soit à un changement de direction du vent, soit, comme nous l'avons déjà dit, à l'action excentrique de l'hélice; mais alors, dès le commencement de l'écart, la pression du vent créé par l'aéronat agissant dans le plan horizontal comme, tout à l'heure, dans le plan vertical, le ballon, en même temps, dévie et dérive. L'action du gouvernail de direction, proportionnelle au carré de la vitesse du vent qui le frappe, peut, seule, combattre ces effets, car la pression du vent est elle-même, ne l'oublions pas, proportionnelle au carré de sa vitesse, c'est-à-dire, dans le cas simple examiné ici, au carré de la vitesse du dirigeable. Toutefois, des embardements ne peuvent qu'affaiblir la puissance du dirigeable, en diminuant sa vitesse relative, et, par conséquent, son rayon d'action. On ne peut en dire autant des mouvements de tangage, gênants d'abord, inquiétants ensuite, et, enfin, dangereux, car ils arrivent en peu de temps 1° à mettre le moteur en péril par le trouble des niveaux de l'huile et de l'essence 2° à produire sur certaines suspensions des tractions exagérées qui peuvent compromettre la sécurité des voyageurs. Tant que la vitesse est relativement faible, – 5 à 6 mètres par seconde, l'expérience et le calcul montrent que le couple de rappel est assez puissant pour amortir ces mouvements, grâce, il est vrai, à l'intervention d'un troisième couple, le couple amortisseur auquel donne naissance la résistance propre de l'air, couple qu'a signalé, le premier, le lieutenant aérostier italien Crocco, et dont l'action peut être considérée comme proportionnelle à la vitesse de marche. Encore faut-il, pour que ces deux couples, même dans le cas d'une allure modérée, puissent produire leur effet stabilisateur, que le dirigeable ne présente pas des vices de construction pouvant donner naissance à d'autres forces perturbatrices ou accroître celles que nous venons d'examiner. Ainsi, comme nous l'avons indiqué tout à l'heure, la permanence de la forme, le cloisonnement du ballonnet, l'efficacité de son jeu sont des conditions nécessaires pour l'amortissement du tangage. Mais la forme du profil
que la vitesse est relativement faible, – 5 à 6 mètres par seconde, l'expérience et le calcul montrent que le couple de rappel est assez puissant pour amortir ces mouvements, grâce, il est vrai, à l'intervention d'un troisième couple, le couple amortisseur auquel donne naissance la résistance propre de l'air, couple qu'a signalé, le premier, le lieutenant aérostier italien Crocco, et dont l'action peut être considérée comme proportionnelle à la vitesse de marche. Encore faut-il, pour que ces deux couples, même dans le cas d'une allure modérée, puissent produire leur effet stabilisateur, que le dirigeable ne présente pas des vices de construction pouvant donner naissance à d'autres forces perturbatrices ou accroître celles que nous venons d'examiner. Ainsi, comme nous l'avons indiqué tout à l'heure, la permanence de la forme, le cloisonnement du ballonnet, l'efficacité de son jeu sont des conditions nécessaires pour l'amortissement du tangage. Mais la forme du profil donné au ballon est aussi d'une importance de tout premier ordre. 1° Il ne doit pas être trop allongé. Avec un allongement trop grand, en effet, le frottement de l'air contre la surface de la carène tend à augmenter la résistance; de plus, il devient difficile de réduire au strict nécessaire le nombre des suspensions sans risquer de voir le ballon se couper en deux par suite de la mauvaise répartition des poids; enfin il y a diminution de la force ascensionnelle par rapport à la surface du ballon, c'est-à-dire, en fin de compte, augmentation relative du poids à enlever. Si on définit l'allongement par le rapport de la longueur de la carène au diamètre de sa section maximum (maître-couple), l'expérience montre qu'un allongement voisin de 6 est celui qui donne les meilleurs résultats, au moins pour les ballons fusiformes. Cet allongement était celui de la France, de la Patrie; c'est aussi celui du von Parseval, du Lebaudy, de la Ville-de-Paris, etc. Toutefois, on tend aujourd'hui à augmenter ce chiffre le grand dirigeable militaire de 7500 mètres cubes dont M. Julliot, le constructeur du Lebaudy et de la Patrie, a étudié le projet, aura 100 mètres de long et un
nécessaire le nombre des suspensions sans risquer de voir le ballon se couper en deux par suite de la mauvaise répartition des poids; enfin il y a diminution de la force ascensionnelle par rapport à la surface du ballon, c'est-à-dire, en fin de compte, augmentation relative du poids à enlever. Si on définit l'allongement par le rapport de la longueur de la carène au diamètre de sa section maximum (maître-couple), l'expérience montre qu'un allongement voisin de 6 est celui qui donne les meilleurs résultats, au moins pour les ballons fusiformes. Cet allongement était celui de la France, de la Patrie; c'est aussi celui du von Parseval, du Lebaudy, de la Ville-de-Paris, etc. Toutefois, on tend aujourd'hui à augmenter ce chiffre le grand dirigeable militaire de 7500 mètres cubes dont M. Julliot, le constructeur du Lebaudy et de la Patrie, a étudié le projet, aura 100 mètres de long et un maître-couple de 11 mètres de diamètre seulement. 2° Tous les aérostiers français admettent, à l'heure actuelle, que pour amortir les balancements et assurer la stabilité dans le plan horizontal, une carène, quand elle est fusiforme, doit être pourvue d'une proue et d'une poupe, c'est-à-dire constituer un fuseau dissymétrique ou, ce qui revient au même, se présenter sous un aspect plus ou moins pisciforme. Disons tout de suite que nos aérostiers ont, pour les appuyer dans cette question, la jeune et déjà brillante école italienne, ainsi que la grande autorité d'O. Chanute, le célèbre aviateur américain. Il nous semble, d'ailleurs, qu'ils peuvent invoquer un certain nombre de raisons assez plausibles, entre autres que les poissons à marche rapide, les grands voiliers de l'atmosphère sont franchement dissymétriques; ensuite, qu'un certain nombre d'expériences sur le mouvement dans l'eau de solides en éboulant, de même longueur, mais dont le maître-couple avait des positions différentes, ont montré, non seulement les avantages de la dissymétrie, mais encore que la meilleure position à donner au maître-couple, pour éviter tout mouvement de lacets, était à peu près au tiers de la longueur à partir de la proue, ce qui revient à établir que le ballon doit marcher le
qui revient au même, se présenter sous un aspect plus ou moins pisciforme. Disons tout de suite que nos aérostiers ont, pour les appuyer dans cette question, la jeune et déjà brillante école italienne, ainsi que la grande autorité d'O. Chanute, le célèbre aviateur américain. Il nous semble, d'ailleurs, qu'ils peuvent invoquer un certain nombre de raisons assez plausibles, entre autres que les poissons à marche rapide, les grands voiliers de l'atmosphère sont franchement dissymétriques; ensuite, qu'un certain nombre d'expériences sur le mouvement dans l'eau de solides en éboulant, de même longueur, mais dont le maître-couple avait des positions différentes, ont montré, non seulement les avantages de la dissymétrie, mais encore que la meilleure position à donner au maître-couple, pour éviter tout mouvement de lacets, était à peu près au tiers de la longueur à partir de la proue, ce qui revient à établir que le ballon doit marcher le gros bout en avant. On comprend aisément, en effet, qu'en rapprochant de l'avant le maître-couple, on accroît l'action du vent sur la surface caudale de la carène, et dans le plan vertical et dans le plan horizontal; d'où, cette action étant contraire à celle qui s'exerce sur la surface de tête, un affaiblissement des mouvements de tangage et des embardées. Aussi, les dirigeables France, Patrie, avaient-ils une carène pisciforme; de même, le petit Santos-Dumont n° 9, qui a fait, il y a cinq ans, par ses pérégrinations aux Champs-Elysées, aux courses, à la revue du 14 juillet, etc., l'admiration des Parisiens. Le Lebaudy, l'Italia sont pisciformes, la Ville-de-Paris, le von Parseval lui-même, sont dissymétriques. Mais la dissymétrie est, malgré tout, une question controversée encore aujourd'hui. Il n'en est pas de même du principe en vertu duquel le système carène-gréement-nacelle doit posséder une rigidité aussi grande que possible. Remarquons, d'abord, que lorsque des balancements se produisent, il est nécessaire que le poids de la nacelle ne porte pas sur certaines suspentes plutôt que sur d'autres; sinon, quelques-unes de ces suspentes qui, pendant un instant, n'auraient plus rien supporté et se seraient détendues, pourraient se tendre brusquement au moment du redressement, au
tête, un affaiblissement des mouvements de tangage et des embardées. Aussi, les dirigeables France, Patrie, avaient-ils une carène pisciforme; de même, le petit Santos-Dumont n° 9, qui a fait, il y a cinq ans, par ses pérégrinations aux Champs-Elysées, aux courses, à la revue du 14 juillet, etc., l'admiration des Parisiens. Le Lebaudy, l'Italia sont pisciformes, la Ville-de-Paris, le von Parseval lui-même, sont dissymétriques. Mais la dissymétrie est, malgré tout, une question controversée encore aujourd'hui. Il n'en est pas de même du principe en vertu duquel le système carène-gréement-nacelle doit posséder une rigidité aussi grande que possible. Remarquons, d'abord, que lorsque des balancements se produisent, il est nécessaire que le poids de la nacelle ne porte pas sur certaines suspentes plutôt que sur d'autres; sinon, quelques-unes de ces suspentes qui, pendant un instant, n'auraient plus rien supporté et se seraient détendues, pourraient se tendre brusquement au moment du redressement, au risque de se briser. Or cela ne peut évidemment être réalisé que si l'ensemble du dirigeable constitue un système indéformable. Cette condition remplie, on voit maintenant: 1° que le mouvement de la carène entraînant celui de la nacelle, le couple de rappel est mis en jeu avec le maximum d'intensité; 2° que la nacelle joue, pour assurer la régularité de la marche contre les caprices du vent, le rôle d'un véritable volant régulateur. Dupuy de Lôme, auquel on doit l'étude approfondie de cette question, nous a donné depuis longtemps, d'ailleurs, les moyens propres à la résoudre et ce n'est pas, peut-être, le moindre des reproches qu'on peut adresser à M. Santos-Dumont que de n'avoir pas suffisamment assuré la rigidité de la suspension dans son n° 6. Il est clair aussi que toute disposition capable de diminuer l'effet du couple de soulèvement, tout en conservant celui du couple de rappel, aurait une importance capitale, sans compter que le rapprochement du centre de traction du centre de résistance assure un meilleur rendement du moteur. Dans le Zeppelin n° 3, on est bien arrivé à rapprocher autant que possible ces deux points en plaçant les hélices à la hauteur de la carène; mais
2° que la nacelle joue, pour assurer la régularité de la marche contre les caprices du vent, le rôle d'un véritable volant régulateur. Dupuy de Lôme, auquel on doit l'étude approfondie de cette question, nous a donné depuis longtemps, d'ailleurs, les moyens propres à la résoudre et ce n'est pas, peut-être, le moindre des reproches qu'on peut adresser à M. Santos-Dumont que de n'avoir pas suffisamment assuré la rigidité de la suspension dans son n° 6. Il est clair aussi que toute disposition capable de diminuer l'effet du couple de soulèvement, tout en conservant celui du couple de rappel, aurait une importance capitale, sans compter que le rapprochement du centre de traction du centre de résistance assure un meilleur rendement du moteur. Dans le Zeppelin n° 3, on est bien arrivé à rapprocher autant que possible ces deux points en plaçant les hélices à la hauteur de la carène; mais comme, en même temps, les deux nacelles qu'emporte cet aéronat avoisinent le ballon, il se peut que le couple de rappel soit, à son tour, trop affaibli. Mieux vaut, a priori, la solution proposée déjà en 1784 par Meusnier, adoptée aujourd'hui par von Parseval, von der Gross, etc., placer l'hélice entre la carène et la nacelle, celle-ci gardant le moteur, comme dans le dirigeable de La Vaulx que les Parisiens ont pu voir évoluer, il y a deux ans, au-dessus de Longchamps. Quoique dépourvu des organes de stabilisation que portent les ballons actuels, il n'en a pas moins donné des résultats merveilleux comme docilité, stabilité et même comme vitesse (10 mètres à la seconde). Seulement, vu son faible volume, 730 mètres cubes environ, les expériences faites avec cette machine volante ne peuvent être considérées que comme de simples essais. Il serait à désirer qu'on revienne à la charge avec des dimensions plus considérables. Toutefois, si réduit que soit le couple de soulèvement, quelque ampleur que l'on donne au couple de rappel, quelque intense que soit l'action du couple amortisseur, comme la valeur du couple de rappel est indépendante de la vitesse, que celle du couple amortisseur n'augmente que proportionnellement à
entre la carène et la nacelle, celle-ci gardant le moteur, comme dans le dirigeable de La Vaulx que les Parisiens ont pu voir évoluer, il y a deux ans, au-dessus de Longchamps. Quoique dépourvu des organes de stabilisation que portent les ballons actuels, il n'en a pas moins donné des résultats merveilleux comme docilité, stabilité et même comme vitesse (10 mètres à la seconde). Seulement, vu son faible volume, 730 mètres cubes environ, les expériences faites avec cette machine volante ne peuvent être considérées que comme de simples essais. Il serait à désirer qu'on revienne à la charge avec des dimensions plus considérables. Toutefois, si réduit que soit le couple de soulèvement, quelque ampleur que l'on donne au couple de rappel, quelque intense que soit l'action du couple amortisseur, comme la valeur du couple de rappel est indépendante de la vitesse, que celle du couple amortisseur n'augmente que proportionnellement à cette vitesse, tandis que les forces du couple de soulèvement et la pression du vent croissent proportionnellement au carré de ladite vitesse, on voit qu'à mesure que l'allure s'accentue, l'équilibre d'un dirigeable doit nécessairement tendre à devenir de plus en plus précaire. On peut même prévoir, et l'expérience le prouve, que pour une assez grande vitesse, celle que le colonel Renard a appelée vitesse critique, les forces stabilisatrices devenant impuissantes à combattre les forces perturbatrices, le tangage qui, comme tous les mouvements périodiques dont la cause est permanente, ne peut aller qu'en s'accentuant, doit devenir intolérable. En 1885, lors des expériences de la France, en 1901 même, on ignorait complètement l'existence de la vitesse critique, vitesse qui dépend, d'ailleurs, du type de dirigeable employé. Mais c'est à elle que nous faisions allusion au commencement de cet article à propos de la randonnée du Santos-Dumont n° 6. Par suite des vices de construction de cet aéronaut, vices que nous avons soigneusement signalés à mesure que l'occasion s'en présentait, sa vitesse critique devait être voisine de 11 à 12 mètres, – le tangage inquiétant observé au retour semble l'indiquer. Si donc sa vitesse propre eût atteint ou même approché ces chiffres, nous
que pour une assez grande vitesse, celle que le colonel Renard a appelée vitesse critique, les forces stabilisatrices devenant impuissantes à combattre les forces perturbatrices, le tangage qui, comme tous les mouvements périodiques dont la cause est permanente, ne peut aller qu'en s'accentuant, doit devenir intolérable. En 1885, lors des expériences de la France, en 1901 même, on ignorait complètement l'existence de la vitesse critique, vitesse qui dépend, d'ailleurs, du type de dirigeable employé. Mais c'est à elle que nous faisions allusion au commencement de cet article à propos de la randonnée du Santos-Dumont n° 6. Par suite des vices de construction de cet aéronaut, vices que nous avons soigneusement signalés à mesure que l'occasion s'en présentait, sa vitesse critique devait être voisine de 11 à 12 mètres, – le tangage inquiétant observé au retour semble l'indiquer. Si donc sa vitesse propre eût atteint ou même approché ces chiffres, nous aurions probablement aujourd'hui à enregistrer, au lieu d'une victoire éclatante de la Science, une défaite retentissante d'une portée incalculable, et, peut-être même, la perte d'une vie que l'avenir devait montrer précieuse à tous égards. Un nouveau problème se pose donc reculer, par des moyens tout autres que ceux que nous avons examinés jusqu'ici, l'instant où la vitesse du dirigeable le prive, si parfaite que soit sa construction, de toute espèce de stabilité. Les moyens directs ne manquent pas. Ainsi, la nacelle peut être munie, comme celle du Santos-Dumont n° 6, d'un poids mobile que l'on envoie à l'avant, pour surcharger cette partie, lorsque, par exemple, l'aéronat se soulève; dans le von Parseval, c'est au jeu de deux ballonnets, placés l'un à l'avant, l'autre à l'arrière, que l'on demande le même résultat. Mais ces manœuvres sont lentes, délicates, à la merci d'un faux mouvement ou d'une erreur du pilote. Le mieux est l'emploi, comme dans les sous-marins, de gouvernails horizontaux (gouvernails de profondeur) dont l'efficacité tient évidemment aux mêmes causes que celles qui rendent si puissante l'action des gouvernails de direction. Toutefois, on tend de plus en plus, aujourd'hui, à demander à ces appareils, non pas d'amortir le tangage, mais de